Adventshimbeeren - 24 Türchen mit dem Raspberry Pi

[JeanLuc7]

Salut Bastelfreunde,

ich habe mir zum Advent zwei passende Kalender besorgt. Der eine enthält 24 Cocktails, denen nur das Eis zum Glück fehlt, und der andere stammt von Conrad und enthält 24 Versuche zum Einstieg ins Experimentieren mit dem Raspberry Pi. Da ich vor einiger Zeit bereits einen Raspberry Pi in ein Schuco-Gehäuse eingebaut habe, war das für mich der passende Anlass, mich näher mit diesem kleinen Platinchen zu beschäftigen. Conrad legt dem Kalender ein 32-seitiges DIN-a-4-Anleitungsbuch bei, das beim ersten Durchblättern einen guten Eindruck macht.

Ich werde daher in den nächsten 24 Tagen (hoffentlich weitgehend regelmäßig) über die einzelnen Experimente berichten - und bin selbst sehr gespannt, was sich hinter den einzelnen Türen verbirgt.

Also dann: auf geht's in die Adventszeit 2015 mit dem Himbeercomputer :)

[JeanLuc7]

Das Türchen am ersten Tag ist das größte, denn es enthält auch ein kleines Schaltbrett. Das ersetzen wir hier natürlich durch die Schuco-Bauplatte und Klemmfedern. Außerdem finden sich noch ein 220-Ohm-Widerstand, eine rote 5mm-LED und zwei Drähte im Fach. das finden wir natürlich auch alles in der Sammlung von Philips-Bauteilen. Die LED entstammt dem EE2013/2010.

Sonst geschieht leider wenig. Die Anleitung erklärt noch einmal, wie man den Raspberry Pi von Null auf konfiguriert, und zuletzt werden LED und Widerstand an zwei Pins des Raspberry Pi angeschlossen: GND und +3,3V. Wie man unschwer erwarten wird, leuchtet die rote LED auf Dauer. Aber immerhin, ein erster Erfolg :-)

[buedes]

...Ich werde daher in den nächsten 24 Tagen (hoffentlich weitgehend regelmäßig) über die einzelnen Experimente berichten...

Gute Idee :D

Gruß, Horst

[mjwolf]

'n Abend,

...Ich werde daher in den nächsten 24 Tagen (hoffentlich weitgehend regelmäßig) über die einzelnen Experimente berichten...

Gute Idee :D

Gruß, Horst

genau, Horst, wollte ich auch gerade schreiben. Super Idee, JeanLuc!
(Ich hab mir spaßeshalber den anderen Adventskalender vom Conrad besorgt, den mit den Sensoren, aber mangels Zeit habe ich ihn gerade zum Osterkalender 2016 unfunktioniert... :- ) Insofern schön, hier zumindest mitlesen zu können.

VG
Martin

EDIT: Für alle, die intensiver mitlesen wollen:
http://www.produktinfo.conrad.com/daten ... R_2015.pdf

[JeanLuc7]

(mit etwas Verspätung, da ich zwei Tage lang nicht zum Basteln kam)

Am Tag 2 fanden sich im Adventskalender eine gelbe LED, ein 220-Ohm-Widerstand und ein Zuleitungskabel. Im Gegensatz zu gestern soll allerdings diesmal wirklich etwas passieren: die LED soll blinken. Dazu muss man auf dem Raspberry Pi eine Programmiersprachenerweiterung installieren und dann ein kleines Programm abtippen.

Die Programmieroberfläche "ScratchGPIO" ähnelt ein wenig der Ablaufsteuerung der LEGO Mindstorms-Serie. Man klickt einfach ein paar Blöcke zusammen und sagt, was in jedem Block geschehen soll. Ich bin gespannt, wie mächtig das ganze ist - bei LEGO blieb die Komplexität begrenzt, weil man keine eigenen Variablen anlegen konnte. Das scheint hier aber zu gehen.

Ich habe die LED und den Widerstand durch Bauelemente aus dem EE2015 ersetzt. Als Ergebnis sieht man dann tatsächlich zwei abwechselnd blinkende LEDs, sobald das Programm ausgeführt wird.

[JeanLuc7]

Ich muss zugeben - ein wenig enttäuscht war ich schon, als sich nun hinter dem dritten Türchen eine grüne LED, ein weiterer 220-Ohm-Widerstand und ein weiteres Zuleitungskabel fanden. Also in die Bastelkiste gegriffen, das grüne LED-Platinchen aus dem EE2013/2010 gegriffen und alles aufgebaut.

Das heutige Programm baut eine Ampelsteuerung nach, und dank der Pausenbefehle ("Warte x Sekunden") kann man die Gelbphase auch kürzer machen als die rote und grüne Phase. Dass die Ampel wirklich funktioniert, müsst Ihr mir jetzt einfach mal glauben :)

P.S: Martin, vielen Dank für den Link zum Anleitungsheft - ich hab gar nicht damit gerechnet, dass das online verfügbar sein könnte.

[JeanLuc7]

Und noch eine LED, diesmal mit vier Pins und in drei Farben. Derartige LED's gab es seinerzeit noch nicht, so dass ich mir hier mit einer Adapterplatine beholfen habe, die ich eigentlich für Mikrocontroller-Sensoren hergestellt hatte. Die vier Pins der LED sind einfach an den vier AUßenkontakten abgreifbar.

Das zugehörige Programm ist extrem einfach - das Blinken der drei LEDs (und die daraus resultierende Farbe) wird lediglich durch das Erzeugen von drei Zufallszahlen erreicht, die drei Ausgänge wahllos ein- und ausschalten.

[JeanLuc7]

Heute befand sich hinter dem Türchen ein winziger Taster. Da mein Schaltpult auch so einen Taster besitzt, habe ich natürlich auf diesen verlassen und nun kann ich eine LED mit dem Taster ein- und auch wieder ausschalten.

Leider geht aus dem Programm noch nicht so klar hervor, ob der benutzte Eingang 25 auch immer ein Eingang ist - oder ob man ihn wie bei Mikrocontrollern wahlweise umfunktionieren kann.

[JeanLuc7]

Heute lagen im Kalender ein 20-MOhm-Widerstand und ein Stück Draht. Nun steht Draht gerade nicht auf meiner Bedarfsliste, und den Widerstand habe ich ersetzt durch zwei mit je 10MOhm aus dem EE2010 und EE2014.

Das Ergebnis ist gut, aber nicht überzeugend. Hier auf dem Holzboden und mit Adidas-Sneakers bin ich recht gut isoliert, so dass die LED nicht zuverlässig leuchtet, wenn ich den Kontakt berühre. Erst, wenn ich auch noch die Massefläche berühre, funktioniert es. Offenbar zieht mein Finger allein das Signal nicht zuverlässig auf Null.

Ich schaue einmal, ob man das nicht anders lösen kann. Denn der Körper wirkt ja wie eine Antenne, so dass man am Eingang eine Wechselspannung messen können sollte - und die reicht dann auf jeden Fall aus, um einen Sensorkontakt auszulösen. Man kennt das - das Anfassen des Eingangs eines Oszilloskops zaubert eine verbogene, aber doch erkennbare 50-Hz-Sinuskurve mit gar nicht so kleiner Amplitude auf den Schirm. Hier besteht also durchaus Optimierungsbedarf.

[pingi66]

Hallo JL7,

Deine täglichen Berichte über den Raspberry Pi Weihnachtskalender finde ich super, aber nicht nur ich. Mein Arbeitskollege hat sich auch diesen Kalender geleistet und ich habe ihn mal den Link auf dieses Forum weitergeleitet. Er ist begeistert und hat sich gleich den Link zu seiner Favoritenleiste hinzugefügt. Vielleicht kann ich ihn ja auch für dieses Forum gewinnen, mal schauen. Jedenfalls freuen wir uns alle auf Dein siebtes Türchen!

Grüße
Sven

[JeanLuc7]

Heute fand sich im Kalender ein Kabel mit zwei Krokodilklemmen. Die zugehörige Funktion war recht simpel - zusammen mit einem Löffel aus der Besteckschublade wird daraus ein überdimensionaler Sensorkontakt - der freilich auch nicht so viel besser funktioniert als die einfachen Klemmen. Als Anzeige dienen diesmal die rote LED (kein Kontakt) und die grüne LED (Löffel berührt).

[JeanLuc7]

Am Tag 8 fanden sich zwei weitere 20-MOhm-Widerstände im Kalender, denn diesmal kommen gleich drei Sensortasten zum Einsatz, die die RGB-LED zum Leuchten bringen. Je nach Kombination leuchtet die LED dann in rot, grün, blau oder gelb, cyan, magenta oder weiß.

Auch hier gilt: Ohne Überbrückung der Sensoren zum Massekontakt bekomme ich die drei LEDs nicht sicher zum Leuchten. Ich musste zudem meinen Platinensockel ausbauen - offenbar hat der dort aufgebaute 78L05-Spannungsregler doch einen gewissen Einfluss, denn mit ihm funktioniert die Schaltung nicht.

[JeanLuc7]

Pong ist ein sehr alter Hut. Man hat es in den 70ern auf Röhrenfernsehern gespielt, aber bis heute findet man immer wieder (Retro-)Schaltungen, weil es eben so einfach zu spielen ist. Bei der maker Faire 2014 in Hannover war mein Original-Pong der Anziehungspunkt für Matches zwischen Vätern und Söhnen.

Nun also auch auf dem Raspberry Pi, und diesmal lohnt es sich tatsächlich den Code genauer zu studieren, weil er nämlich eine grafische Ausgabe benutzt und mehrere Aktionen gleichzeitig ausführt - man lernt also deutlich mehr dazu als bei den bisherigen An-Aus- und Sensorbeispielen.

Zwei LEDs zeigen an, ob die Senosrkontakte berührt wurden, mit denen man die Position des Schlägers auf der rechten Seite steuern kann.

[JeanLuc7]

Ich kann mich nicht mehr erinnern, wann ich zuvor das letzte Mal mit Knetgummi in Berührung gekommen bin - es ist garantiert sehr, sehr lange her. Meine letzte Begegnung war jedenfalls gerade eben, denn im Kalender fand sich heute lediglich ein Stück roter Kinderknetgummi. Den soll man zu einem Ball kneten, einen Draht hineinstecken und ihn als Sensor benutzen.

Das funktioniert tatsächlich, weil Knete offenbar ähnlich gut leitet wie menschliche Haut. Die rote LED beginnt dann zu blinken.

[JeanLuc7]

Hm - wie es ausschaut, hat dieser Kalender gar nicht 24, sondern 25 Türchen. Dem letzten Türchen mit den Fragezeichen fehlt aber eine Nummer. Mal sehen, wann es im Begleitheft erwähnt wird...

[JeanLuc7]

Salut liebe Mitleser,

ich bin etwas hintendran mit meinen Berichten. Allerdings muss ich zugeben, dass die kommenden Berichte sich auch alle ein wenig ähneln - es geht halt meistens um LED's, die irgendwie ein- und ausgeschaltet werden, gleichgültig, ob das nun über einen Schalter, einen Sensorkontakt, einen Löffel oder Knetgummi geschieht. Natürlich ist der Kalender für Elektronik-Einsteiger konzipiert - aber wenigstens einen Helligkeitssensor hätte Conrad scjon dazu packen können, damit man neben EIN und AUS auch noch ein paar andere Ereignisse zeigen kann. Anhand der vielen LED's - wir sind inzwischen am 17.12. bei 7 Stück angekommen - hätte man dann eine Lichtleiste bauen können, bei der jeweils eine LED ein bestimmtes Helligkeitsintervall anzeigt. Oder etwas ähnliches.

Aber sei es drum - machen wir weiter im Text. Und an einigen tagen bekommt man ja durchaus eine Ahnung, was man durch Programmieren aus dem kleinen Teil herausholen kann.

Es grüßt herzlich
Euer Jl7

[JeanLuc7]

Eine neue LED - diesmal in blau! Das Experiment bildet wiederum die Ampel nach, die wir schon vom 3.12. kennen. Diesmal flackdert aber eine blaue LED, solange die Ampel rot zeigt. Ausgelöst wird das ganze wieder über einen Taster.

Das Flackern der blauen LED wird im Handbuch ausführlich erklärt - es ist Absicht und liegt daran, dass keinerlei Pausen zwischen beiden Zustandswechseln gemacht werden. Das ist natürlich einleuchtend, wirkt aber trotzdem ein wenig unprofessionell - wer würde schon über die Straße gehen, bloß weil irgendwo ein blaues Licht flackert?

Die blaue LED hat in den Philips- oder Schuco-Kästen keine Entsprechung - seinerzeit gab es noch keine blauen LED's, und wenn nun jemand sagt, dass VW in den Achtzigern schon derartige LED's im Cockpit für das Fernlicht verbaut hat, dann ist er einem Irrtum aufgesessen. Damals baute man blaue Signallampen in LED-Form ein...

[JeanLuc7]

Offenbar war man auch bei Conrad/FRANZIS mit dem blauen Flackern nicht zufrieden. Also gibt es am Tag 12 einen zusätzlichen Widerstand, und damit kann dann die RGB-LED die Farben Rot und Grün darstellen und so die Fußgängerampel simulieren.

[JeanLuc7]

Oh - hinter dem Türchen verbirgt sich eine RGB-LED! Diesmal geht es darum, zwei RGB-LED's wechselweise blinken zu lassen, wobei man die Farbmischung in einem kleinen Fenster während des Betriebs ändern kann. Mein Bildschirm ist allerdings nur 5 Zoll groß, und da ist es schon eher Glück, wenn man die winzigen Schalter auf dem Bildschirm trifft. Da man die einzelnen Farben nur ein- oder ausschalten kann, ergeben sich neben "dunkel" noch sieben weitere Möglichkeiten: "grün", "blau", "rot", "cyan", "gelb", "magenta" und weiß. Diese 5m m-LEDs sind allerdings so groß, dass man die Halbleiter-Träger mit dem Auge gut unterscheiden kann - Farbmischungen sind daher nicht so schön, wie man sie von den neuen flachen SMD-LED's her kennt.

Im Bild brennt natürlich nur eine LED - es ist ja zusätzlich eine Blinkschaltung.

[JeanLuc7]

Lediglich ein Mikroschalter lag heute hinter dem Türchen - aber das Experiment hat es in sich. Da wird mit erstaunlich wenig Aufwand eine virtuelle Krabbe auf den Bildschirm gezaubert, die man drehen kann, während sie vorwärts krabbelt. Und damit es nicht zu langweilig wird, darf die Krabbe nicht über den vorgeschriebenen Weg hinaus krabbeln - sonst sammelt man Strafpunkte.

Und wer nun glaubt, das sei einfach, der hat nicht bedacht, dass die Krabbe sich erstaunlich schnell fortbewegt - schon einen einzigen Rundlauf fehlerfrei hinzubekommen, das ist am Anfang fast unmöglich. Man muss schon ganz schön geschickt sein - und im Ernstfall nicht versehentlich den falschen Taster drücken, was auch wieder ganz einfach passiert, weil die Krabbe ja ständig ihre Bewegungsrichtung ändert.

Als Schalter kommen hier die Taster zum Einsatz, die Philips in vielen Experimentierkästen seit den Sechzigerjahren genutzt hat.

Das hat heute Spaß gemacht :-)

[JeanLuc7]

Heute fand sich eine weitere RGB-LED im Kalender, und daraus entsteht diesmal ein Lauflicht. Auf meiner Bauplatte wird es dank der Platinchen inzwischen eng, aber mit ein paar Umbaumaßnahmen finden alle sieben LED's Platz - wobei allerdings meine Reihenfolge von der abgedruckten Version abweicht.

Hier wäre nun eigentlich ein Video vonnöten, aber man mag mir glauben: das Lauflicht macht genau das, was es soll. Dass im Bild tatsächlich zwei LED's leuchten, ist der langen Belichtungszeit geschuldet

[JeanLuc7]

Mit einem zweiten Block Knete und - wenn man clever ist - einem dritten Krokodilklemmenkabel (das sich hinter dem Türchen ohne Nummer verbirgt) kann man nun die Farben einer RGB-LED steuern. Besonderheiten gibt's dabei keine, und die LED zeigt wiederum nur die üblichen Farben und Mischfarben. Ein Foto spare ich mir daher - es ist gerade eh zu dunkel dafür :-)

[JeanLuc7]

Heute sollte es wieder spannend werden - neben einer weiteren roten LED sollte diesmal ein Autorennen gebaut werden. Der Aufbau ähnelt dem Krabbenkrabbeln, nur diesmal wird eine Fahrbahn dargestellt, auf der sich ein kleines Auto bewegt, gelenkt von zwei Tastern. Wenn alles gut ist, leuchtet die grüne LED, ansonsten für den linken und rechten Randstreifen jeweils eine rote LED.

Leider ist das Programm nicht so ausgereift wie die Sache mit den Krabben. Der Bildaufbau ist fehlerhaft, und man kann schon nach dem ersten Bild nicht mehr erkennen, wo man eigentlich fahren soll und wo nicht (überall, wo weiß hindurchschimmert, ist es ok, obwohl man keine Straße mehr sieht...)

Mal schauen, ob ich bei Gelegenheit den Fehler beheben kann.