myShield Starter

Hardware

WilTrick ist eine Übungsplatine für das Arduino-System, welches einen möglichst einfachen Einstieg in den Bereich der Mikrocontroller Technik bieten soll. Das Projekt kann in zwei wesentliche Teile unterteilt werden. Der erste Teil besteht darin die Platine zu designen und zu fertigen. Während sich der zweite Teil des Projektes mit der Programmierung der Bauteile beschäftigt und Schnittstellen zu verschiedenen Bauteilen erstellt. Designt wurde die Platine und der dazugehörige Schaltplan in EAGLE. Die Fertigung der Platine erfolgt in einer externen Firma. Die Platine ist mit folgenden Bauteilen bestückt worden: Taster, Potentiometer, Widerstände, RGB-LED, LDR (NSL-19M51), Buzzer, 7-Segment Anzeige.

Beim myShield Starter V2.0 wurde die Pinbelegung der Buchsenleiste verändert, um meherer Möglichkeiten für Erweiterungen (Shields) oder Übungen zur Verfügung zu stellen. Das Board wurde in einer neuen Farbe produziert. Es wurde ein Digitaler Pin hizugefügt, außerdem wurde der Schleifer des Potentiometers ausgeführt.

Shield 1

Es wurden Zusatzplatinen für das mµShield Starter entwickelt, welche auf der Platine, mittels bereits vorhandenen Stiftleisten, angebracht werden können. Diese Platinen können an die noch offenen Analogen Pins (A4, A5) und an 3,3V oder 5V Versorgung angeschlossen werden. Auf diesen Zusatzplatinen können verschiedenste Bauteile angebracht werden. So sind etwa auf der Shield_1 Zusatzplatine zwei Temperatursensoren (LM35 und DS2018) angebracht. Diese Platinen können in der Schule designet und erstellt werden.

Shield 2

Hier wurden ein Temperatursensor und ein Speicherbaustein verwendet. Diese werden mit dem Bussystem I2C angesprochen und ausgewertet. Funktion des Shields ist es, dass man die Werte des Temperatursensors mit Hilfe von I2C auslesen und anschließend die Werte auf den Speicherbaustein schreiben und wieder auslesen kann. Das Shield_2 ist mit dem myShield Starter v2.0 und v1.0 kompatibel.

Shield 3

Hierbei wurde ein Joystick-Potentiometer verwendet. Mit diesem sollte man die Werte der zwei Potentiometer und des Tasters auswerten. Das Shield 3 ist nur mit dem myShield Starterv2.0 kompatibel.

Shield 4

Das Shield 4 besteht nur aus einer 1x3 Stiftleiste, die für den Anschluss eines Servomotors gedacht ist. Außerdem ist das Shield 4 nur mit dem myShield Starter v2.0 kompatibel.

myShield Raspi

Diese Platine ist eine Zusatzplatine für den Raspberry Pie, die für Laborübungen verwendet werden soll. Das Board hat LEDs, Taster, und zwei unterschiedliche Temperatursensoren (TC74 und DS1820) .

Software

Zur Programmierung der Firmware wurde die Arduino Software verwendet. In Java wurden serielle Schnittstellen verwendet, diese senden einen Befehl an die Firmware, welche den Befehl anschließend umsetzt. Die Platine wurde so konstruiert, das verschiedenste Bauteile miteinander komunizieren und somit auch programmiert werden können.

In dieser Grafik ist die aktuelle grafische Benutzeroberfläche dargestellt. Es ist möglich die Werte der Taster, des Potentiometers und des LDRs mittels „Read Inputs“ Button auszulesen. Des Weiteren kann man die verschiedenen Farben der RGB-LED anzeigen lassen, wobei Grün als Standard eingestellt ist. Es ist außerdem möglich einzustellen, ob die RGB-LED zugleich mit dem 7-Segment betrieben werden soll. Der Buzzer kann in diesem Programm zwei verschiedene Töne ausgeben. Beim 7-Segment können die einzelnen Segmente jeweils angesteuert werden, zudem kann man zwischen dem 1. und 2. Digit wechseln. Mit Hilfe des Buttons „File“ kann die grafische Benutzeroberfläche beendet werden.

Es wurden für alle Shields Übungsprogramme entwickelt, welche möglichst einfach strukturiert und zusätzlich mit Kommentaren versehen wurden.