Die Schaltung besteht aus sechs LEDs, die in Charlieplex-Manier an drei Anschlüssen eines PICAXE08M2 angeschossen sind. Die Schaltung hat Paul auf einem PICAXE08-Protoboard gelötet.

Über eine der LEDs wird zusätzlich die Umgebungshelligkeit gemessen, um damit die Blinkgeschwindigkeit zu steuern.

Hier das Programm:

Die Beispielprogramme gibt es schon von den letzten Workshops online. Jetzt ist es vielleicht noch einfacher, sie herunter zu laden. Einfach auf das grüne Band links oben oder direkt hier klicken und als ZIP-Archiv von Github herunterladen!

Bei diesem Momentum wird der Rasberry Pi sicher seinen Weg zu den Kindern finden. Projekte wie der Computer-Club come_IN in der Marienschule in der Bonner Altstadt und am Tannenbusch-Gymnasium können den Kindern Rassberry Pis mit nach Hause geben, so dass sie auch ausserhalb der knappen Zeit einmal die Woche im Club zuhause weiter an ihren Projekten arbeiten können.

Aufgrund des integrierten, kräftigen Graphikprozessors, der in der Lage ist, problemlos Videos in 1080p abzuspielen, bietet sich für das Platinchen aber auch der Einsatz in anderen Bereichen an. Ein wichtiges Feld können Museen sein. Interaktive Exponate wie etwa der Benzoltisch im Deutschen Museum in Bonn, für den ich im letzten Herbst eine Schaltung auf Teensy-Basis realisiert habe, nutzen bisher zum  Darstellen von Videos kostspielige Spezialplayer. Der Rasberry Pi hat I/O-Pins zum Anschluss von Schaltern und Anzeigelampen und kann eben auch ohne Zusatzhardware Videos abspielen. Für die Programmierung stehen alle Möglichkeiten der Software-Entwicklung unter Linux, etwa in Python, Node.JS oder sogar mit PHP und Drupal zur Verfügung.

Ich werde versuchen, zu meinem Workshop Anfang April einen Rasberry Pi mitzubringen und den Teilnehmern seine Möglichkeiten vorzuführen.

Diese Solarlampen gibt es oft als Aktionsware in Baumärkten schon für um 1 €. Die Materialkosten für dieses schöne Nachtlicht betragen also nicht mehr als 2 €. Ich habe das Dach der Solarlampe als Fuß der Lampe benutzt. Dazu habe ich die Lampe zunächst auseinander geschraubt. Die Leuchtdiode (LED) ist in der Mitte der Lampe auf eine kleine Platine aufgelötet. Ich habe die LED von dieser Platine abgelötet und durch zwei dünne, isolierte Drähte ersetzt.

Mit einem Nagel habe ich ein kleines Loch in den Deckel neben der Solarzelle geschlagen, durch den ich die beiden dünnen Drähte und einen steifen Draht geführt habe. Diese drei Drähte bilden den Blütenstengel der Lilie. Vor dem Zusammenschrauben habe ich den steifen Draht mit einem dicken Tropfen Heisskleber innen auf die Plastikunterseite der Lampe geklebt.

Nach Fertigstellen der Origami-Blüte habe ich unten die Spitze angeschnitten und die drei Drähte durch das kleine Loch geführt. Bei abgedeckter Solarzelle habe ich zunächst die Polarität der Leuchtdiode geprüft und sie dann richtig herum angelötet, so dass sie bei abgedunkelter Solarzelle leuchtet. Ein dicker Tropfen Heisskleider in der Blüte hält die LED an ihrem Platz und dient gleichzeitig als Diffusor.

Der zweite, dicke Draht auf dem Foto war leider deshalb nötig, weil meine Bassseite, die ich als Blütenstengel benutzt hatte, nicht steif genug war.

Die Schaltung ist sehr einfach und besteht neben dem Elektronenhirn, einem PICAXE-14M2, aus einem kleinen Display und eben der PS/2-Tastatur.

Das kleine BASIC-Programm macht noch nicht sehr viel. Es nutzt den kbin-Befehl des Microcontrollers, dekodiert die Tasten übe eine Datentabelle im EEPROM und gibt die so ermittelten ASCII-Codes auf dem seriellen Display aus. Zwei spezielle Tasten-Codes werden bisher interpretiert: BACKSPACE zum Löschen des letzten Zeichens und PAGELOCK zum Löschen des Bildschirminhaltes.

Hier ist das Programm bisher: echo_keyb.bas

Meine Erfahrung mit Mindstorms ist, dass die mechanischen Anforderungen von LEGO Technic sehr hoch und eine große Hemmschwelle für diejenigen sind, die sich mehr spielerisch und kreativ mit Physical Computing beschäftigen wollen und sich eben nicht auf ein Maschinenbaustudium oder eine Karriere als Robotic-Spezialist vorbereiten wollen. Ich vermute, dass viele kreativ orientierte Menschen von dieser Komplexität abgeschreckt werden.

LEGO WeDo funktioniert mit normalen LEGO-Steinen. Es ist zwar durch die getrennt zu kaufende Software preislich eine Mogelpackung. Toll ist aber, dass es alternativ auch mit der kostenlosen Scratch-Software zu steuern ist. Damit wird es dann eine kostengünstige und attraktive Alternative zu Mindstorms oder dem ähnlich orientierten PicoCricket.

• WeDo-Seiten bei Scratch
• WeDo auf den amerikanischen LEGO-Seiten
• WeDo bei Wired
• WeDo bei Amazon (Affiliate-Link)
• WeDo beim MIT Life-long Kindergarden

• LCD-Anzeige mit 120 Segmenten
• Piezo-Lautsprecher
• Mini-Joystick mit Taster
• Sensoren für Spannung und Temperatur und (Eingang für) einen Lichtsensor.

Das Platinchen wird mit einer 3V-Knopfzelle geliefert und hat eine Nadel auf der Rückseite, so das man es als Namensschild tragen kann.

Interessant an der Platine ist die komplette Ausstattung mit Ein- und Ausgängen. Von der Hardware her wäre das also eine perfekte Basis für erste Experimente in Physical Computing. Programmiert wird die Platine über eine serielle Schnittstelle, an der sogar die Pegel RS232-Niveau haben, also direkt mit der seriellen Schnittstelle eines PCs oder über ein USB/Seriell-Kabel auch mit einem Mac verbunden werden können.

Software-seitig gibt es zunächst einmal das frei von der Atmel-Seite herunterladbare AVR-Studio. Damit lässt sich der AVR Butterfly in C programmieren. Es gibt allerdings auch eine Anbindung an die Arduino-Umgebung. Darauf hatte ich grosse Hoffnung gelegt. Leider habe ich diese Umgebung bisher noch nicht dazu gebracht, Programme auf den Butterfly zu laden. Das werde ich aber weiter versuchen.

Wenn das erst einmal gelungen ist, lässt sich der Butterfly zusammen mit einem Steckbrett wunderbar für viele Experimente nutzen.  Ich bin dazu der Anleitung von Smiley Micros gefolgt und habe die kleine Platine um ein paar Stecksockel und einen seriellen Anschluss erweitert. Aber -wie gesagt, leider funktioniert die Ansteuerung aus der Arduino-Umgebung noch nicht. Ich werde es weiter versuchen und hier berichten.

Hier noch ein paar nützliche Links zum AVR Butterfly:

• Produktseite von Atmel
• Atmel-Seite bei Farnell Deutschland
• Arduino Projekt und die Anleitung für die Umstellung
• Wikipedia – “…Größe einer Kreditkarte, günstigste vollständiger, batteriebetriebener Einplatinencomputer”
• Buch von Smiley Micros – locker geschrieben, stellenweise wirklich lustig
• Treiber für mein USB/RS232-Kabel von Scratch Board

Ich suche nun nach Ansätzen, bei denen sich das Erfolgserlebnis bereits früher einstellt und vielleicht mehr Gelegenheit zum explorativen Arbeiten ist. Mal sehen…

littleBits ist ein Baukasten aus kleinen Elektronik-Modulen, von der Libanesin Ayah Bdeir gestartet und u.a. von Nicholas Negroponte gefördert. Es gibt Power-, Input-, Output- und Wire-Module. Überraschenderweise keine expliziten Microcontroller. Die Module werden über drei Drähte (+/GND, Signal) mittels Magneten miteinander verbunden. Die Module wirken unmittelbar aufeinander und laden zum Experimentieren ein.

aniomagic bietet Module für das einfache Basteln mit elektrifizierten Textilien an. Nwanua Elumeze betreibt diese Firma auf der Basis ihrer Forschungsarbeit über “Ambiente Programming”. Das Kernstück dieser Module ist der Sparkle, Das ist eine kleine, programmierbare Platine, die sich mit allerlei LEDs und Sensoren über einen Zweidrahtbus verbinden lässt.

JeeLabs von Jean-Claude Wippler bietet seit einiger Zeit JeeNodes als Standard-Arduino-Platinen in einem kleineren und günstigeren Formfaktor an. Als Arduino sind sie mit den in diesem Umfeld üblichen Methoden programmierbar. JeeNodes verfügen über Funksender und -Empfänger zur Kommunikation untereinander. Ausserdem haben sie standardisierte Sechsdraht-Ports, die  u.a. I2C-Anschlüsse enthalten. Zu den Jeenodes sind im Laufe der Zeit viele Module, alle mit kompatiblen Ports, hinzugekommen.

seeedstudio hat gleich mehrere Modulsätze im Angebot. Dabei liefern sie weltweit versandkostenfrei.  Einmal das Arduino Sidekick Kit mit einem Breadboard als Basis. Dann das b-squares System. Die Electronic Bricks, basierend auf einem Arduino-Shield. Das Grove – Starter Kit sieht ganz ähnlich aus.

Revolution Education Ltd. die Erfinder des Picaxe, haben seit einiger Zeit einen günstigen Roboter mit Erweiterungsmodulen im Angebot. Auf derselben Technik zum Verbinden der Module basiert das neue Create Starter Kit. Das zugehörige Angebot Circuit Create beschreibt kochbuchartig die einzelnen Module.

Der Franzis-Verlag vermarktet kleine Pakete mit Elektronik-Experimenten rund um ein Breadboard. Rund um das Pong-Spiel haben sie mit einer kleinen Programmierplatine einen Microcontroller-Kurs auf Bascom-Basis aufgebaut.

In einem Artikel über Hardware ohne Löten darf natürlich auch das Arduino-Lilypad von Leah Buechley nicht fehlen. Dazu gibt es eine Reihe Erweiterungsmodule, die mit leitfähigem Garn verbunden werden.

In der High-low-Tech-Gruppe am MIT Media Lab gibt es einige Perlen, z.B. Elektronische Popup-Bücher. Bei einigen hat Leah ebenfalls mitgearbeitet.

Das Homesense-Kit von Alexandra Deschamps-Sonsino ist inzwischen als TinkerKit im offiziellen Arduino-Shop zu kaufen.

Eine Menge Möglichkeiten also. Leider alle etwas kostspielig, wenn es um die Ausstattung eines Workshops geht.

Ich hatte ja im Sommer schon meine Programmbeispiele online gestellt. Hier noch einmal ein aktualisiertes Archiv. Den Spickzettel findet ihr hier. Wer zuhause noch weiter programmieren möchte, braucht noch die Programmierumgebung, die es auf der neu gestalteten Seite von Revolution Education Ltd. zum Herunterladen gibt. Schaut euch dort ruhig noch etwas um. OK, es ist alles auf Englisch, aber es gibt dort z.B. ein übersichtliches Verzeichnis der wichtigsten PICAXE-Befehle und immer mehr Beispiele für coole Projekte mit PICAXE-Microcontrollern. Walter the Robot ist vielleicht eine Nummer zu groß, aber schaut euch doch einmal diesen kleinen Roboter an! Auch die Anzeigemodule gibt es dort zu kaufen.

Einen deutschen Shop mit PICAXE-Teilen gibt es auch, nur ist dort die Auswahl nicht ganz so umfassend.

Eine weitere Quelle für PICAXE-Projekte und Programmideen ist die Seite instructables.com. Dort gibt es etwa einen Mini-Synthesizer, ein Poltergeist, Tic-Tac-Tunes oder das Spiel MemAxe. Wenn ihr nicht die kompletten Projekte nachbauen wollt, so ist es manchmal ganz lehrreich, sich einfach nur den Programmcode anzuschauen.

littleBits wurde von der Libanesin Ayah Bdeir entwickelt und wird u.a. von Nicholas Negroponte unterstützt.

littleBits werden von Sparkfun vertrieben.