Arduino und Strings – besser ein char[]

Ich hab mir die letzten Tage meine letzten Haare ausgerissen, weil ich meinen String nicht auf „null“ setzen konnte. Das war sehr nervig. Selbst die String.remove(0) Methode hat in Arduino nicht wirklich geholfen.
Aber nun hab ich die ultimative Methode gefunden:

char[4] = key_eingabe;
String key_eingabestr = String(atoi(key_eingabe));

Zuerst speicher ich mir alle Key Eingabe in das key_eingabe Array. Danach wandle ich das gesamte Array in einen Integer „atoi()“ und danach in einen String „String()“. Damit stelle ich sicher, dass ich nur den Inhalt vom Char Array im String habe und keine anderen Zeichen. Beim direkten Wandeln mit „String()“ werden auch EOL Zeichen eingefügt, die ich eher nicht brauchen kann. :)

Weiterführend kann man sagen: Strings und Arduino ist eher keine gute Idee.

Arduino 1.0.6 hat bessere String Funktionen als 1.0.5

Wenn ich hier über Arduino schreibe und darüber, dass ich immer noch Arduino in der 1.0.x Version nutze, komm ich mir vor wie „Opa erzählt vom Krieg“. :)
Der einzige Grund warum ich immer noch die 1.0.5 Version lange Zeit verwendet habe, war die Tatsache, dass ich vor zwei Jahren mit dem GSM Modul angefangen habe zu experimentieren und dieses im Zusammenspiel mit der Keypad Library in der Version 1.0.6 gegeben hat. Deshalb hab ich dann auch alle meine anderen Programmierungen fürs Baumhaus Schloss auf der Version 1.0.5 gemacht.
Damit hat es ja eigentlich auch ganz gut funktioniert. Nun komm ich aber an den Punkt, indem ich immer wieder auch einen String zurücksetzen muss. Das typische

key_eingabe = "";

funktioniert leider nicht richtig und die remove Funktion aus dem String Objekt kam dann erst in einem Backport aus 1.5.x in die Version 1.0.6 (Releasenotes) rein.
Da ich sowieso nach meinen erfolglosen Anfangsversuchen (damals hatte ich noch nicht die Polling Idee zur Abfrage des Keypads und SMS Eingang) nicht mehr das GSM Modul verwende, hab ich nun wieder auf die Version 1.0.6 gewechselt und freu mich, dass ich nun doch wieder die besseren String Funktionen nutzen kann.

Generell ist es sowieso meistens ratsam immer die aktuellsten Versionen zu verwenden. Die sind einfach ausgereifter und haben oftmals auch mehr Funktionen zur Verfügung. Für Arduino UNO reicht aber trotzdem noch die 1.0.6, außerdem findet man für diese Version auch meistens mehr alte Libraries. :) Die Oberfläche ist mir trotzdem weiterhin egal, da ich nach wie vor das alte Stino Plugin für Sublime Text 2 verwende.
Wem sein Code mit der Zeit zu groß wird, kann ihn auch einfach in mehrere Dateien aufteilen. Ich hab dazu als Hauptdatei die .ino Datei und in weitere .h Headerdateien meine anderen Funktionen eingebaut. Natürlich sind Header Dateien eigentlich der falsche Weg. Aber das ging am einfachsten für mich. So hat die einzelne Datei dann keine 200 Zeilen mehr, sondern nur noch 100 Zeilen Code und es ist etwas strukturierter. Wer es richtig machen will, hätte vermutlich eine .ino Datei und für weitere logisch zusammengehörende Funktionen eine .h und eine .cpp Datei erstellt. Aber Warum alle Funktionen nochmal ausgliedern, wenn ich sie auch direkt in der .h Datei beschreiben kann? Ich hoffe einfach mal, dass meinen Code nie jemand findet und nutzen muss.

Baumhaus Platine fast fertig

Nachdem ich zusammen mit anderen schon ziemlich lange an einem elektronischen Schloss für unser Baumhaus bastel und es nach verschiedenen Prototypen auch immer mehr Anforderungen gab, haben wir letzte Woche endlich das Herzstück der Platine (ein DS3231SN RTC Chip) erfolgreich getestet. Beim Drauflöten wurde leider nicht so sauber gearbeitet, weshalb ein paar Kurzschließe drauf waren und das Signal nicht sauber zum Arduino geleitet wurde.
So eine Platine ist gar nicht so einfach zu löten und anschließend zu testen ob auch alle Verbindungen tun. Doch glücklicherweise hatten wir bei der Planung der Schaltungen noch einen ehemaligen Elektronik Ausbilder, für die Planung der Leiterbahnen auf der Platine einen richtigen Platinenlayouter und beim Zusammenlöten und Testen noch einen erfahrenen Elektroingenieur. Beim Löten hab ich mich mal ganz dezent rausgehalten und mich stattdessen voll und ganz aufs Messen (zumindest ein bisschen) und Erstellen des Programms konzentriert.
Doch besonders das Programmieren war dann letztendlich ein bisschen zweifelhaft, weil die RTC einfach nicht die Zeit behalten wollte. Am Prototypen hat es aber funktioniert. Letztendlich war ich erleichert, dass am Ende doch die Hardware fehlerhaft verlötet war. Wofür so ein Osziloskop doch gut ist. Es ist wunderbar zu sehen, dass man als Informatiker ohne großen Elektronik Hintergrund auch noch viel neues lernen kann. Die Grundlagen wie Spannung messen kann ich ja immerhin. :) Hier habe ich mal etwas mehr über dieses Projekt geschrieben.
Nun wird es spannend sich noch die passenden Testverfahren zu überlegen um alle Bauteile auf der Platine zu prüfen.

1. 12 V Eingangspannung für Arduino, Schloss und Licht.
2. Piezo Lautsprecher zum Klingen bringen
3. Uhrzeit am DS3231SN speichern und dauerhaft zur Verfügung stehen zu haben.
4. LCD und Keypad auf den 15-poligen Stecker drauflöten und testen.
5. Reedkontakt prüfen
6. Fotodiode und PIR Sensor (Bewegungsmelder) im Zusammenspiel um das Licht anzuschalten.
–> Alternativ zur Fotodiode besser eine feste Uhrzeit wählen wo das Licht angehen darf, wenn sich was bewegt.
7. Verbindung mit einem Raspberry Pi und Übertragung der Sensordaten an den Raspberry Pi.
8. Das Ganze im Zusammenspiel austesten und am Ende mal in ein Baumhaus einbauen.

Jo, da wir insgesamt über 50 Platinen bekommen haben, die wir alle selbst zusammenlöten dürfen, macht wohl mal eine Excelliste Sinn, wo alle Tests drin sind um einen Überblick zu bekommen.
Den Kindern und Jugendlichen macht das Löten übrigens sehr viel Freude. Manche sind richtig gut drin, andere etwas weniger. Doch sie sind auch immer noch am Start.

Nach so langer Zeit (auch mit teilweise längeren Pausen) bin ich nun aber wieder froh, dass wir wieder einen größeren Erfolg haben. Der Zeitchip war für mich essentiell wichtig, da davon doch ziemlich viel abhängt.

Neues Board: Genuino 101

Die Arduino Boards sind ja schon eine feine Sache. Viele GPIO Pins, auch Analogpins und eine sehr große Community, welche für viele Standardsensoren und Bauteile Libs dazu liefert.
Gut, manchmal muss man sich dann doch etwas rumquälen, aber das macht eben auch ein bisschen den Charme aus.
Angefangen habe ich mit dem Leonardo, weil es den mal zu einem Abo dazu gab. Irgendwann hab ich den aber so geliefert, dass er keinerlei neue Programme mehr aufspielt. Vermutlich muss man nur mal den Bootloader neu installieren. Hatte ich aber dann damals kein Nerv dazu und da ich sowieso mehr Pins haben wollte, einfach den Uno verwendet.

Der Uno ist quasi das Standardboard, dass man auch beim Chinesen um die Ecke für wenig Geld bekommen kann. Die Qualität ist oft erstaunlich gut. Das einzige Problem sind meist nur verbogene Pinleisten, die man aber leicht nachbiegen kann. Doch der Uno hat leider auch ein kleines Problem. Nur 8bit, 16MHz und vor allem nur 32kb Speicher. Da kann man schon mal ein kleineres Projekt mit machen: Keypad, LCD, Relais und einen kleinen Codegenerator mithilfe eines RTC Moduls bauen, aber dann ist auch schon fast Sense.
Dafür reicht die Geschwindigkeit auch super aus. Mit einem ESP8266 könnte man vielleicht sogar noch WLAN hinzufügen (hab ich noch nicht getestet).

101Doch nun ist Intel auch ins Mikrocontroller Geschäft eingestiegen und nach eher mäßigen Versuchen mit dem Edison Board haben sie nun ein ziemlich nettes und Arduino kompatibles Arduinoboard entwickelt. Den Genuino 101 (oder Arduino 101 in Amerika). Er ist genauso wie der Uno, hat ein bisschen mehr Speicher (196 kB und 24 kB RAM) und ein BLE Modul drauf. Dazu noch einen zweiten Prozessor für andere Aufgaben.
Wie gut, das in der Praxis dann funktioniert muss man testen. Anders als bei anderen Boards mit 3,3 V Pegel ist der Genuino 101 wohl auch 5V tolerant. Das hört sich gut an, so muss man sich dann keine großen Gedanken über vorhandene Bauteile mit 5V machen.

Golem hat es aber mal angetestet. Mal schauen, was sich damit dann alles anstellen lässt. Aber zum Herumexperimentieren dürfte es sicherlich reichen. Hoffentlich löst Intel dann auch mal sein Versprechen ein und veröffentlicht die Dokumentationen zum Chip und die Ansteuerung dazu.

Arduino: Keypad Tasten zuordnen

Wer einmal mit einem Keypad gearbeitet hat, kennt die Situation vielleicht: Man hat einige Pins, aber weiß nicht, wo man welche Pins einstecken soll. Dabei gibt es eine relativ einfach Lösung um die Zuordnung der Tasten im Code anzupassen. Man lädt sich folgenden Code in Arduino rein. Öffnet später dann den Serial Monitor und drückt eine Taste. Nun sieht man welche Taste man angezeigt bekommt. Stimmt diese nicht mit der gedrückten Taste überein, muss die Taste an der entsprechenden Stelle im „keys[ROWS][COLS]“ Array angepasst werden.
Ist man mit allen Tasten durch, lädt man den aktualisierten Code nochmal auf den Arduino und prüft erneut die Angabe.

Die Keypad Lib ist die Standardlib von Arduino. Wenn ihr irgendwann mal etwas mit dem offiziellen GSM Modul von Arduino und einem Keypad machen wollt, sei dieser Thread empfohlen. Dann sind nämlich Anpassungen an der Keypad Lib notwendig.

#include <keypad .h>
#include <stdio .h>
#include <wire .h>

//Keypad Deklaration
const byte ROWS = 4; 
const byte COLS = 4; 
char keys[ROWS][COLS] = {
  {'D','C','B','A'},
  {'#','9','6','3'},
  {'0','8','5','2'},
  {'*','7','4','1'}
};

//Keypad PINS.
byte rowPins[ROWS] = {2,3,4,5}; //connect to row pinouts 
byte colPins[COLS] = {6,7,8,9}; //connect to column pinouts
Keypad keypad = Keypad( makeKeymap(keys), rowPins, colPins, ROWS, COLS );

void Keyeingabe()
{
    char key = keypad.waitForKey();    
    Serial.println(key);
}

void setup() 
{
    Serial.begin(9600); //Für Debugging notwendig.
    
}

void loop() 
{   
    Keyeingabe();
}
</wire></stdio></keypad>

//Hinweis: Wegen HTML muss die letzte Zeile und die #include Zeilen beim Kopieren angepasst werden. Der Code zeigt aber schon mal schön, wie es funktioniert. :)

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