Monday, December 22, 2014

Arduino MP3-Player (9) - Das MP3 Shield

Damit das MP3 Shield auf das Arduino-Board gesteckt und verwendet werden kann, müssen entweder die mitgelieferten Steckleisten zurechtgeschnitten und dran gelötet werden (https://learn.adafruit.com/adafruit-music-maker-shield-vs1053-mp3-wav-wave-ogg-vorbis-player/assembly) oder man besorgt sich passende Buchsenleisten (Header), die dann dran gelötet werden (https://learn.sparkfun.com/tutorials/arduino-shields/installing-headers-assembly).


Tipps über das Löten gibt es auf vielen Seiten, wie beispielsweise unter https://learn.sparkfun.com/tutorials/how-to-solder---through-hole-soldering oder unter https://learn.adafruit.com/adafruit-guide-excellent-soldering/tools.


Auch der 6-Pin Socket und die Endstücke für die Lautsprecher müssen drangelötet werden.


Falls noch die GPIOs des MP3 Shields benötigt werden, muss hier noch die passende Buchsenleiste (2x7) drangelötet werden.



Nachdem alles gelötet ist, kann die VS1053-Bibliothek installiert werden, die hier runtergeladen werden kann: https://learn.adafruit.com/adafruit-music-maker-shield-vs1053-mp3-wav-wave-ogg-vorbis-player/installing-software.

Das Vorgehen für die Installation innerhalb der Arduino-Entwicklungsumgebung kann hier nachgelesen werden:http://arduino.cc/en/Guide/Libraries. Für die Installation unter Visual Studio/Visual Micro muss als erstes der richtige Pfad unter "Tools-->Visual Micro-->Configure Ide location--> Sketchbook location" angegeben werden. Dann kann unter "Project-->Add/Import Sketch Library-->User" die Bibliothek "Adafruit_VS1053" geladen werden.

Mit dem Beispiel-Sketch "player_simple" kann das MP3 Shield getestet werden. Dabei muss darauf geachtet werden, dass das "shield-example object" anstelle des "breakout-example object" erzeugt wird.


Die Ausgabe des Serial Monitor gibt den Erfolg zurück.



Weitere Blogeinträge

  1. Auswahl der Komponenten
  2. Das Entwicklungsbrett
  3. Das erste Einschalten
  4. Die Entwicklungsumgebung
  5. Knöpfe (digital)
  6. Mehrere Knöpfe (digital)
  7. Mehrere Knöpfe (analog)
  8. Potentiometer 
  9. Das MP3 Shield




Monday, December 15, 2014

Arduino MP3-Player (8) - Potentiometer

Um die Lautstärke zu regulieren ist ein 10k Ohm Potentiometer vorgeshen. Der mittlere Pin des Potentiometers habe ich mit dem A5-Pin des Arduinos verbunden. Die äußeren Pins des Potentiometers werden mit der 5V-Stromversorgung und der Masse verbunden.




Im Programmcode sind der verwendete Pin als Konstante und der Lautstärkenpegel als Variable definiert.

// the pin of the potentiometer that is used to control the volume
const int volumePin = A5;
// variable for reading the potentiometer status
int volumeState = 0;

In der loop() Methode wird der aktuelle Status des Potentiometers ausgelesen. Der ausgelesene Wert wird in den Bereich von 0 bis 100 transformiert, um eine prozentualle Lautstärke zu erhalten. Der ausgelesene Wert wird mit dem gespeicherten Wert verglichen, wenn es eine Änderung um 2% festgestellt wird, wird der gespeicherte Wert durch den neuen ersetzt.

int state;
 
// read the state of the volume potentiometer
state = analogRead(volumePin);
 
// set the range of the volume from 0 to 100
state = map(state, 0, 1023, 0, 100);
 
// recognize state (volume) changes in steps of two
if (state < volumeState - 1 || state > volumeState + 1)
{
    // remember the new volume state
    volumeState = state;
 
    // print out the state of the volume
    Serial.print(volumePin);
    Serial.print(" volume ");
    Serial.println(volumeState);
}
delay(1); // delay in between reads for stability

Hier noch mal der gesamte Programmcode.

// constants won't change
 
// the pin of the potentiometer that is used to control the volume
const int volumePin = A5;
 
// variables will change
 
// variable for reading the potentiometer status
int volumeState = 0;
 
// the setup routine runs once when you turn the device on or you press reset
void setup()
{
    // disable LED L
    pinMode(13, OUTPUT);
    digitalWrite(13, LOW);
 
    // initialize serial communication at 9600 bits per second
    Serial.begin(9600);
}
 
 
// the loop routine runs over and over again forever
void loop()
{
    int state;
 
    // read the state of the volume potentiometer
    state = analogRead(volumePin);
 
    // set the range of the volume from 0 to 100
    state = map(state, 0, 1023, 0, 100);
 
    // recognize state (volume) changes in steps of two
    if (state < volumeState - 1 || state > volumeState + 1)
    {
        // remember the new volume state
        volumeState = state;
 
        // print out the state of the volume
        Serial.print(volumePin);
        Serial.print(" volume ");
        Serial.println(volumeState);
    }
 
    delay(1); // delay in between reads for stability
}

Als nächstes nehme ich mir das MP3 Shield näher unter die Lupe..

Weitere Blogeinträge

  1. Auswahl der Komponenten
  2. Das Entwicklungsbrett
  3. Das erste Einschalten
  4. Die Entwicklungsumgebung
  5. Knöpfe (digital)
  6. Mehrere Knöpfe (digital)
  7. Mehrere Knöpfe (analog)
  8. Potentiometer 
  9. Das MP3 Shield

Sunday, December 14, 2014

Arduino MP3-Player (7) - Mehrere Knöpfe (analog)


Um Pins zu sparen (falls diese knapp sein sollten), können die Knopfdrücke mehrerer Knöpfe auch über einen analogen Pin registriert werden (spanischer Blogeintrag dazu). Hier sind 11 Knöpfe verwendet worden. Über einen analogen Pin wird festgestellt welcher Knopf gedrückt worden ist.




Dabei werden mehrere Widerstände in Reihe geschaltet. Die Knöpfe werden so angebracht, dass bei einem Knopfdruck eine Parallelschaltung entsteht, durch die eine bestimmte Anzahl von Widerständen übersprungen wird. Der Messpunkt liegt hinter dem siebten Widerstand. Dadurch kann die Reihenschaltung auf zwei Elemente zusammengefasst werden. Das erste Element umfasst die ersten sieben Widerstände und das zweite Element umfasst die letzten sechs Widerstände. Durch einen Knopfdruck entsteht nun eine Spannungsänderung, die über den analogen Eingang ausgelesen werden kann. Über den gemessenen Spannungswert kann auf den gedrückten Knopf geschlossen werden.


Dazu der passende Programmcode, der den gelesen Wert am analogen Pin A5 ausgebiet. Zudem wird, falls eine Taste gedrückt worden ist, die Nummer dieser Taste ausgegeben.

// constants won't change

// the number of the pin that is used for the pushbuttons
const int buttonsPin = A5;

// variables will change

// variable for the pressed button
int pressedButton = 0;

// the setup routine runs once when you turn the device on or you press reset
void setup()
{
    // initialize serial communication at 9600 bits per second
    Serial.begin(9600);
}

// the loop routine runs over and over again forever
void loop()
{
    // check if a button is pressed
    pressedButton = CheckButtons();
 
    if (pressedButton != 0)
    {
        Serial.print("Taste: ");
        Serial.println(pressedButton);
        delay(100);
    }
}

// returns 0 if no button is pressed,
// else the number of the pressed button is returned (1 - 11)
int CheckButtons()
{
    int buttonsPinValue = analogRead(buttonsPin);
    int pressedButton = 0;
 
    Serial.println(buttonsPinValue);
 
    if (buttonsPinValue > 823)
    {
        // button 6 has a value of about 878
        pressedButton = 6;
    }
    else if (buttonsPinValue > 725)
    {
        // button 5 has a value of about 768
        pressedButton = 5;
    }
    else if (buttonsPinValue > 649)
    {
        // button 4 has a value of about 683
        pressedButton = 4;
    }
    else if (buttonsPinValue > 586)
    {
        // button 3 has a value of about 614
        pressedButton = 3;
    }
    else if (buttonsPinValue > 535)
    {
        // button 2 has a value of about 559
        pressedButton = 2;
    }
    else if (buttonsPinValue > 492)
    {
        // button 1 has a value of about 512
        pressedButton = 1;
    }
    else if (buttonsPinValue > 450)
    {
        // if no button is pressed the value is of about 473
        pressedButton = 0;
    }
    else if (buttonsPinValue > 400)
    {
        // button 8 has a value of about 427
        pressedButton = 11;
    }
    else if (buttonsPinValue > 340)
    {
        // button 10 has a value of about 372
        pressedButton = 10;
    }
    else if (buttonsPinValue > 267)
    {
        // button 9 has a value of about 307
        pressedButton = 9;
    }
    else if (buttonsPinValue > 178)
    {
        // button 8 has a value of about 228
        pressedButton = 8;
    }
    else if (buttonsPinValue > 0)
    {
        // button 7 has a value of about 128
        pressedButton = 7;
    }
    return pressedButton;
}

Nächstes Mal werde ich mir die Verwendung eines Potentiometers anschauen.

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  1. Auswahl der Komponenten
  2. Das Entwicklungsbrett
  3. Das erste Einschalten
  4. Die Entwicklungsumgebung
  5. Knöpfe (digital)
  6. Mehrere Knöpfe (digital)
  7. Mehrere Knöpfe (analog)
  8. Potentiometer
  9. Das MP3 Shield

Sunday, November 16, 2014

Arduino MP3-Player (6) - Mehrere Knöpfe (digital)

Der Aufbau der Schaltung für mehrere Knöpfe ist nicht sonderlich anders als für einen Knopf. Es können sowohl digitale als auch analoge Pins verwendet werden. Hier sind 5 digitale und 5 analoge Pins verwendet worden. Alle werden als digitale Eingänge verwendet. Bei der Wahl der Pins ist berücksichtigt, welche Pins das MP3 Shield verwendet und welche nicht (https://learn.adafruit.com/adafruit-music-maker-shield-vs1053-mp3-wav-wave-ogg-vorbis-player/pinouts).

Digital PinVerwendet
#0TX
#1RX
#2frei
#3MP3 Shield
#4MP3 Shield
#5frei
#6MP3 Shield
#7MP3 Shield
#8frei
#9frei
#10frei
#11MP3 Shield
#12MP3 Shield
#13MP3 Shield

Als analoge Pins stehen A0 bis A5 zur Verfügung, die auch als digitale Eingänge verwendet werden können. Ein analoger Pin wird für den Potentiometer (Lautstärkeregelung) benötigt. Somit stehen insgesamt 10 Pins als digitale Eingänge vom Arduino-Board zur Verfügung. Weitere 7 Pins werden, falls benötigt,vom MP3 Shield zur Verfügung gestellt (https://learn.adafruit.com/adafruit-music-maker-shield-vs1053-mp3-wav-wave-ogg-vorbis-player/gpio-pins).


Der Programmcode ist leicht verändert worden. Zum einen wird die LED nicht mehr verwendet. Dadurch ist die Logik des Programmcodes vereinfacht worden. Zum anderen werden Arrays verwendet, deren Inhalt über eine Schleife abgearbeitet wird. Dadurch konnten Codezeilen gespart werden, im Vergleich zum Ausprogrammieren der Logik für jeden einzelnen Pin.

// constants won't change
 
// the number of the pushbutton pins
const int buttonPins[] = { 2, 5, 8, 9, 10, A0, A1, A2, A3, A4 };
 
// variables will change
 
// variable for reading the pushbutton status
int buttonStates[] = { 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 };
 
// variable for remember the number of button pressed
int counters[] = { 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 };
 
 
// the setup routine runs once when you turn the device on or you press reset
void setup()
{
    // initialize the pushbutton pins as input and enable internal pull-up resistor
    for (int i = 0; i < (sizeof(buttonPins) / sizeof(int)); i++)
    {
        pinMode(buttonPins[i], INPUT_PULLUP);
    }
 
    // disable LED L
    pinMode(13, OUTPUT);
    digitalWrite(13, LOW);
 
    // initialize serial communication at 9600 bits per second
    Serial.begin(9600);
}
 
 
// the loop routine runs over and over again forever
void loop()
{
    int state;
 
    // go through all button pins
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        // read the state of the pushbutton value
        state = digitalRead(buttonPins[i]);
        
        // recognize state changes: button pressed and button released
        if (state != buttonStates[i])
        {
            // remember new button state
            buttonStates[i] = state;
 
            // print out the state of the button
            Serial.print(buttonPins[i]);
            Serial.print(" State changed ");
            Serial.println(buttonStates[i]);
 
            // button is pressed
            if (buttonStates[i] == LOW)
            {
                // increment number of button pressed
                counters[i]++;
 
                // print out the number of button pressed
                Serial.print(buttonPins[i]);
                Serial.print(" counter: ");
                Serial.println(counters[i]);
            }
            // button is released
            else
            {
                // print out new line
                Serial.println();
 
                // wait before next click is recognized
                delay(100);
            }
        }
    }
}

Nächstes Mal werde ich mir eine Alternative für "Mehrere Knöpfe" mit analogen Pins anschauen.

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  2. Das Entwicklungsbrett
  3. Das erste Einschalten
  4. Die Entwicklungsumgebung
  5. Knöpfe (digital)
  6. Mehrere Knöpfe (digital)
  7. Mehrere Knöpfe (analog)
  8. Potentiometer
  9. Das MP3 Shield

Saturday, November 15, 2014

Arduino MP3-Player (5) - Knöpfe (digital)

Knopfdrücke können im Arduino registriert werden. Nach einem Knopfdruck können dann entsprechende Aktionen ausgeführt werden. Ein einfacher Schaltkreis kann realisiert werden indem der Knopf mit dem digitalen Port 2 und der Masse verbunden wird. Dabei wird der interne Pull-up Widerstand verwendet. Alternativ kann eine Schaltung mit einem externen Pull-down Widerstand verwendet werden. Ein Beispiel dafür ist hier zu sehen Arduino - Button.


Der Programmcode schaltet solange der Knopf gedrückt wird die LED an. Wird der Knopf wieder losgelassen, wird die LED wieder ausgeschaltet. Jeder Knopfdruck wird gezählt. Der aktuelle Status des Knopfs und die Anzahl der Knopfdrücke wird über eine serielle Kommunikation ausgegeben.

// constants won't change
const int buttonPin = 2; // the number of the pushbutton pin
const int ledPin = 13;   // the number of the LED pin
 
// variables will change
int buttonState = 0;     // variable for reading the pushbutton status
 
int counter = 0;         // variable for remember the number of button pressed
 
 
// the setup routine runs once when you turn the device on or you press reset
void setup()
{
    // initialize the LED pin as an output
    pinMode(ledPin, OUTPUT);
 
    // initialize the pushbutton pins as input and enable internal pull-up resistor
    pinMode(buttonPin, INPUT_PULLUP);
 
    // initialize serial communication at 9600 bits per second
    Serial.begin(9600);
}
 
 
// the loop routine runs over and over again forever
void loop()
{
    // read the state of the pushbutton value
    int state = digitalRead(buttonPin);
 
    // recognize state changes: button pressed and button released
    if (state != buttonState)
    {
        // remember new button state
        buttonState = state;
 
        // print out the state of the button
        Serial.print("2 State changed ");
        Serial.println(buttonState);
 
        // button is pressed
        if (buttonState == LOW)
        {
            // turn LED on
            digitalWrite(ledPin, HIGH);
 
            // increment number of button pressed
            counter++;
 
            // print out the number of button pressed
            Serial.print("2 counter: ");
            Serial.println(counter);
        }
        // button is released
        else if (buttonState == HIGH)
        {
            // turn LED off
            digitalWrite(ledPin, LOW);
        }
    }
}

Dieser Programmcode kann für Aktionen verwendet werden, die ausgeführt werden sollen, solange ein Knopf gedrückt ist. Eine Alternative zu dieser Logik ist es, dass eine Aktion bei einem Knopfdruck nur einmal ausgeführt werden soll. Dazu das folgende Beispiel. Der Programmcode schaltet bei einem Knopfdruck die LED an, bei einem weiteren Knopfdruck wieder aus. Jeder Knopfdruck wird gezählt. Der aktuelle Status des Knopfs, der LED und die Anzahl der Knopfdrücke wird über eine serielle Kommunikation ausgegeben.

// constants won't change
const int buttonPin = 2; // the number of the pushbutton pin
const int ledPin = 13;   // the number of the LED pin
 
// variables will change
int buttonState = 0;     // variable for reading the pushbutton status
int ledState = 0;        // variable for reading the LED status
 
int counter = 0;         // variable for remember the number of button pressed
 
 
// the setup routine runs once when you turn the device on or you press reset
void setup()
{
    // initialize the LED pin as an output
    pinMode(ledPin, OUTPUT);
 
    // initialize the pushbutton pins as input and enable internal pull-up resistor
    pinMode(buttonPin, INPUT_PULLUP);
 
    // initialize serial communication at 9600 bits per second
    Serial.begin(9600);
}
 
 
// the loop routine runs over and over again forever
void loop()
{ 
    // read the state of the pushbutton value
    int state = digitalRead(buttonPin);
 
    // recognize state changes: button pressed and button released
    if (state != buttonState)
    {
        // remember new button state
        buttonState = state;
 
        // print out the state of the button
        Serial.print("2 State changed ");
        Serial.println(buttonState);
 
        // button is pressed and LED is off
        if (buttonState == LOW && ledState == LOW)
        {
            // remember new LED state
            ledState = HIGH;
 
            // turn LED on
            digitalWrite(ledPin, HIGH);
 
            // print out the state of the LED
            Serial.print("2 Set high ");
            Serial.println(ledState);
 
            // increment number of button pressed
            counter++;
 
            // print out the number of button pressed
            Serial.print("2 counter: ");
            Serial.println(counter);
        }
        // button is pressed and LED is on
        else if (buttonState == LOW && ledState == HIGH)
        {
            // remember new LED state
            ledState = LOW;
 
            // turn LED off
            digitalWrite(ledPin, LOW);
 
            // print out the state of the LED
            Serial.print("2 Set low ");
            Serial.println(ledState);
 
            // increment number of button pressed
            counter++;
 
            // print out the number of button pressed
            Serial.print("2 counter: ");
            Serial.println(counter);
        }
        // button is released
        else if (buttonState == HIGH)
        {
            // print out new line
            Serial.println();
 
            // wait before next click is recognized
            delay(100);
        }
    }
}


Als nächstes werde ich die Schaltung und den Programmcode um weitere Knöpfe erweitern.

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  9. Das MP3 Shield

Thursday, November 13, 2014

Arduino MP3-Player (4) - Die Entwicklungsumgebung

Die Arduino Entwicklungsumgebung (Version 1.0.6) ist für die ersten Schritte ausreichend. Vor allem die enthaltenen Beispiele erleichtern den Einstieg.
Allerdings ist die Entwicklungsumgebung wenig komfortabel sobald man eigenen Code schreiben möchte. Daher habe ich mich nach Alternativen umgesehen, die das Entwickeln erleichtern, weil beispielsweise Codevervollständigung oder die Anzeige von Typen und Methodenparametern vorhanden ist.

Durch das Setzen von definierten Eigenschaften, das Einbinden von gewissen Werkzeugen oder das Installieren von bestimmten Plugins können die weitverbreiteten Entwicklungsumgebungen Microsoft Visual Studio, Atmel Studio oder Eclipse zur Entwicklung von Arduino-Software verwendet werden. Weitere Informationen dazu können unter dem Link http://playground.arduino.cc/Main/DevelopmentTools gefunden werden.

Gerade im Zusammenhang mit Visual Studio oder Atmel Studio, welches auf Visual Studio basiert, ist Arduino IDE für Visual Studio von Visual Micro interessant.

Die Arduino-Entwicklung integriert sich in Visual Studio.
Es können einige Optionen angepasst werden.
Zudem kann über Tools auf einige Funktionen zugegriffen werden.
Über "New" oder "Open" kann ein "Sketch Project" angelegt bzw. geöffnet werden.
 
Anschließend kann das Projekt in der IDE bearbeitet, hochgeladen und überwacht werden.
Mit F5 oder mit einem Klick auf "Local Windows Debugger" wird das Projekt kompiliert und auf das Arduino geladen.
Um den Serial Monitor zu nutzen, muss nach dem hochladen des Projekts immer auf "Show the serial monitor tool window" gedrückt werden.
Es öffnet sich das Fenster, in welchem die serielle Kommunikation angezeigt wird.
Um eine serielle Kommunikation in Arduino herzustellen wird in der setup() Methode diese initialisiert.
Serial.begin(9600);
In der loop() Methode kann dann die serielle Kommunikation verwendet werden. Beispielsweise können Nachrichten gesendet werden.
Serial.print("2 State changed ");
Serial.println(buttonState1);
Dies kann genutzt werden, um Fehler zu finden, was gerade dann sinnvoll ist, wenn kein Debugger zur Verfügung steht.

Eine weitere interessante Anwendung ist Fritzing. Mit dieser Anwendung können Schaltpläne erstellt werden. Es können auch die Aufbauten, die mit einer Steckplatine realisiert worden sind, visuell dokumentiert werden. Seit neustem ist in dieser Anwendung auch ein Code-Editor integriert.



Als nächstes werde ich mich mit den Knöpfen beschäftigen und versuchen ein Knopfdruck in Arduino zu registrieren.

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  8. Potentiometer
  9. Das MP3 Shield

Friday, November 7, 2014

Arduino MP3-Player (3) - Das erste Einschalten

Es gibt eine Vielzahl von Anleitungen, die die ersten Schritte mit Arduino beschreiben. Ich habe die Anleitung, die es direkt auf der Arduino-Seite gibt verwendet: http://arduino.cc/en/Guide/Windows.

Die Installation der Software und der erste Verbindungsaufbau verlaufen problemlos. BeimVerbinden des Arduino-Boards mit dem PC und dem damit verbundenen Herstellen der Stromversorgung leuchtet die ON-LED grün auf. Weiterhin hat die L-LED angefangen orange zu blinken.
In der Entwicklungsumgebung stehen verschiedene Beispiele zur Verfügung, die schnell ausprobiert werden können. Ohne zusätzliche Hardware kommt 01.Basics->Blink aus. Nach dem Laden kann man sich das Programm in der Entwicklungsumgebung anschauen. Der typische Aufbau eines Arduino-Sketch ist hier zu sehen. Ein Arduino-Sketch besteht aus mindestens zwei Methoden,
void setup() { ... }
und
void loop() { ... }
Die Methode setup() wird einmal beim Einschalten des Arduinos ausgeführt. Die Methode loop() wird anschließend immer wieder in einer Schleife ausgeführt. Sobald die Methode beendet ist, wird sie wieder aufgerufen.

Beim Aufspielen des Beispiel-Sketchs 01.Basics->Blink ergab sich keine Veränderung. Vermutlich war dieses bereits auf dem Arduino-Board. Jedoch wirkte sich das Herumspielen mit den "delay" Werten aus. So konnte die Länge des Aufleuchtens erhöht werden, indem das erste "delay" auf 3000 gesetzt worden ist:  delay(3000);

Das erste Einschalten ist geglückt. Das nächste Mal nehme ich die Entwicklungsumgebung (IDE) genauer unter die Lupe. Bis dahin kann auf den zahlreichen Informationen, die es über Arduino gibt zurückgegriffen werden. Nachfolgend ist hierzu eine Auflistung von Seiten, die mir sehr interessant erschienen.


Informationen auf Arduino.cc:

Arduino - Windows

Arduino Playground - HomePage

Arduino Playground - ManualsAndCurriculum

Arduino - Learn the basics

Arduino - Foundations


Einführungen:

Arduino Comic

Arduino in a Nutshell

Arduino_Tutorial.pdf


Forum:

Arduino Stack Exchange


Informationen auf sparkfun.com:

What is an Arduino? - learn.sparkfun.com

Arduino Comparison Guide - learn.sparkfun.com

Arduino Shields - learn.sparkfun.com

Installing Arduino IDE - learn.sparkfun.com

Data Types in Arduino - learn.sparkfun.com

Analog to Digital Conversion - learn.sparkfun.com

Installing an Arduino Library - learn.sparkfun.com

MP3 Player Shield Hookup - learn.sparkfun.com


Informationen auf Adafruit/Ladyada:

Overview | Adafruit Music Maker Shield | Adafruit Learning System

Arduino Tutorial - Learn electronics and microcontrollers using Arduino!


Weitere Blogeinträge

  1. Auswahl der Komponenten
  2. Das Entwicklungsbrett
  3. Das erste Einschalten
  4. Die Entwicklungsumgebung
  5. Knöpfe (digital)
  6. Mehrere Knöpfe (digital)
  7. Mehrere Knöpfe (analog)
  8. Potentiometer
  9. Das MP3 Shield

Thursday, October 30, 2014

Arduino MP3-Player (2) - Das Entwicklungsbrett

Bevor es nun richtig losgeht, nehme ich das Entwicklungsbrett "in Betrieb". Es beinhaltet ein selbstklebendes Steckbrett, das auf das Entwicklungsbrett aufgebracht werden kann, Metallschrauben, Plastik-Abstandsbolzen und Plastik-Muttern zum Fixieren des Arduino-Boards. Weiterhin können Gummifüsse auf die Unterseite des Entwicklungsbretts geklebt werden.
Die Schrauben können durch die Rückseite des Entwicklungsbretts gesteckt werden. Die Abstandsbolzen können dann in diese reingeschraubt werden. Da das Entwicklungsbrett nicht nur für das Arduino UNO Board verwendet werden kann, sind weitere Vorbohrungen vorhanden, sodass hier darauf geachtet werden muss, dass die richtigen Vorbohrungen verwendet werden.
Das Arduino-Board kann nun auf die Abstandsbolzen aufgesteckt und mit den Muttern befestigt werden.
Das Draufschrauben der Muttern klappt an drei Stellen. An der vierten Stelle kann die Mutter nicht angebracht werden, da die Bohrung sich zu dicht an einem Header befindet. Die Fixierung über die übrigen drei Muttern sollte aber ausreichend sein.
Als letztes kann noch das selbstklebende Steckbrett aufgebracht werden.

Jetzt sind wir gewappnet und können als nächstes richtig loslegen und das Arduino-Board in Betrieb nehmen.

Weitere Blogeinträge

  1. Auswahl der Komponenten
  2. Das Entwicklungsbrett
  3. Das erste Einschalten
  4. Die Entwicklungsumgebung
  5. Knöpfe (digital)
  6. Mehrere Knöpfe (digital)
  7. Mehrere Knöpfe (analog)
  8. Potentiometer
  9. Das MP3 Shield

Tuesday, October 28, 2014

Arduino MP3-Player (1) - Auswahl der Komponenten


Es wird Zeit sich ein bisschen mit Arduino zu beschäftigen. Und was braucht man als erstes? Klar, ein Projekt!

Man findet sicherlich viele Ideen und Anregungen, wenn man ein bisschen nach Arduino im Netz sucht. Vielleicht findet man ein Beispiel-Projekt, das einem so gut gefällt, dass man es direkt als Vorlage für das eigene Projekt verwenden will. Oder man hat schon eine Idee und sucht sich entsprechende Informationen, Tipps und Komponenten zusammen.

Meine Idee ist es einen MP3-Player zu bauen. Dies ist bestimmt nicht die originellste Idee, aber es ist etwas was ich gebrauchen kann. Und ich möchte nicht einen einfachen MP3-Player bauen, sondern einen mit ein paar Knöpfen, hinter denen Lieder oder Playlisten hinterlegt werden können. In Prinzip schwebt mir sowas vor wie der Hörbert. Für den Nachbau des Hörberts sind folgende Links interessant: https://groups.google.com/d/msg/qlocktwo/C3vUD9SUbPE/_Vm-T705y4kJ und https://groups.google.com/d/msg/qlocktwo/C3vUD9SUbPE/jl5W-2LnbL0J.

Nachdem nun das erster Hindernis genommen ist, kommen wir zum nächsten: Die Komponenten. Ich habe lange herumgesucht, um herauszufinden welche Teile ich benötige (und ganz sicher bin ich mir immer noch nicht). Schließlich aber habe ich mich für einige Komponenten entschieden mit denen ich jetzt erstmal starten werde.

Die erste Komponente ist natürlich ein Arduino-Board. Hierbei habe ich mich für das gängige Arduino UNO R3 entschieden.
Arduino R3 - FrontArduino R3 - Back
Für die ersten Schritte, um mal was auszuprobieren, ist ein Entwicklungsbrett mit einem Steckbrett genau das Richtige.
Das Steckbrett alleine taugt nicht viel, daher: Jede Menge Kabel (M/M und M/F).
Je nach Versuchsaufbau wird auch der ein oder andere Widerstand benötigt.
Damit wären die grundlegenden Komponenten festgelegt. Diese werden eigentlich in jedem Arduino-Projekt benötigt. Etwas spezifischer sind die Knöpfe, die ich benötige, um zu einem Lied oder einer Playlist zu wechseln. Allerdings sind diese hier recht klein, sodass ich später noch andere bestellen werde müssen. Für den Anfang sind diese wohl aber in Ordnung.
Für die kabellose Stromversorgung kann ein Batteriehalter verwendet werden, der direkt in die Buchse der externen Stromversorgung gesteckt werden kann. Es werden 6xAA verwendet. Leider hat dieses Modell keinen Schalter um die Stromversorgung zu unterbrechen.
Zum Ein- und Ausschalten eignet sich ein Kippschalter. Dieser hier ist leider etwas schwergängig.
Für die Regelung der Lautstärke werde ich einen 10k Potentiometer verwenden. Dieser ist keine Schönheit und dreht sich auch nicht sehr leicht. Leider war mein Wunsch-Potentiometer nicht lieferbar.
Damit auch etwas zu hören ist, wird ein Lausprecher benötigt. Dieser 8Ohm 1Watt Lautsprecher hat ein Durchmesser von 7,8cm (3'').
Um MP3s auf dem Arduino wiedergeben zu können, wird ein MP3 Shield mit integriertem SD-Card-Schacht verwendet. Bei diesem Shield handelt es sich um das Adafruit "Music Maker" MP3 Shield for Arduino w/3W Stereo Amp.
Alternativen zu diesm MP3-Shield sind das SparkFun MP3 Player Shield (eveentuell in Kombination mit dem Mono Audio Amp Breakout) oder das ELV Audio Shield für Arduino, ASA1, Komplettbausatz.
Um das Arduino-Board mit dem PC zu verbinden wird noch ein USB-Kabel und zum Aufspielen der MP3s eine Micro-SD-Karte benötigt.

Damit ist unsere Einkaufliste fürs erste fertig. Damit der Bestellvorgang nicht zu aufwendig wird, habe ich alle Komponenten in einem Web-Shop bestellt. Hierbei hat EXP Tech einen relativ guten Eindruck auf mich gemacht. Zum einen ist das Sortiment sehr groß und es werden Produkte aller namhaften Hersteller geführt. Zum anderen waren die Preise im Vergleich zu manch anderem Web-Shop oft günstiger.

Hier nochmal die Einkaufsliste im Überblick:
KomponentePreis
Arduino UNO R323,80€
Prototyping and Development Board5,95€
Jumper Wires Premium 150mm M/F Pack of 101,79€
75 Stück Breadboard Jumper Wires Patchkabel mit M/M Stecker3,50€
Resistor Kit - 1/4W (500 total)7,90€
Tact Button (10 Stück)1,50€
6xAA Battery Holder with DC2.1 Power Jack2,80€
Kippschalter1,58€
Potenziometer 20mm 10k 1,98€
Lautsprecher - 7,8cm (3") Durchmesser - 8Ohm 1Watt1,95€
Adafruit "Music Maker" MP3 Shield for Arduino w/3W Stereo Amp33,27€
USB Kabel 2.0 A-Stecker auf B-Stecker 1.8m1,20€
4GB Micro-SDHC-Karte8,00€
Summe95,22€

Als nächstes werde ich mir das Entwicklungsbrett genauer anschauen.

Weitere Blogeinträge

  1. Auswahl der Komponenten
  2. Das Entwicklungsbrett
  3. Das erste Einschalten
  4. Die Entwicklungsumgebung
  5. Knöpfe (digital)
  6. Mehrere Knöpfe (digital)
  7. Mehrere Knöpfe (analog)
  8. Potentiometer
  9. Das MP3 Shield

Tuesday, October 14, 2014

WPF and MVVM - Events

Last time we have seen how to use RelayCommand in ViewModel instead of a click event in View. But what's about all the other events? There is an easy solution where RelayCommand can be used. Therefore we need to add a Reference to the Extension Assembly System.Windows.Interactivity from Blend SDK (for VS2013).



In the XAML part of the View we need to add the namespace that leads to System.Windows.Interactivity from Blend SDK (for VS2013).
<UserControl x:Class="MvvmPassword.LoginView"
             x:Name="This"
             xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
             xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
             xmlns:i="http://schemas.microsoft.com/expression/2010/interactivity">
Now we can use i:EventTrigger with the property EventName within Interaction.Triggers to define which event should linked to Command. The Command is defined with the property Command within i:InvokeCommandAction.
        <ComboBox x:Name="UserNames"
                  Grid.Row="1"
                  Grid.Column="1"
                  Margin="4"
                  ItemsSource="{Binding UserNames}"
                  DisplayMemberPath="UserName">
            <i:Interaction.Triggers>
                <i:EventTrigger EventName="SelectionChanged">
                    <i:InvokeCommandAction Command="{Binding SelectionCommand}" />
                </i:EventTrigger>
            </i:Interaction.Triggers>
        </ComboBox>
Next we can just use the RelayCommand in ViewModel, as seen in the last post.
SelectionCommand = new RelayCommand(SelectionChanged);
public ICommand SelectionCommand
{
    get;
    private set;
}
private void SelectionChanged(object parameter)
{
    // ...
}
With the ViewModelBase class, the RelayCommand and the EventTrigger our small MVVM Framework can be taken as a good starting point.

Further Posts

  1. WPF and MVVM - Fundamentals
  2. WPF and MVVM - Commands
  3. WPF and MVVM - Events

Sunday, October 12, 2014

WPF and MVVM - Commands

To extend the MVVM idea, it is necessary to move more code from code-behind of the View to the ViewModel. In the first part we have seen how the properties from the ViewModel can be binded to the View and how changes can be notified.

Now we will see how to move click event handler from code-behind of the View to the ViewModel. Therefore the Command property in XAML of the View is used instead of the click event. The property is set to an instance of an implementation of ICommand. For that we want to have a reusable implementation. One way is to use the DelegateCommand that is also used in the Prism Class Library, the usage is described here. But we want to focus on the simpler implementation of RelayCommand. The RelayCommand builds on WPF Commanding.
public class RelayCommand : ICommand
{
    private readonly Action<object> _Execute;
    private readonly Func<objectbool> _CanExecute;
 
    public RelayCommand(Action<object> execute)
        : this(execute, null)
    {
 
    }
 
    public RelayCommand(Action<object> execute, Func<objectbool> canExecute)
    {
        if (execute == null)
        {
            throw new ArgumentNullException("execute""Execute cannot be null.");
        }
 
        _Execute = execute;
        _CanExecute = canExecute;
    }
 
    public event EventHandler CanExecuteChanged
    {
        add { CommandManager.RequerySuggested += value; }
        remove { CommandManager.RequerySuggested -= value; }
    }
 
    public void Execute(object parameter)
    {
        _Execute(parameter);
    }
 
    public bool CanExecute(object parameter)
    {
        if (_CanExecute == null)
        {
            return true;
        }
 
        return _CanExecute(parameter);
    }
}
The RelayCommand implements the interface ICommand. Therefore we have to implement the methods Execute and CanExecute. These methods call other methods that you have passed as Action and Func generic delegate to the constructor of the RelayCommand class. Furthermore we have to implement the CanExecuteChanged event. Execute can only be called if CanExecute returns true. If CanExecute depends on one or more properties, then on each change of one of these properties CanExecuteChanged have to be fired so that CanExecute is checked again. To simplify and to automate firing the event, the event is hooked to the static RequerySuggested event of the CommandManager. Doing so the CanExecuteChanged event is called after each action in the UI. In some cases you want to call the CanExecuteChanged event manually (such as CanExecute doesn't depends only on UI properties). Therefore the event hook can be removed and a method is added that can be called manually.
public event EventHandler CanExecuteChanged;
public void OnCanExecuteChanged()
{
    if (CanExecuteChanged != null)
    {
        CanExecuteChanged(thisnew EventArgs());
    }
}
Using the RelayCommand we can move click event handler to the ViewModel. Therefore we add a property whose type is of ICommand.
public ICommand LoginCommand
{
    get;
    private set;
}
The ICommand will be instantiated in the constructor.
LoginCommand = new RelayCommand(Login, CanLogin);
The Execute method of the RelayCommand will call Login.
private void Login(object parameter)
{
    var passwordContainer = parameter as IHavePassword;
    if (passwordContainer != null)
    {
        var secureString = passwordContainer.Password;
        PasswordInVM = ConvertToUnsecureString(secureString);
    }
}
While the CanExecute method of the RelayCommand will call CanLogin.
private bool CanLogin(object parameter)
{
    return !string.IsNullOrEmpty(UserName);
}
At last we need only to add the right Command by binding to the View. We can also pass through a parameter by using CommandParameter. The parameter is set to both methods, Execute and CanExecute.
<Button x:Name="Login"
        Content="Login"
        Command="{Binding LoginCommand}"
        CommandParameter="{Binding ElementName=This}" />
With the RelayCommand class we have our second component of our own MVVM-Framework.

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