Der Arduino ist ideal, um analoge und digitale Sensordaten zu lesen und um Aktoren wie LEDs zu steuern. Zudem werden eine Vielzahl von Bibliotheken angeboten. Möchte man ihn aber als IoT-‚Ding‘ ins Internet bringen oder steuern, ergeben sich unterschiedliche Möglichkeiten. In meinem Vortrag zeige ich hierzu verschiedene Wege. Zunächst, wie sich der Arduino mithilfe von Firmata und einem Computer steuern lässt. Hierzu existieren Bibliothen, die das Firmata-Protokoll für verschiedene Programmiersprachen implementieren. Es werden zu Java, JavaScript und Go Beispiele gezeigt. Die serielle Schnittstelle ist eine weitere Möglichkeit, bei der ein Arduino entweder mit einem Computer oder Raspberry Pi direkt kommunizieren kann. Um hingegen mehrere Arduinos mit dem Raspberry Pi anzusprechen, eignet sich ein Datenbus-Protokoll. Der Raspberry Pi bietet hierzu SPI und I2C an, deren Unterschiede aufgezeigt werden. Zu den jeweiligen Arten werden praxisnahe Demos und Codebeispiele gezeigt.

1. Groß steuert klein
Wie lässt sich ein Arduino steuern?
Lars Gregori/Hybris Labs
16. März 2016

2. Agenda
Arduino

3. Agenda
Firmata
Arduino

4. Agenda
Raspberry Pi
Firmata
Arduino

5. Agenda
Raspberry Pi
Firmata
Arduino
Serial

6. Agenda
Raspberry Pi
Firmata
Arduino
Serial
SPI
I2C

7. Arduino

8. Demo Code

9. Demo Code

10. DEMO

11. Firmata

12. Firmata
Firmata is a protocol for
communicating with microcontrollers
from software on a host computer.
The protocol can be implemented
in firmware on any microcontroller
architecture as well as software on
any host computer software package.

13. Firmata Protocol
https://github.com/firmata/protocol/blob/master/protocol.md
based on the
midi message
format

14. Firmata Client Libraries
processing python perl
ruby clojure javascript
java .NET Flash/AS3 PHP
Haskell iOS Dart Max/MSP
Elixir Modelica golang

15. DEMO

16. Serial

17. UART
http://pinout.xyz/pinout/uart
😱3.3V vs. 5.0V Level Shifting (see Links)

18. Arduino-Makefile
https://github.com/sudar/Arduino-Makefile
sudo apt-get install arduino-mk
pyserial

19. DEMO

20. I2C vs. SPI

21. I2C vs. SPI
SCL
SDA
SCL
SDA
I2C
Master
I2C
Slave
SCLK
MOSI
MISO
SS
SCLK
MOSI
MISO
SS
SPISPI
Master Slave

22. I2C vs. SPI
• bus protocol
• master / slave(s)
• serial data transfer
• wired
• low distance
• control peripherals
• memory (e.g. EEPROM), DAC, ADC, Sensors, …

23. I2C vs. SPI
I2C
• needs pull-up resistors
• bus can connect up to 127 nodes: 7bit-address + read/write-bit
• standard @ 100 kHz, fast @ 400 kHz, (high @ 1.7/3.4 MHz)
SPI
• faster than I2C
• MISO (Master In Slave Out), MOSI (Master Out Save In), SCLK
• SS/CS: slave/chip select line is required per device

24. I2C

25. http://pinout.xyz/pinout/i2c

26. I2C
Note: enable SPI and I2C
i2cdetect -y 1
LED1 Arduino ON: i2cset -y 1 4 1
LED2 ATMega328p ON: i2cset -y 1 5 2
ArduinoISP

27. DEMO

28. Summary
Raspberry Pi
Firmata
Arduino
Serial
SPI
I2C

29. Summary
Raspberry Pi
Firmata
Arduino
Serial
SPI
I2C
ArduinoISP
Arduino-Makefile
Logic Analyser
cross compiling

30. THANK YOU.
@choas
Lars Gregori
Technology Strategist
labs.hybris.com

31. Credit & Links
Firmata https://github.com/firmata/arduino
cyclonjs https://cylonjs.com/
gobot http://gobot.io/
Level Shifting:
http://jamesreubenknowles.com/level-shifting-stragety-experments-1741
http://codeandlife.com/2012/04/06/level-shifting-101/
node-serialport https://github.com/voodootikigod/node-serialport
I2C vs. SPI:
http://www.bitwizard.nl/wiki/index.php/SPI_versus_I2C_protocols
http://quick2wire.com/articles/i2c-and-spi/
https://github.com/mc-b/microHOME/wiki/Raspberry-Pi-und-der-I2C-Bus
Raspberry Pi header pins: http://pi4j.com/images/j8header-2b-large.png