Arduino IDE: Erweiterung ArduBlock

In der Arduino IDE kann man bequem mit C, C++ programmieren. Wer jedoch diese Sprache nicht oder noch nicht beherrscht, aber trotzdem schnell in die Welt der Mikrocontroller eintauchen möchte, kann hier auf die Erweiterung ArduBlock zurückgreifen.

Bezug und Installation von ArduBlock

Die Erweiterung kann von der Herstellerseite heruntergeladen werden.
Wenn das JavaArchiv (*.jar) mit dem Browser Google Chrome heruntergeladen wird, dann wird die Endung *.jar als potentiell gefährlich eingestuft und man muss hier den Dialog mit der Schaltfläche „Behalten“ bestätigen.

Wenn man die Version von der Herstellerseite verwendet, so ist man bei der Wahl der Arduino IDE auf die Version 1.6.12 beschränkt. Möchte man jedoch eine spätere (aktuellere) Version verwenden, so kann man hier die Version von Carobot verwenden.

In diesem Tutorial verwende ich die Version 161216 von Carobot.

Wenn man also die Datei heruntergeladen hat, so muss diese in den Ordner „Sketchbook“ der Arduino IDE kopiert werden. Aber nicht blank, sondern in ein bestimmtes Unterverzeichnis, was unter Umständen erzeugt werden muss.

Überblick

Hat man die Arduino IDE gestartet, so findet man die Erweiterung unter dem Menüpunkt „Werkzeuge“

Mit einem Klick auf diesen Eintrag wird ein neues Fenster geöffnet.

Hauptmenü

Das Hauptmenü von ArduBlock enthält die Grundfunktionalitäten um eine Datei

• zu erzeugen (Neu)
• zu speichern (Speichern, Speichern als),
• zu öffnen (Öffnen)
• auf den Arduino zu speichern (Hochladen auf den Arduino)

Des Weiteren lässt sich der serielle Monitor der Arduino IDE bequem aus der Oberfläche mit der Schaltfläche „Seriellmonitor“ starten.

Funktionen

Im linken Bereich der Erweiterung ArduBlock findet man die Leiste mit den Funktionen für den Aufbau eines Sketches.

Erstes Sketch erzeugen per Drag’n Drop

Was ist Drag’n Drop?

Drag’n Drop bezeichnet frei der Übersetzung „ziehen und loslassen“ und in diesem Fall bedeutet es, dass wir ein Element aus der Funktionsleiste auf die Hauptfläche ziehen und loslassen.

Aufräumen & Löschen

Wenn man ArduBlock startet, so wird bereits ein Element angezeigt, dieses ist aber nicht das korrekte (jedenfalls für die Sketche welche ich schreibe).

Um dieses Element zu entfernen, klicken wir also nun darauf und ziehen dieses auf die Funktionsleiste und lassen dort los.

Die Programmstruktur

Im eigentlichen Sinne schreiben wir ein Programm und genau so heißt auch das Hauptelement, welches wir benötigen. Öffnen wir zunächst die Steuerungsansicht mit einem Klick auf die Schaltfläche „Steuerung“, es öffnet sich nun eine Leiste mit vielen Elementen. Aus dieser Liste wählen wir das Element mit der Bezeichnung „program“ und ziehen dieses auf die Hauptfläche.

Diesem Element können wir nun weitere Elemente anheften, hier wird jedoch zwischen „setup“ und „loop“ unterschieden.

Bereich – setup

Im Bereich „setup“ werden alle Elemente abgelegt, welche nur einmal beim Starten / neu Starten des Arduinos ausgeführt werden sollen. Das kann zum Beispiel

• eine Ausgabe auf dem seriellen Monitor,
• eine Zuweisung eines Wertes zu
  • einer Variable
  • einem Pin

sein.

Bereich – loop

Im Bereich „loop“ werden alle Elemente abgelegt, welche in einer Dauerschleife ausgeführt werden sollen.
Zum Beispiel kann hier die Zustandsänderung am Pin 13 (interne LED) von LOW auf HIGH und umgekehrt „programmiert“ werden.

Blink Sketch

Fangen wir mit einem kleinen Sketch an, welches „nur“ die interne LED steuern soll.
Hier wollen wir diese in einem Intervall von 1sek. Blinken lassen.

Dazu benötigen wir neben dem Element „program“ noch weitere Elemente, welche wir wieder aus der Funktionsleiste per Drag’n Drop auf die Hauptfläche ziehen.

Abfragen von Werten

Im oben genannten Beispiel haben wir nur eine LED blinken lassen, das ist für den Einstieg ein einfaches Beispiel. Aber wie sieht es aus, wenn wir auf einen bestimmten Status / Wert reagieren möchten?

Die Elemente dafür finden wir unter dem Menüpunkt „Test“.

Nun schreiben wir unser „Blink Sketch“ so um, dass, wenn je nachdem die LED AN/AUS ist, eine Meldung auf dem seriellen Monitor erscheint.

Aufbau

Im Bereich „setup“ habe ich eine einfache serielle Ausgabe eingebaut, damit man erkennen kann, dass diese wirklich nur beim Starten / neu starten des Arduinos auf dem seriellen Monitor erscheint.

Im Bereich „loop“ habe ich zusätzlich den Zustand des digitalen Pin D13 in einer Variable mit der Bezeichnung „ledPin“ gespeichert. Dieses ermöglicht es mir später auf einen anderen Pin zu wechseln, ohne dass ich überall einen anderen Pin auszuwählen (und ggf. eine Stelle zu vergessen).

Zum Testen von Zuständen / Werten gibt es zwei Elemente.

Im Bereich „teste“ wird eine Abfrage des Wertes eingebaut und wenn diese WAHR ist, dann wird der Bereich „dann“ ausgeführt.

Beispiel

In dem folgenden Beispiel teste ich, ob 5 größer als 2 ist. Wenn diese Bedingung WAHR ist, dann wird die Meldung „5 ist Groesser als 2.“ auf dem seriellen Monitor ausgegeben.

Das zweite Element enthält nun noch einen „sonst Zweig“ dieser wird ausgeführt, wenn die Bedingung FALSCH ist.

In unserem Beispiel würde dieses dann wie folgt aussehen:

Da 5 immer größer als 2 sein wird, wird der „sonst Zweig“ nie ausgeführt.

Eine Ampelschaltung mit ArduBlock

Ich möchte jetzt nicht auf jedes Element von ArduBlock eingehen, denn das würde den Rahmen sprengen.

Ziel dieses Projektes soll es sein, eine Ampelschaltung mit dem Arduino UNO zu implementieren.

Von der Firma Cytron aus Malaysia habe ich einen Maker UNO zu einem Review erhalten, dieser Mikrocontroller hat den Vorteil das auf jedem digitalen Ausgang eine SMD LED geschaltet ist und ich meinen Sketch entwickeln kann und gleich testen kann. Auch wenn hier nur die Farbe Blau ist doch die Funktion schon erkennbar.

Somit ergeben sich 4 Schritte.

Im ersten Schritt wird nur die grüne LED angeschaltet (gelb und rot sind aus).
Im zweiten Schritt wird die gelbe LED angeschaltet (grün und rot sind aus).
Im dritten Schritt ist nur die rote LED angeschaltet (grün und gelb sind aus).
Im vierten Schritt sind die gelbe und die rote LED angeschaltet (grün ist aus).

Der Aufbau kann natürlich noch optimiert werden, denn es gibt hier ja „nur“ 3 LEDs. Wenn man also nun eine Funktion erzeugt, welcher die Zustände für die 3 LEDs übergeben werden, dann wird der Sketch um einiges kürzer.

Fazit

Mit der Erweiterung ArduBlock lässt sich schnell und sicher einfache bis komplexe Sketche erzeugen, durch die zusätzlichen Elemente für Bluetooth und Servos hat man hier ohne viel Programmierkenntnisse ein Ergebnis.

Den fertigen Sketch kann man sich in der Arduino IDE anschauen, wobei es sich hier um generierten Code handelt und dieser alles andere als lesbar ist.