Arduino Lektion 96: serielle Kommunikation
Über die Serielle Schnittstelle eines Arduinos kann man Daten versenden und Empfangen.
In diesem Tutorial möchte ich erläutern wie man Daten über die Pins RX & TX an einen anderen Arduino versendet & auswertet.
Inhaltsverzeichnis
Teileliste
Für dieses Tutorial verwende ich folgende Bauteile:
- 2x Arduino UNO,
- 2x Breadboard Kabel, 20cm, männlich – männlich
- 2x USB Tyb B Kabel
Aufbau & Schaltung
Die beiden Arduino UNOs werden über die Pins RX & TX jeweils gekreuzt verbunden d.h. RX geht an TX und TX geht an RX.
Programmierung
Im nachfolgenden möchte ich aufzeigen wie man Daten von einem Arduino zum anderen senden kann. Dazu dient der „rote“ als Empfangseinheit und der „blaue“ als sende Einheit.
Sketch – Sender
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | void setup() { //Begin der Seriellen Kommunikation mit 9600 baud Serial.begin(9600); //senden von "Hallo Welt!" über die Serielle Schnittstelle Serial.println("Hallo Welt!"); } void loop() { //bleibt leer } |
Sketch – Empfänger
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 | //globe Variable zum speichern von Daten welche empfangen werden int data = 0; void setup() { //Begin der Seriellen Kommunikation mit 9600 baud Serial.begin(9600); } void loop() { //Wenn Daten zur Verfügung stehen dann... if (Serial.available() > 0) { //lesen von Daten data = Serial.read(); //Die Daten werden in ASCII Zeichen (0..255) gesendet und empfangen, //um diese Zeichen lesen zu können müssen diese Werte in Zeichen (Char) umgewandelt werden Serial.print((char)data); } } |
Video
Ablauf
Der Arduino „rot“ wartet auf Daten und der Arduino „blau“ sendet diese wenn er neugestartet wird.
Beispiel – steuern von LEDs
Der Arduino UNO welcher als empfänger dient hat 3 LEDs verbaut welche wir nun per Befehl vom Sender steuern wollen.
alternativer Aufbau der Schaltung
Solltest du keinen solchen Arduino besitzen, kannst du dir mit:
- 3x LED, 5mm, (rot, gelb, grün)
- 3x 220 Ohm Widerstand,
- 4x Breadboard Kabel, 10cm, männlich – männlich
- 1x Breadboard
selber diese Schaltung aufbauen.
Die LEDs sind jeweils an den Pins D13 (rot), D8 (grün), D7 (gelb) angeschlossen. Bei der LED muss man auf die korrekte Ausrichtung achten, denn die LED (Leucht Emitter Diode) hat eine Sperrrichtung, d.h. die LED läßt wie eine „normale“ Diode den Strom nur in eine Richtung durch.
Programmieren
Der Sender soll einfach mit 3 verschiedene Zeichen jeweils den Status der LEDs ändern. Dazu nutze ich die Buchstaben a,b,c (auf die Groß/Kleinschreibung ist zu achten) welche die LEDs repräsentieren.
- a – rot
- b – grün
- c – gelb
Sketch – Sender
Der Sender muss nun eine Zeichenkette vom Seriellen Monitor der Arduino IDE einlesen und an den Empfänger senden. Dazu kann nicht der kleine Kommunikationsweg genutzt werden, wir benötigen also eine zweite serielle Schnittstelle. Hierzu bietet sich die Bibliothek „SoftwareSerial“ an. Diese Bibliothek ist bereits in der Arduino IDE enthalten und wir können diese mit
1 | #include <SoftwareSerial.h> |
einbinden.
Als nächstes müssen wir eine Instanz erzeugen und definieren anwelchen Pins RX & TX angeschlossen sind.
1 | SoftwareSerial device(4,3); |
Nun können wir in der Setup Funktion eine Baudrate einstellen.
Hier sind jedoch nur Werte bis maximal 5760 erlaubt!
1 2 3 | void setup() { device.begin(9600); } |
Der Rest ist bekannt und kann übernommen werden. Denn diese Bibliothek bietet die selben Funktionen zum senden von Daten an die wir bereits oben verwendet haben.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 | #include <SoftwareSerial.h> SoftwareSerial device(4,3); void setup() { //Begin der Seriellen Kommunikation mit 9600 baud Serial.begin(9600); device.begin(9600); } void loop() { if (Serial.available() > 0) { //lesen von Daten device.println((char)Serial.read()); } } |
Sketch – Empfänger
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 | //definieren der LEDs an den digitalen Pins des Arduinos #define led_rot 13 //rote LED am digitalen Pin D13 #define led_gruen 8 //grüne LED am digitalen Pin D8 #define led_gelb 7 //gelbe LED am digitalen Pin D7 //Variablen um den Status der LED zu speichern int ledRotStatus = 0; int ledGruenStatus = 0; int ledGelbStatus = 0; //globe Variable zum speichern von Daten welche empfangen werden int data = 0; void setup() { //Begin der Seriellen Kommunikation mit 9600 baud Serial.begin(9600); } void loop() { //Wenn Daten zur Verfügung stehen dann... if (Serial.available() > 0) { //lesen von Daten data = Serial.read(); char zeichen = (char)data; //Wenn ein "a" empfangen wurde, dann... if(zeichen == 'a'){ ledRotStatus = ledRotStatus == 0 ? 1 : 0; } else if(zeichen == 'b'){ //ansonsten wenn ein "b" empfangen wurde, dann ledGruenStatus = ledGruenStatus == 0 ? 1 : 0; } else if(zeichen == 'c'){ //ansonsten wenn ein "c" empfangen wurde, dann ledGelbStatus = ledGelbStatus == 0 ? 1 : 0; } //Hier könnte ggf. noch ein else erfolgen um einen Ton auszugeben wenn ein Zeichen //empfangen wurde welches nicht bekannt / mit einer Funktion definiert wurde. } //setzen der aktuellen Werte für die LEDs digitalWrite(led_rot, ledRotStatus == 1? HIGH:LOW); digitalWrite(led_gruen, ledGruenStatus == 1? HIGH:LOW ); digitalWrite(led_gelb, ledGelbStatus == 1? HIGH:LOW ); } |
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