Arduino: Lilypad „Jetzt Geht’s Rund!“

Nadel und Faden für Lilipad Entwicklung

Da mein Blog sich hauptsächlich um die Entwicklung von Software und die Programmierung des Arduinos (und seiner Clones) beschäftigt wollte ich den Lilypad nicht unbetrachtet lassen.

Was ist ein Lilypad?

Ein Lilypad ist ein Microcontroller welcher über Analoge und Digitale Aus- / Eingänge verfügt.

 

Lilypad Microcontroller
Lilypad Microcontroller

Es gibt für den Lilypad diverse Sensoren und Aktoren zbsp. SMD LED Shields, Taster Shields usw.
Allen ist jedoch eines gemeinsam:

  • sie sind sehr Stromsparend, und
  • haben abgerundete Kanten.

Daraus ergeben sich diverse Anwendungsfälle. Im nachfolgenden möchte ich gerne ein Projekt erläutern.

Technische Daten

  • Betriebsspannung 3V
  • Chip: ATmega328
  • Digitale Eingänge: 14
  • Analoge Eingänge: 6
  • Flash Speicher: 16 KB
  • SRAM: 1KB
  • EEPROM: 512Byte
  • Maße
    • Durchmesser: 50mm
    • Höhe:  3mm

An den Technischen Daten kann man gut erkennen das hier ein Arduino Clone vorliegt, was die Entwicklung deutlich vereinfacht denn durch den Chip „ATmega328“ kann die Arduino IDE mit der Arduino UNO Einstellung verwendet werden.

Was aber auch auffällt ist, dass das Lilypad Rund ist, damit kommen wir gleich auf die nächste spannende Frage:

Was ist das Einsatzgebiet des Lilypad?

Das Haupteinsatzgebiet des Lilypad ist die Implementierung in Wearables.
Dabei wird der Microcontroller in bzw. an Kleidungsstücke genäht und mit einem speziellen „Faden“ die Verbindungen zu den Sensoren und Aktoren hergestellt.

Was sind Wearables?

Der Begriff Wearables definiert die am Körper tragbaren, Computer ähnlichen Geräte wie zbsp. Fitness Armbänder, SmartWatches, Google Glass oder aber auch Hörgeräte.

Mit einem Faden werden die Verbindungen hergestellt?

Ja, Sie haben Richtig gelesen, es wird mit einer Art Faden die Verbindungen hergestellt. Also wird hier weniger gelötet sondern genäht.
Das liegt vielmehr daran das der Microcontroller und seine Komponenten auf Kleidungsstücke getragen werden und diese können sich biegen und verdrehen. Würde man nun die Verbindungen verlöten so würden diese aufdauer brechen und es würden sogar Kurzschlüsse entstehen.

Hier lohnt sich ja doch der Nähkurs aus meiner Grundschule.

Schauen wir uns ein Elektronisches Bauelement genauer an:
(Zur Verdeutlichung der Größe habe ich ein 1 Cent Stück daneben gelegt.)

Lilypad , Switch, Button und LED
Lilypad , Switch, Button und LED

Das Elektronische Bauelement:

  • ist klein,
  • ist sehr stark abgerundet,
  • hat große Kontaktflächen, und
  • hat eine geringe Stromaufnahme

Stromversorgung

Die Stromversorung wird über Batterien gesichert, entweder mit einer CR2032 Knopfzelle oder einer kleinen AAA Batterie. Für beide Batterietypen gibt es jeweils ein eigenes Modul. Beide Power Module besitzen jeweils einen Schiebeschalter (Switch) um den Lilypad Stromlos zu schalten.

Lilypad Power CR2032
Lilypad Power CR2032
Lilypad Power AAA
Lilypad Power AAA

Das Power Modul AAA ist nicht abgerundet, dieses muss also bei der Planung des Projektes berücksichtigt werden!

Programmieren des Lilypad

Für die Programmierung des Lilypad wird ein FT232RL FTDI USB zu TTL Modul benötigt. Dieses Modul ermöglicht erst das Programmieren des Controllers da dieser die Daten welche über USB empfangen werden in ein TTL Signal umwandelt. Es gibt auch Lilypads welche eine USB Schnittstelle haben da ist das Modul bereits enthalten.

FTDI Modul, UBS zu TTL Signal Converter
FTDI Modul, UBS zu TTL Signal Converter

FTDI Modul FTD1232

Das FTDI Modul FTD1232 besitzt einen Mini USB Stecker (Mini-USB Typ B-5Polig) und eine 6 Polige Stiftleiste.

PIN Bezeichnung
 DTR  Data Terminal Ready
Rx  Recive Data
Tx Transmit Data
VCC  Betriebsspannung
CTS  Clear to Send
GND Ground

Sicherheitshinweise

Bevor es mit der ersten Zeile Quellcode losgeht möchte ich auf einiges Hinweisen

  • Bevor der Lilypad an den Computer geschlossen wird muss die Batterie aus dem Power Modul entfernt werden.
    • Dieses kann zu einer größeren Last werden und der Lilypad und ggf die angeschlossenen Komponenten zerstört werden.

Arduino IDE

Da der Lilypad mit einem ATmega328 ausgestattet ist kann dieser mit der Arduino IDE programmiert werden. Die IDE kann unter https://www.arduino.cc/en/Main/Software bezogen werden. Nachdem die IDE installiert und ggf. konfiguriert wurde kann mit der Entwicklung begonnen werden.

 

Als nächstes folgt nun ein kleines Projekt mit dem LilyPad.

 

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