Was ist ein Arduino und Raspberry Pi?

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Hallo zusammen.

Meine Facebookjünger wissen schon wieder mehr als meine lieben Blogleser. Vor einigen Tagen habe ich die folgenden Bilder bei Facebook hochgeladen:

Die Beschreibung dazu war:

Was ist das, außer eines wunderschönen Stück Kunst mit bunten Kabeln und elektronischem Zeug?
Natürlich explodiert es nicht.  Es ist eine kleine Messstation.
Es beinhaltet:
1x Arduino Pro Mini -> Der Mikrocontroller der die Daten verarbeitet
1x Stromversorgung -> Kein geiles Elektrozeug ohne Strom
2x Photoresistor -> Misst die Menge an Licht in der Umgebung (also wie hell es ist) (beide Sensoren haben natürlich unterschiedliche Werte… ^^)
1x DHT11 -> Misst Temperatur und Luftfeuchtigkeit
1x DHT22 -> Misst auch Temperatur und Luftfeuchtigkeit… das neuere Model vom DHT11
1x LM35 -> Misst Temperatur… Ich habe es kaputt gemacht als ich Versehentlich Plus und Minus vertauscht habe  Sendet noch Daten… aber Schrott.
1x MQ-2 -> Misst den Gehalt von Rauch/LPG/CO Gas in der Luft.
1x 1.8″ TFT mit SD Karte -> Zum Anzeigen der Werte und schreibt auch alle Werte in eine Log-Datei auf die SD Karte um die Daten später weiter auswerten zu können.

So… was ist das nun und warum mache ich damit rum?

Ein Arduino ist ein Mikrocontroller. Eigentlich ein Mikrocontroller auf einer Platine mit noch ein paar anderen Sachen. Alles in allem ein Arduino. Der wurde von Massimo Banzi und David Cuartielles entwickelt (und benannt nach einer Bar… ja ja :) ). David Mellis hat dann noch die Programmiersprache dazu geschrieben. Das gesamte System ist Quelloffen. Das heißt man kann alles einsehen. Wie der Arduino aufgebaut ist. Deswegen gibt es auch schon viele fleißige Kopierer und im Grunde könnte man sich seinen Arduino sogar selbst zusammenlöten. Mit dem Arduino kann man recht einfach in die Elektronik einsteigen. Doch kommen wir erst einmal noch zum anderen Vertreter. Denn in der Überschrift steht auch etwas von einem Raspberry Pi.

Der Raspberry Pi ist dem Arduino ähnlich, aber doch unterschiedlich. Der Raspberry Pi ist mehr ein Mikrocomputer als ein Controller. Denn er besitzt einen 700MHz ARM Prozessor (also die gleiche CPU Architektur wie in Handys), 512MB Arbeitsspeicher, etc. Als Betriebssystem kommt überwiegend Linux zum Einsatz. Hier ist einer der großen Unterschiede… der Raspberry Pi hat ein Betriebsystem, der Arduino nicht.

Und was heißt das nun?

Beide Boards haben GPIO Pins. Das sind einfach Anschlüsse an die man z.B. Sensoren anschließen kann. Ein Sensor ist z.B. der DHT22… ein Sensor mit dem man die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit messen kann. Diesen Sensor kann man nun an den Arduino und auch an den Raspberry Pi anschließen. Ein kleines Programm geschrieben und schon zeigen beide die Daten an, die sie vom Sensor erhalten.

Dann reicht doch ein Board!?

Im Prinzip schon. Aber es kommt immer darauf an was man machen will.
Am Raspberry Pi sind die Möglichkeiten um weiten größer, wenn man an dem Board auch sonst noch etwas machen möchte. Es steht mehr Speicher zur Verfügung, Software kann installiert werden und sogar eine grafische Benutzeroberfläche steht zur Verfügung. Man kann mit dem Raspberry Pi online gehen, eMails abrufen, Texte schreiben, Programmieren (natürlich) und viel mehr. Es ist ein vollwertiger Computer, nur ein wenig Limitiert in den Ressourcen. Dafür verbraucht er aber auch mehr Strom.

Wobei ‚mehr Strom verbrauchen‘ natürlich relativ ist. 3,5 Watt ist im Normalfall nicht erwähnenswert! Wenn man aber z.B. eine kleine Wetterstation bauen möchte und diese möglichst autark mit Batterien und Solar betrieben werden soll, dann sind 3,5 Watt doch schon extrem schlecht. Dann braucht man eine Lösung die kaum Strom verbraucht. Hier kommt der Arduino ins Spiel. Das ist seine Stärke. Stumpf eine Arbeit verrichten (z.B. Sensorwerte auslesen) und dabei möglichst wenig Strom verbrauchen.

Und warum beschäftige ich mich jetzt mit diesem komischen Zeug?

Keine Angst, ich bin nicht unter die Bombenbauer gegangen ;) (Hallo NSA… und wieder einmal das Stichwort gefunden… Gratulation! ;) )
Nun, manche wissen ja das ich ein neues Projekt im Kopf habe. Ich möchte mit einem Wohnmobil durch die Gegend gondeln. Dabei möchte ich meine Arbeit natürlich mitnehmen. Das heißt Internet und Strom in den Camper. Da Strom knapp sein wird und mein Heimrechner im Schnitt um die 200 Watt verbraucht, fällt das flach. Eine stromsparende Lösung muss her. Da bin ich auf den Raspberry Pi aufmerksam geworden. Natürlich ist mir klar das dieses System keinen Arbeitsrechner ersetzen kann (schön wäre es). Aber als 3,5 Watt Knecht kann er doch einige Aufgaben übernehmen. 3,5 Watt … das sind bei 24 Stunden zwar auch 84W/h – in der Theorie – aber ich hoffe in der Praxis wird es weniger, da der RPi bei Nichtbenutzung ‚runter-schaltet‘. Ich teste gerade mit einem 10.400mAh Akku.

ArduinoAber ich vermute mal das er gut beschäftigt sein wird. Wenn ich alles realisieren kann, was ich vorhabe, dann wird er für folgende Aufgaben eingesetzt:

  • NAS mit externer SSD
  • Lokaler Webserver zum Testen
  • Automatische Verbindungskontrolle der Internetsourcen (Sat-DSL, WLAN, GPRS,etc.)
  • Desktop für Surfen, Film schauen, Musik hören, Programmieren, etc.
  • Zentrale Datenverarbeitungsstation für dezentrale Arduinos mit ihren Sensoren (Wetterstation (irgendwo außen), Kameramodul vorn im Camper, Motorsensoren, Gassensoren, etc.)

Das sind so die groben Arbeiten die das arme kleine Teil verrichten muss.

Ich muss aber auch gleich dazu schreiben das ich den kleinen RPi schon ordentlich teste und möchte betonen das ich sehr positiv überrascht bin. Der kleine ist gar nicht so schwach auf der Brust wie ich vermutet hatte. (Immer mit den 3,5 Watt Stromverbrauch im Hinterkopf… CPU ohne Kühlkörper!!). Die Grafische Oberfläche läuft flüssig. Auch Videos lassen sich mit VLC anschauen. IceDove (Linuxversion vom Mozilla Thunderbird) braucht eine ganze Weile bis es meine zig Tausend Emails eingelesen hat und sich öffnet. Aber meine eMailkonten sind auch schon extrem… mal ehrlich. LibreOffice (Linux Textverarbeitung wie MS Office) dauert auch ein paar Sekunden länger, öffnet sich dann aber und es lässt sich flüssig damit arbeiten. Es gibt sogar Spiele für den Pi. Ich habe kurz Mindcraft probiert und es läuft absolut flüssig.
Wie gesagt, mit bedacht auf die Hardware und den Verbrauch ist dieser MiniComputer ein Wunderwerk.

Und der Arduino kam hinzu als der Spieltrieb in mir ausgelöst wurde. Das Zeug hat es mir jetzt so angetan, ich kann nicht genug bekommen. Absoluter Suchtfaktor! Wenn man erst einmal seine erste Schaltung zusammengesteckt hat, das erste Skript auf den Arduino überspielt ist und dann die LED wirklich anfängt zu blinken… dann fühlt man sich ein bisschen wie Gott. … Diese LED blinkt jetzt weil ICH es so will. :D
Dann geht es weiter… die Temperatur messen, LEDs leuchten lassen, Lichtstärke auslesen (Ist es Nacht? Wie stark scheint die Sonne? etc.), GPS Koordinaten ermitteln und in einer Karte anzeigen, Flammensensor (Brennt es?), Geräuschsensor (Hat da wer Gehustet?), Displays zum Anzeigen von Informationen, Schalten von Schaltern auf digitalem Knopfdruck (geht auch über das Internet!)… die Möglichkeiten sind fast unendlich. Mit Kreativität kann man super tolle Sachen damit machen.

In meiner unendlichen Kreativität (hüstel) habe ich (bis dato) folgenden Verwendungszweck dafür.

  • Wetterstation mit Sensoren für Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck, Lichtintensität, Geiger Zähler, GPS, etc.
  • Kamera in der Front des Campers (soll automatisch jede Stunde 1 Foto machen und bei Internetverbindung Online stellen)
  • Gassensor bei den Gasflaschen, im Küchenbereich und bei der Heizung. Auch Gassensoren für das Gas das Diebe gern Benutzen um die Bewohner ‚einzuschläfern‘.
  • Anschließen an die Motorelektronik. Damit kann z.B. der Fehlerpuffer des Fahrzeugcomputers ausgelesen werden. Bei manchen Fahrzeugen möglich.
  • Ich überlege die Türen mit einer Schlüsselkarte/Fingerabdrucksensor öffnen zu lassen, anstatt mit einem Schlüssel. So könnte man Einbrecher ein wenig verwirren ;)

Aus den Daten möchte ich dann eine kleine Blackbox bauen. Besonders sollen die Daten aber ins Internet gehen und allen zur Verfügung stehen. (Die GPS Daten natürlich Zeitversetzt ;) ). Aber das ist noch Zukunftsmusik. Im Moment experimentiere ich mit beiden System rum und werde versuche jetzt ein paar Stabile System aufzubauen. Zum Testen und Erfahrungen sammeln.

Also wenn ihr mal in die Welt der Mikrokontroller und Einplatinen-Computer reinschnuppern wollt… Arduino bzw. Raspberry Pi kann ich nur empfehlen. Macht total Spaß und ist gar nicht soo schwer. ;)

Liebe Grüße
Gordon

2 Antworten
  1. Robert
    Robert says:

    Hallo Gordon,

    cooles Projekt. Wenn Du magst können wir das Ergebnis gerne auf der deskfactory.de veröffentlichen. Folge uns auch gerne für Arduino Tutorials und weitere Projekte.

    Herzliche Grüße,

    Robert

    Antworten
    • Gordon
      Gordon says:

      Hallo Robert.

      Danke für dein Angebot. Ich werde definitiv darauf zurück kommen.
      Euer Blog ist auch interessant. Ich werde mir die Tutorials mal anschauen, ausprobieren und berichten. :)

      Viele Grüße
      Gordon

      Antworten

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