Ingmar Stapel. Cardboard Car. Bauanleitung für ein WiFi ferngesteuertes Modellauto mit dem Raspberry Pi.

Transkript

1 Ingmar Stapel Cardboard Car Bauanleitung für ein WiFi ferngesteuertes Modellauto mit dem Raspberry Pi. I

2 Ingmar Stapel studierte technische Informatik und ist aktuell im internationalen Bankenumfeld als Projektleiter tätig. Seit einigen Jahren schreibt er auf seinen privaten Blogs viel über Technik und Reisen. Seit 2013 hat er sich Know How im Umfeld der Single Board Computer und der Robotik erarbeitet. Dieses Wissen teilt er gerne auf Vorträgen zum Thema Robotik mit Interessierten aus der Do-it-Yourself Szene. So ist aus seinem neuesten Projekt, ein ferngesteuertes Modellauto auf Basis des Raspberry Pi, das Buch mit dem Titel Cardboard Car entstanden. II

3 Ingmar Stapel Cardboard Car Bauanleitung für ein Wi-Fi ferngesteuertes Roboter Auto inkl. einer Einführung in die Single-Board Computer Welt des Raspberry Pi. Bau eines Chassis aus Pappe Einführung in den Raspberry Pi Zusammenbau der notwendigen Hardware Entwicklung der notwendigen Software 1. Auflage 2015 III

4 Autor: Ingmar Stapel Website: YouTube: G-Plus: Alter: ab 14 Jahren Umschlaggestaltung, Illustration: Kathrin Stapel, Ingmar Stapel Lektorat, Korrektorat: Kathrin Stapel, Joachim Stapel Übersetzung: - weitere Mitwirkende: - Das Werk, einschließlich seiner Teile, ist urheberrechtlich geschützt. Alle Rechte vorbehalten. Die Verwendung der Texte und Abbildungen, auch auszugsweise, ist ohne die direkte schriftliche Zustimmung von Ingmar Stapel urheberrechtswidrig und daher strafbar. Dies gilt insbesondere für die Vervielfältigung, Übersetzung oder die Verwendung in elektronischen Systemen. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die im Buch verwendete Software- und Hardware- Bezeichnungen sowie Markennamen und Produktbezeichnungen der jeweiligen im Allgemeinen warenzeichen-, marken- oder patentrechtlichen Schutz unterliegen. Die in diesem Buch verwendete Software, Hardware und Angaben wurden mit größter Sorgfalt getestet und auf Kompatibilität kontrolliert. Der Autor kann nicht für Schäden haftbar gemacht werden, die im Zusammenhang mit der Verwendung dieses Buches entstehen. IV

5 Danksagung Bedanken möchte ich mich bei meiner Frau, die mich unterstützt und immer wieder die Verwandlung des Wohnzimmers in eine kleine Werkstatt erträgt. V

6 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung Einführung elektronische Komponenten Cardboard Car Komponentenübersicht Cardboard Car Toolkit Übersicht Werkzeuge Single Board Computer Raspberry Pi Kamera Modul W-LAN Modul Getriebemotoren Motorsteuerung Stromversorgung Sonstige Komponenten Bau des Chassis Modellzeichnung Zusammenfassung - Chassis Einbau der Getriebemotoren Vorbereitung der Motoren Einbau der Motoren Zusammenfassung - Getriebemotoren Elektronik einbauen Aufbau - Grundträger Zusammenfassung Elektronikträger Grundlage der Elektrizitätslehre Beispielrechnung Zusammenfassung Elektrizitätslehre VI

7 7 Verkabelung Raspberry Pi 2 GPIO Anschlüsse Kabelbaum installieren Zusammenfassung Verkabelung Software Installation Raspbian Debian Wheezy installieren Software Auswahl Raspberry Pi aktualisieren Midnight Commander installieren TightVNC Server installieren (optional) WinSCP installieren (optional) Samba Server installieren Putty installieren Python installieren W-LAN einrichten Notepad++ - installieren Subversion installieren Video Streaming Server installieren Zusammenfassung Software Installation Programmieren des Cardboard Car Python Script Fahrzeugsteuerung: Steuerung Starten Zusammenfassung Programmierung Raspberry Pi Kamera installieren Zusammenfassung Raspberry Pi Kameramodul Live Video Stream Mjpg-streamer testen VII

8 11.2 Zusammenfassung live Video Stream Web-Interface Steuerung über W-LAN WebIOPi Framework - installieren Web Interface Steuerung - programmieren Web-Interface - starten Zusammenfassung WebIOPi Dienste automatisch starten Mjpg-streamer Dienst einrichten WebIOPi Dienst einrichten Zusammenfassung Dienste automatisch Starten Kühlung mit passiven Kühlkörper Ausblick VIII

9 Abkürzungsverzeichnis ARM PowerBank DIY SBC CSI H-Brücke GPIO PWM SSH WinSCP CSI RJ45 WebIOPi IoT Advanced RISC Machines 5V Akku für z.b. Smartphones Do It Yourslef Single-Board Computer Camera Serial Interface Motortreiber für 2 Motoren General Purpose Input/Output Pulsweitenmodulation Secure Shell (Netzwerkprotokoll) Windows Secure Copy Camery Serial Interface Netzwerkschnittstelle Framework für Python mit Web-Server Internet of Things IX

10 1 Einleitung 1 Einleitung Das Buch Cardboard Car beschreibt den Bau eines ferngesteuerten Roboter Autos auf Basis eines Single-Board Computers dem Raspberry Pi 2 1. Das Buch nahm seinen Anfang mit der Suche nach wertigem und schönem Kinderspielzeug. Mir ist bei der Suche aufgefallen, dass es schwer ist ein Angebot an wertige Spielsachen zu finden, die nicht aus Plastik sind und die die Kreativität der Jugendlichen fördern. So entstand die Idee, selber ein Spielzeugauto mit Fernbedienung zu bauen und den Weg bis zum fertigen Auto in Form dieses Buches niederzuschreiben. Lasst uns selber kreativ werden und Spielsachen bauen! Das Buch erklärt Schritt für Schritt die einzelnen Bauphasen des Cardboard Cars. Das Highlight ist die Fernsteuerung des Autos über ein Smartphone oder Tablet anhand einer Weboberfläche mit live Video Übertragung aus dem Auto heraus. Es können verschiedene Single Board Computer (SBC) oder Mikrocontroller mit I/O Board für die Steuerung des Cardboard Cars verwendet werden. Diese Single Board Computer wie z.b. der Raspberry Pi 2, der in diesem Buch verwendet wird, sind mit ihrem niedrigen Einstiegspreis und vielen externen Anschlussmöglichkeiten sehr gut geeignet für einfache technische Projekte. Dieses Buch hat sich zum Ziel gesetzt Wissen an einem konkreten Projekt dem Bau des Cardboard Car zu vermitteln. Es wird auf den Raspberry Pi 2 als Single-Board Computer eingegangen und das benötigte Fachwissen vermittelt. Die für das Auto notwendige Hardware und Software wird anhand des Cardboard Cars gesamthaft erläutert. Das Buch leitet den Leser an, eigenständig ein funktionsfähiges Cardboard Car zu bauen. Die in dem Cardboard Car eingesetzte Software und Programme sind frei erhältlich. Es ist möglich das Auto mit Zusatzfunktionen wie z.b. einer schwenkbaren Kamera, LED s oder Ultraschallsensoren auszustatten. Das hierfür notwendige technische Grundlagenwissen und Verständnis über die Elektronik vermittelt dieses Buch. Um das Cardboard Car selber bauen zu können, werden keine Hightech-Werkzeuge benötigt. Die verwendeten Werkzeuge für den Bau des Cardboard Car wie eine Schere, eine Zange, einen Lötkolben oder eine Heißklebepistole besitzt schon jeder Haushalt oder kann diese für wenig Geld erwerben. 1 Raspberry Pi ist ein eingetragenes Markenzeichen der Raspberry Pi Foundation 1

11 2 Einführung elektronische Komponenten 2 Einführung elektronische Komponenten Die für den Bau des Cardboard Cars notwendigen elektronischen Komponenten werden in diesem Kapitel vorgestellt. Die wichtigen Basis- Komponenten wie den Raspberry Pi 2, die Getriebemotoren, die Kamera usw. werden ausführlich vorgestellt. Für die Wahl des Raspberry Pi 2 als Steuereinheit für das Cardboard Car, war im Wesentlichen die große und weltweit aktive Community im Internet ausschlaggebend. Diese unterstützt tatkräftig bei Fragen und ist ein Nährboden für neue Ideen. Da die Computer der Raspberry Pi Fundation an vielen Schulen und in der Forschung Verwendung finden, ist dieser ideal für Projekte wie dem hier vorgestellten Cardboard Car. Es gibt eine breite Unterstützung an Hardware, an Treibern und Programmen für die Ansteuerung von Peripheriegeräte für den Raspberry Pi. Hier ist im speziellen die Linux Gemeine weltweit sehr aktiv 2.1 Cardboard Car Komponentenübersicht Der Raspberry Pi 2 eignet sich mit seiner hohen Rechenleistung hervorragend für die Berechnung des live Video Streams des Cardboard Car im Gegensatz zu den kleinen Modellen der Raspberry Pi Familie. Daher wird empfohlen den Raspberry Pi 2 für das Cardboard Car zu verwenden. Komponente: Raspberry Pi 2 Raspberry Pi Camera SD-Karte W-LAN Adapter Motortreiber Getriebemotor 6x Mignon Akkus Step-Down-Converter Ladegerät Kabel Pappe Beschreibung: Raspberry Pi 2 als zentrale Recheneinheit. Raspberry Pi Camera für das Video streaming SD-Karte für das Betriebssystem W-LAN USB Adapter für die WIFI-Steuerung L298H-Brücke für die Geschwindigkeitsregelung Getriebemotor für den kraftvollen Antrieb mit Rädern Stromversorung für das Cardboar-Car Erzeugt eine 5V Gleichspannung Akku Ladegerät für die Mignon Zellen Diverse Female zu Female Stecker und Y-Kabel Pappe aus der das Chassis des Modells gebaut wird. Tabelle 1 Übersicht der Hardware-Komponenten Mit dem im Cardboard Car verbauten W-Lan Modul kann das Auto von überall auf der Welt aus über das Internet ferngesteuert werden. Das Cardboard Car kann somit ein Teil des Internt of Things (IoT) werden. Im Vergleich dazu haben über Funk ferngesteuerte Modellautos mit ihrer klassischen Funkfernbedienung einen sehr eingeschränkten Aktionsradius. Das Verständnis für das IoT wird so greifbar und verständlich. 2

12 2 Einführung elektronische Komponenten Dieser sehr kurz gehaltene Vergleich zwischen klassischem RC Auto und dem Cardboard Car zeigt sehr klar die Vielfalt an Möglichkeiten auf, die mit einem SBC wie dem Raspberry Pi 2 verbaut in einem ferngesteuerten Modellauto möglich werden. 2.2 Cardboard Car Toolkit Das Cardboard Car Toolkit enthält die für den Bau des Cardboard Car wichtigsten technischen Hardware Komponenten. Viele Maker besitzen schon einen Raspberry Pi und eine Pi Kamera und daher sind diese nicht in dem Toolkit enthalten. Wenn noch kein Raspberry Pi mit Pi Kamera vorhanden ist müssen diese separat zu dem Toolkit dazu erworben werden. Das Toolkit besteht aus den folgenden Komponenten: Toolkit Komponente: Beschreibung: 1 x W-LAN Adapter USB W-LAN USB Adapter für die WIFI-Steuerung 1 x Motortreiber L298H-Brücke für die Geschwindigkeitsregelung 4 x Getriebemotor und Räder Getriebemotor für den kraftvollen Antrieb mit Rädern 1 x 6fach Mignon Batteriehalter Batteriehalter für die Stromversorgung (ohne Batterien) 1 x Batterie Clip Anschlusskable für den Batteriehalter 1 x Step-Down-Converter Erzeugt eine 5V Gleichspannung 6 x Female to Female Jumper Anschlusskabel für Raspberry Pi und Motortreiber 1 x micro USB Kabel Micro USB Kabel für die Stromversrogung 1 m Y-Litze Litze mit 2 Adern Tabelle 2 Übersicht der Hardware-Komponenten Website: Abbildung 1 Cardboard Car Toolkit 3

13 2 Einführung elektronische Komponenten 2.3 Übersicht Werkzeuge Die nachfolgende Übersicht soll einen Eindruck vermitteln welche Werkzeuge notwendig sind um das Cardboard Car bauen zu können. Es wurde bei der Auswahl der Komponenten darauf geachtet, dass keine speziellen Werkzeuge oder Maschinen benötigt werden. Sehr zu empfehlen ist für die anfallenden Löttätigkeiten eine einfache Lötstation. Eine Lötstation zeichnet sich dadurch aus, dass die Temperatur des Lötkolbens geregelt werden kann. Bei den empfindlichen elektronischen Komponenten sollte die Temperatur nicht zu hoch sein. Es reicht aus, dass der Lötzinn so schmilzt, dass er flüssig ist und sich z.b. um das Ende eines Kupferkabels legt. Werkzeug: Teppichmesser Geodreieck Bleistift Lötkolben Heißklebepistole Schere Kneifzange Abisolierzange Schraubendreher Beschreibung: Das Messer wird benötigt um die Pappe zu schneiden Idealerweise ein großes 30cm Geodreieck Für die Zeichnungen auf der Pappe Für einfache Lötaktivitäten an z.b. den Motoren Für den Aufbau des Chassis notwendig Für diverse Schnitte Kabel müssen zugeschnitten werden Kabel müssen ab isoliert werden Kabelklemmen müssen zugedreht werden Tabelle 3 Übersicht der Werkzeuge Optional zu dieser Liste ist ein Multimeter zu empfehlen. Mit diesem kann die Stromstärke, die Spannung sowie der Wiederstand in Stromkreisen gemessen werden. So lässt sich der Strombedarf des Raspberry Pi 2 mit dem W-LAN Modul und der Kamera messen. Aber auch die Spannung der Batterien falls der Raspberry Pi 2 nicht richtig starten sollte. Das folgende Bild zeigt die verschiedenen Werkzeuge die für den Bau des Cardboard Car benötigt werden. 4

14 2 Einführung elektronische Komponenten Abbildung 2 Werkzeuge 2.4 Single Board Computer Ein Single-Board Computer (SBC) ist ein kleiner mit Elektronik vollgepackter Computer auf dem als Betriebssystem häufig Linux eingesetzt wird. Diese Scheckkarten große Computer verfügen in der Regel über sehr viele Ein- und Ausgänge. Diese Ein- und Ausgänge können über ein entsprechendes Programm geschaltet werden. Ein großer Vorteil dieser kleinen Computer ist, dass sie aus energiesparenden Komponenten aufgebaut sind und mit einer kleinen Batterie oder Akku betrieben werden können. Der Raspberry Pi z.b. wurde von der britischen Raspberry Pi Fundation entwickelt. Die Idee, die ihm zugrunde liegt ist, einen kostengünstigen Rechner für z.b. Schulen und Jugendlichen anzubieten. Er kann als modernes Lehrmittel den Unterrichtsstoff ergänzen und wird auf der ganzen Welt eingesetzt und erfreut sich einer sehr großen Beliebtheit in der DIY Szene. Für den Bau des Cardboard Car sind alle aktuell erhältlichen Modelle des Raspberry Pi geeignet. Auch Modelle von anderen Herstellern wie der Odroid C1 von Hardkernel oder ein Modell aus der Arduino Familie eigenen sich generell für das Cardboard Car. Im weiteren Verlauf des Buches wird der Raspberry Pi 2 für das Cardboard Car verwendet. Jedes Raspberry Pi Modell eignet sich als Steuereinheit. Auf der Website der Raspberry Pi Foundation stehen weitere Informationen über den Raspberry Pi 2 zur Verfügung: Website: Auf dem nachfolgenden Bild sind zwei Raspberry Pi Modelle zu sehen. Das etwas größere Modell ist ein Raspberry Pi 2 und das kleinere Modell ist ein Raspberry Pi A+. Beide Modelle eigenen sich für den Bau des Cardboard Cars. Aus der persönlicher Erfahrung des Autors heraus wird das Raspberry Pi 2 Modell empfohlen. Der Raspberry Pi 2 bietet eine wesentlich größere Rechenleistung bei geringen 5

15 2 Einführung elektronische Komponenten Mehrpreis. Dieses Plus an Rechenleitung wird benötigt für das live Videostreaming aus dem Cardboard Car heraus. Auf der linken Seite ist das Raspberry Pi A+ Modell zu sehen und auf der rechten Seite ist der Raspberry Pi 2 zu sehen. Abbildung 3 Raspberry Pi A+ und Raspberry Pi Raspberry Pi Kamera Modul Für den Raspberry Pi gibt es eine extra Kamera, die Raspberry Pi Kamera. Diese Kamera wird über die CSI (Camera Serial Interface)-Schnittstelle angebunden. Entsprechend hat der Raspberry Pi eine CSISchnittstelle auf der Platine verbaut. Die Kamera hat eine Auflösung von 5 MP und wird über ein spezielles Flachbandkabel angeschlossen. Es gibt zwei Versionen der Raspberry Pi Kamera. Die normale Version und die NoIR Version. Bei der NoIR Version wurde der Infrarotfilter in der Optik weggelassen, um besser in der Dämmerung oder bei Nacht Bilder aufzeichnen zu können. Allerdings stellt die NoIR Kameraversion die Farben nicht mehr schön da. Auf dem nachfolgenden Bild ist die Raspberry Pi Kamera zu sehen. Das flache Kabel unter der Kamera ist das CSI Kabel über welches die Kamera an den Raspberry Pi angeschlossen wird. Abbildung 4 Raspberry Pi Kamera Modul 6

16 2 Einführung elektronische Komponenten 2.6 W-LAN Modul Damit das Cardboard Car über ein Smartphone oder Computer ferngesteuert werden kann, ist ein USB W-LAN Modul notwendig. Viele der aktuell erhältlichen W-LAN Module werden direkt von dem Betriebssystem des Raspberry Pi 2 unterstützt. Viele Händler geben in ihrer Produktbeschreibung mit an, ob das angebotene W-LAN Modul von Linux bzw. dem Raspberry Pi 2 Betriebssystem unterstützt wird oder nicht. Hierauf bitte bei der Auswahl des W-LAN Moduls achten denn so spart man sich viel Ärger falls das Modul doch nicht unterstützt werden sollte. Hinweis Bitte darauf achten, dass das W-LAN Modul einen externen Antennenanschluss hat. Mit einer externen Antenne kann die Reichweite der W-LAN Verbindung deutlich erweitert werden. Auf dem nachfolgenden Bild ist ein entsprechendes W-LAN Modul mit externer Antenne zu sehen. Abbildung 5 W-LAN Modul mit externe Antenne 2.7 Getriebemotoren Für das in diesem Buch vorgestellte Cardboard Car werden Getriebemotoren mit kleinen Kunststoffrädern verwendet. Von diesen Getriebemotoren werden vier Motoren benötigt. Sie haben ein sehr gutes Übersetzungsverhältnis und drehen mit einer Geschwindigkeit von ca. 90 Umdrehungen in der Minute. Die Geräuschentwicklung ist bei voller Leistung gering. Von Vorteil ist, dass die Motoren nicht zusammen gebaut werden müssen und die Räder durch einfaches aufstecken auf der Motorachse befestigt werden. Bei dem späteren Aufbau des Autos und der Programmierung der Steuerung ist man sehr flexibel mit diesen Getriebemotor. Der 4x4 Antrieb des Autos ermöglicht ein sicheres Vorwärtskommen über z.b. Teppichkanten und kleine Stufen sowie ein Drehen auf der Stelle. Die Motoren sind sehr kompakt und können ohne weiteres im Cardboard Car befestigt werden. Sie haben auf beiden Seiten eine kleine Achse auf die jeweils ein Rad aufgesteckt werden kann. Das Motorengehäuse ist mit kleinen Löchern für z.b. eine Befestigung mit 2mm Schrauben vorbereitet. 7

17 2 Einführung elektronische Komponenten Abbildung 6 Getriebemotor 2.8 Motorsteuerung Damit das Cardboard Car fahren kann ist eine Motorsteuerung erforderlich. Mit den typischen Single- Board Computer ist es nicht möglich direkt einen Elektromotor anzusteuern. Aus diesem Grund wird für das Cardboard Car eine kostengünstige und zugleich flexible Lösung als Motortreiber gewählt. Als idealer Motortreiber hat sich die L298 Dual H-Bridge erwiesen. Mit ihr können zwei Motoren getrennt voneinander angesteuert werden. Der Motortreiber gibt pro Kanal einen Strom von einer Stärke von bis zu 2A ab. Diese Leistungsabgabe ist mehr als genug für die eingesetzten Getriebemotoren. Da pro Seite jeweils zwei Motoren im Modell verbaut werden, sind pro Kanal der L298 H-Bridge zwei Motoren parallel anzuschließen. Der L298 H-Motortreiber ermöglicht es, die Drehzahl der Motoren beliebig über ein PWM Signal zu steuern. Diese Geschwindigkeitsansteuerung ist für die Kurvenfahrt, dem Drehen auf der Stelle und dem gleichmäßige Beschleunigung des Cardboard Cars sehr wichtig. Die Motortreiber vom Typ L298 H-Brücke erwarten je nach Modell an den Steuereingängen ein Signal mit einer Spannung von 5V. Die meisten Single-Board Computer sind 3,3V Module. Somit ist bei der Verwendung des Motortreibers darauf zu achten, dass ein Motortreiber verwendet wird welcher mit dem 3,3V Signal des Raspberry Pi 2 zusammen arbeitet. Mit dem in diesem Buch vorgestellten Motortreiber gibt es keine Probleme im Zusammenspiel mit dem Raspberry Pi 2 und den 3,3V GPIO Ausgängen. Auf dem nachfolgenden Bild ist ein Motortreiber mit einer L298 H-Bridge zu sehen: 8

18 2 Einführung elektronische Komponenten Abbildung 7 Motorsteuerung L298H-Brücke 2.9 Stromversorgung Als Robotic Enthusiast steht man natürlich vor der Herausforderung in seinem Roboterauto verschiedene Spannungen bedienen zu müssen. Die verbauten Komponenten wie der Raspberry Pi und die Motoren benötigen unterschiedlich große Spannungen. Die Mikrocomputer und SBC s benötigen häufig eine Versorgungsspannung von 5V bei ca. 1,2A. Die Getriebemotoren benötigen wiederum eine etwas höhere Spannung von 3V bis 6V aber wesentlich weniger Amper. Möchte man dann noch sein Auto mit LED s ausstatten werden häufig Spannungen von unter 3V benötigt. Die beste Lösung für ein kleines Roboterauto ist die Spannungsversorgung über eine einzige Stromquelle. Ein Batteriehalter mit 6 bis 8 AA / Mignon Akkus hat sich in verschiedenen Cardboard Car Modellen des Autors bewährt. Typischer weise hat eine Mignonzelle als Akku eine Spannung von 1,2V bei ca ma. Bei der Verwendung von 6 Mignon Zellen ist so eine Versorgungsspannung für das Cardboard Car von 7,2 V möglich bei 1,8 A. Im nachfolgenden Bild ist der Batteriehalter mit beispielweise 6xAA Batterien zu sehen. 9

19 2 Einführung elektronische Komponenten Abbildung 8 Stromquelle 6 x Mignon Der Step-Down-Converter erzeugt aus der 7,2 V Versorgungsspannung der Batterie eine Spannung von 5V für den Raspberry Pi 2. Das nachfolgende Bild zeigt einen typischen Step-Down-Converter der aus einer Eingangsspannung von 7 bis 12 V an seinem USB Ausgang eine Spannung von 5V erzeugt. Dieses Modell verfügt über eine USB Buchse an die der Raspberry Pi 2 mit einem micro-usb Kabel angeschlossen wird. Im folgenden Bild ist der Step-Down-Converter dargestellt. Abbildung 9 Step-Down-Converter Der hier verwendete Step-Down-Converter reicht völlig aus den Single-Board Computer zuverlässig mit Energie zu versorgen. 10

20 2 Einführung elektronische Komponenten 2.10 Sonstige Komponenten Notwendig für den Bau des Cardboard-Cars sind weitere Komponenten wie spezielle Kabel die sogenannten Female to Female Jumper. Diese vereinfachen den sicheren Anschluss des Motortreibers an den Raspberry Pi sehr. Ein kurzes micro-usb Kabel ist notwendig um den Raspberry Pi an dem Step-Down-Converter anschließen zu können. Für den Anschluss der Motoren an den Motortreiber wird 2 adrige Y-Litze benötigt. An diese werden keine besonderen Anforderungen gestellt, da über diese Kabel sehr kleinen Spannungen und Ströme zu den Motoren fließen. 11

21 7 Verkabelung 7 Verkabelung In diesem Kapitel geht es darum, alle Komponenten des Cardboard Cars miteinander zu verkabeln. Für die Kommunikation zwischen Raspberry Pi 2 und dem Motortreiber L298-H werden 6 von den 40 Anschlüsse des Raspberry Pi 2 benötigt. Diese Anschlüsse werden als GPIO bezeichnet. Übersetzt heißt das Allzweckeingabe/-Ausgabe auf Englisch GPIO - General Purpose Input/Output. Die Stiftleiste mit den 40 goldenen Kontaktstiften auf dem Raspberry Pi 2 sind die GPIO s. Das nachfolgende Bild zeigt die Stiftleiste auf dem Raspberry Pi B+: Abbildung 24 Raspberry Pi GPIO Anschlüsse Das Ziel in diesem Kapitel ist es, die Verkabelung soweit abzuschließen, dass die vier Motoren des Autos über den Motortreiber, die L298 H-Bridge angesteuert werden können. Es werden spezielle Kabel benötigt, um die elektronischen Bauelemente untereinander verbinden zu können. Sehr gut geeignet sind Female to Female Kabel die sich auf die GPIO Stifte des Raspberry Pi und dem Motortreiber stecken lassen. Für die ersten Tests wird das Modell am besten stationär betrieben. Um nicht den Akku anschließen zu müssen der eine begrenzte Leistung hat. Für den stationären Betrieb wären an dieser Stelle ein Netzteil mit mindestens 7V aber max. 9V Gleichstrom von Vorteil bei mindestens 1,5 A. Sollte kein Netzteil wie beschrieben verfügbar sein können die weiteren Schritte auch mit dem Akku vollzogen werden. Benötigte Komponenten 1 x Raspberry Pi 2 1 x micro-usb Kabel 1 x L298H-Bridge / Motortreiber 1 x Step-Down-Konverter Kupferkabel zweiadrig 6x Mignon-Batteriehalter / Akku 32

22 7 Verkabelung 1 x Kabel mit Druckknopfanschluss am Batteriehalter 6 x Kabel Female to Female Jumper 1 x Netzteil 7V bis 9V mit 1,5 A bis 2 A (optional) Schraubenzieher flach / klein Zange Lötkolben und Lötzinn 7.1 Raspberry Pi 2 GPIO Anschlüsse Bevor mit der Verkabelung begonnen wird, noch drei wichtige Hinweise. Bitte lest diese genau durch und beachtet die Ratschläge. Hinweis Der Raspberry Pi ist ein 3.3V Linux Computer. Man darf nicht unüberlegt höhere Spannungen als 3.3V an die GPIO Anschlüsse anlegen. Hinweis Die GPIO Anschlüsse sind ungeschützt. Bei einem Fehler in der Verkabelung kann der Raspberry Pi durchbrennen. Hinweis Es gibt zwischen den verschiedenen Raspberry Pi Versionen minimale Unterschiede in der Belegung der GPIO Anschlüssen. Als erstes wird der Raspberry Pi 2 auf dem Elektronikträger befestigt, wenn das noch nicht passiert ist. Der Elektronikträger sollte jetzt soweit angepasst sein, dass er gut in das Modell passt und auf dem Unterbau aufliegt. 33

23 7 Verkabelung Abbildung 29 Motortreiber mit Raspberry Pi verbunden 3 Wenn die Verkabelung abgeschlossen ist, werden in einem nächsten Schritt die Motoren an den Motortreiber angeschlossen. Motoren anschließen Die vier Getriebemotoren müssen jeweils für die linke und rechte Seite parallel an den Motortreiber angeschlossen werden. Dazu werden die beiden linken und die beiden Rechten Motoren über Kreuz zusammen angeschlossen. An dieser Stelle der Verkabelung kann es immer wieder vorkommen, dass ein Fehler in der Verkabelung vorliegt und die Motoren z.b. sich gegenläufig drehen oder die linke und rechte Seite der Motoren vertauscht sind. Dann muss genau an diesem Punkt der Verkabelung die Ursache behoben werden. Mit etwas ausprobieren ist der Fehler wenn er denn auftritt schnell gefunden und behoben. Das nachfolgende Bild zeigt die Motorenverkabelung. 3 Fritzing ist ein Schaltungsplaner Programm vom Interaction Design Lab in Potsdam, mit dessen Hilfe die Bestückungspläne in diesem Buch gezeichnet wurden. 38

24 7 Verkabelung Abbildung 30 Motoren anschließen 7.3 Zusammenfassung Verkabelung Mit dem erfolgreichen Abschluss der Verkabelung des Raspberry Pi 2 mit dem Motortreiber sowie dem Anschluss der Motoren ist die letzte handwerkliche Phase des Projektes abgeschlossen. Mit dem Raspberry Pi ist es ab jetzt möglich, den Motortreiber zu steuern und das Auto zu lenken. Die nachfolgenden Kapitel widmen sich der Softwareinstallation und Programmierung des Cardboard Cars. 39

25 8 Software Installation 8 Software Installation In diesem Kapitel wird erklärt welche Software auf dem Raspberry Pi und dem PC installiert werden muss. Die Programme die auf dem Raspberry Pi installiert werden dienen der besseren Administration des Cardboard Cars sowie zur Programmierung der notwendigen Steuerprogramme um das Cardboard Car steuern zu können. Auf dem PC werden ebenfalls Programme benötigt um z.b. das Cardboard Car programmieren zu können. Ein weiterer Themenblock im Kapitel Fehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden werden. wird die Konfiguration der verschiedenen Module behandeln wie z.b. die Netzwerkfreigabe auf dem Raspberry Pi. Das Buch geht bewusst nicht auf die verschiedenen Betriebssysteme des PCs wie Linux oder MAC OS ein. Das Buch beschreibt die PC-Seite immer aus der Sicht eines Windows Rechners. Wer keinen Windows Rechner besitzt kann aber generell der Anleitung aus Kapitel Fehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden werden. folgen. Die verwendeten Programme gibt es meistens für alle gängigen Betriebssysteme bzw. gute Alternativen sind vorhanden. Die größten Unterschiede würden sich hier z.b. bei dem Aufspielen des Raspberry Pi Images auf die SD Karte ergeben. Aber hier hilft das Internet mit vielen Informationen und Anleitung für so gut wie jedes Betriebssystem weiter. Das Betriebssystem des Raspberry Pi selber wird nicht weiter beschrieben. Hier gibt es viele Informationen im Internet, die sich dem Thema Raspberry Pi Betriebssystemspezifika sehr gut angenommen haben. Ein Beispiel dafür ist die nachfolgende Webseite. Webiste: Raspbian Debian Wheezy installieren Als erstes wird für den Raspberry Pi die SD-Karte soweit konfiguriert, dass der Rechner hochgefahren werden kann. Dazu wird ein sogenanntes Image benötigt. In diesem Image ist das Betriebssystem für den Raspberry Pi enthalten. Es ist wichtig zu verstehen, dass alle Software auf der SD-Karte liegt, wie das Betriebssystem und die zusätzlichen Programme, die in diesem Kapitel auf dem Raspberry Pi 2 installieren werden. Es stehen verschiedene Betriebssysteme auf der Seite von RaspberrryPi.org zum Download bereit. Für das Cardboard Car wird das gängige Betriebssystem mit dem Namen Wheezy benötigt. Der Raspberry Pi 2 im Cardboard Car sollte für die ersten Schritte an einen Monitor angeschlossen werden. Für die jetzt folgenden Schritte der Softwareinstallation bleibt der Raspberry Pi solange an dem Monitor angeschlossen, bis die Anmeldung am Raspberry Pi über PuTTY (ein SSH Client auf dem Windows PC) und dem Heimnetzwerk, also lokalen LAN / W-LAN möglich ist. Für den nächsten Schritt dem Aufspielen des Images auf die SD Karte muss jetzt das Raspbian Debian Wheezy Image heruntergeladen werden. Dazu ruft bitte die nachfolgende URL auf wählt dort das neueste Wheery Image aus: 40

26 8 Software Installation Website: Wenn das ca. 800 MB große Image als ZIP Datei heruntergeladen ist, muss man dieses auf der SD Karte installieren. Dazu gibt es wieder verschiedene Tools, die das für einen übernehmen. Eine Anleitung, wie das Image auf der SD-Karte installiert wird folgt hier: Als erstes wird die SD-Karte in den SD-Kartenleser am PC gesteckt. Wichtig ist, sich den Laufwerksbuchstaben zu merken, der der SD-Karte von Windows zugewiesen wurde. In einem nächsten Schritt wird das Programm Win32DiskImager benötigt, um das Image auf die SD-Karte zu installieren. o Donwload Link: Die heruntergeladene ZIP Datei mit dem Win32DiskImager wird auf dem PC entpackt. Die EXE Datei wird mit einem rechten Mausklick und dann über die Schaltfläche Administrator als Administrator unter Windows ausgeführt. Jetzt wird über das Menü des Win32DiskImager das zuvor herunter- geladene und entpackte Wheezy Image ausgewählt. Als nächstes wird im Win32DiskImager das Laufwerk ausgewählt, unter dem Windows die SD-Karte angezeigt hat. Wichtig ist, dass wirklich das richtige Laufwerk gewählt wird. Wenn das falsche Laufwerk ausgewählt wird, kann es zu einem Datenverlust kommen. Der letzte Schritt ist, die SD-Karte mit dem Image zu beschreiben. Dazu wird auf den Button Write geklickt. Der Schreibevorgang dauert ein paar Minuten, bis dieser abgeschlossen ist. Abbildung 31 Win32 Disk Imager Nach dem die SD-Karte erfolgreich beschrieben wurde, wird der Win32DiskImager geschlossen und die SD-Karte kann aus dem PC entfernt werden. Raspberry Pi booten Wenn das Beschreiben der SD-Karte geklappt hat und keine Fehler gemeldet wurden, kann die SD- Karte in den Raspberry PI gesteckt werden. Weiter muss der der Raspberry Pi über ein LAN-Kabel am lokalen Netzwerk angeschlossen werden. 41

27 8 Software Installation Anschließend schließt ihr den Raspberry Pi über das USB Kabel am Strom an. Er fährt jetzt hoch und lädt das Betriebssystem von der SD-Karte. Der Monitor an dem der Raspberry Pi angeschlossen ist sollte den Bootvorgang des Betriebssystems zeigen. Jetzt muss den Anweisungen der Installationsroutine des Raspberry Pi Betriebssystems am Monitor gefolgt werden. Das Menü, das jetzt am Monitor zu sehen ist, sollte wie das folgende Bild aussehen: Abbildung 32 raspi-config Menü Alle Schritte die notwendig sind um das Betriebssystem aufzuspielen und zu konfigurieren um das Cardboard Car bauen zu können werden erläutert. Detaillierter wird die Installation des Grundsystems des Rapsberry Pi nicht in diesem Buch beschrieben. Wer hier weiterführende Fragen hat, kann unter folgender URL der offiziellen RaspberryPi.org Seite auf Anleitungen und Hilfestellungen zurückgreifen, wie das Betriebssystem des Raspberry Pi konfiguriert wird. Webiste: Mit dem Befehl raspi-config kann das Konfigurationsmenü des Raspberry Pi immer wieder aufgerufen werden. Befehl: sudo raspi-config Wichtig ist bei der Konfiguration sich den Usernamen meist Pi und das zugehörige Passwort zu merken. Dieses wird während der Installationsroutine vergeben. Damit der gesamte Speicherplatz der SD-Karte verwendet werden kann muss das Filesystem nach der Installation noch expandiert werden. Dazu bitte im Menü die Erweiterung der SD Karte über den Punkt 42

28 8 Software Installation Expand Filesystem durchführen. Erst nach diesem Schritt und einem Neustart des Raspberry Pi 2 steht der gesamte Speicherplatz der SD-Karte zur Verfügung. 8.2 Software Auswahl Da das Cardboard Car mobil ist und weder Monitor noch Tastatur besitzt, wird es so konfiguriert, dass remote auf das Cardboard Car zugegriffen werden kann. Remote bedeutet, dass ihr euch über das Netzwerk am Cardboard Car anmeldet. Entsprechende Programme werden jetzt auf dem Cardboard Car und dem PC installiert und konfiguriert. In der nachfolgenden Aufstellung ist zu erkennen welche Programme auf dem Raspberry Pi installiert werden und welche Programme auf dem Windows PC installiert werden müssen. Was Raspberry Pi 2 - Upgrade Raspberry Pi 2 Firmware update Midnight Commander - installieren TightVNC Server - installieren TightVNC Viewer - installieren WinSCP - installieren Samba-Server - installieren PuTTY - installieren Python - installieren W-Lan - einrichten Notepad++ - installieren Subversion - installieren Video Streaming Server - installieren Wo: Cardboard Car Cardboard Car Cardboard Car Cardboard Car (optional) Windows Rechner (optional) Windows Rechner Cardboard Car Windows Rechner Cardboard Car Cardboard Car Windows Rechner Cardboard Car Cardboard Car Tabelle 5 Software Auswahl Es werden die beiden folgenden Annahmen getroffen da diese für die nächsten Schritte wichtig sind. Das Cardboard Car ist an einen Monitor angeschlossen. Die Tastatur und Maus funktionieren. Der Login als User Pi funktioniert. Wenn diese Voraussetzungen erfüllt sind, bitte den nachfolgenden 7 Schritten folgen. 8.3 Raspberry Pi aktualisieren Als erstes werden das Betriebssystem und alle installierten Softwarepakete des Cardboard Cars mit den folgenden update Befehlen aktualisiert: 43

29 8 Software Installation Befehl: sudo apt-get update sudo apt-get upgrade Dieser Prozess benötigt mehrere Minuten. Die Installationsroutine verlangt vom Anwender öfter eine Bestätigung, dass die Pakete wirklich installiert werden sollen. Die Frage sieht dann wie folgt aus: Frage: Möchten Sie fortfahren [J/n]? Hier jeweils mit YES oder Ja also einem y oder j die Installation der Pakete bestätigen. Das Upgrade dauert mehrere Minuten und es erscheint sehr viel Text auf dem Monitor. Das ist aber Normal und richtig so. Die Anzeige auf dem Monitor kann wie nachfolgend aussehen: Abbildung 33 sudo apt-get upgrade Nach Abschluss der Installationsroutine ist das Cardboard Car auf dem neuesten Softwarestand. Es schadet nicht 1x im Monat das Betriebssystem wieder zu aktualisieren. Dazu genau die gerade durchgeführten Upgrade Schritte erneut ausführen. So ist das Betriebssystem und die installierten Programme immer auf den neuesten Stand. Raspberry Pi Firmware Update Nach dem der Befehl update ausgeführt wurde sollte die Firmware auf den neuesten Stand gebracht werden. Die Aktualisierung der Firmware sollte 1-mal im Monat durchgeführt werden um z.b. immer die neuesten Treiber für den Raspberry Pi 2 installiert zu haben. Dazu den folgenden Befehl ausführen. Die Firmware des Raspberry Pi 2 wird mit dem folgenden Befehl aktualisiert. 44

30 8 Software Installation 8.10 W-LAN einrichten In diesem Kapitel wird erläutert, wie ein USB W-LAN Stick eingerichtet werden kann. Wichtig ist, dass ein USB W-LAN Stick Verwendung findet, der vom Debian Whezzy Betriebssystem unterstützt wird. Hier bei dem Kauf unbedingt auf die Herstellerangaben achten. So vermeidet man im Vorfeld viel Ärger. W-Lan Stick suchen Der W-Lan Stick ist eingesteckt und der Raspberry Pi 2 wurde neu gestartet bzw. eingeschalten. Im nächsten Schritt stellen wir fest, ob der USB W-LAN Stick am Raspberry Pi 2 erkannt wurde. Dazu bitte den nachfolgenden Befehl ausführen. Befehl: dmesg Mit diesem Befehl wird sehr viel Text auf dem Bildschirm ausgegeben. Bitte hier nach den folgenden Zeilen suchen. Sie zeigen an, ob der USB W-LAN Stick gefunden wurde. Im folgenden Konsolenauszug zeigt dies die Zeile die fett hervorgehoben ist an. [ ] usb 1-1.2: new high-speed USB device number 4 using dwc_otg [ ] usb 1-1.2: New USB device found, idvendor=148f, idproduct=5370 [ ] usb 1-1.2: New USB device strings: Mfr=1, Product=2, SerialNumber=3 [ ] usb 1-1.2: Product: n WLAN [ ] usb 1-1.2: Manufacturer: Ralink [ ] usb 1-1.2: SerialNumber: 1.0 Sind diese Zeilen in etwa so zu sehen, dann zeigen sie an, dass der USB Stick erkannt wurde. Soweit ist dann alles gut. Kommt es hier zu einem Fehler bzw. der USB W-LAN Stick wird nicht angezeigt, dann bitte über die Herstellerseite oder im Internet nach weiterführenden Informationen suchen. Wenn es zu Problemen kommt, können diese sehr vielfältig sein und würden den Rahmen des Buches sprengen. W-LAN Stick testen Als nächstes bitte den folgenden Befehl ausführen: Befehl: ifconfig Es erscheint wieder viel Text in der Konsole und es sollten innerhalb dieses Textes Zeilen enhalten sein, die ähnlich den folgenden aussehen und Informationen über das USB W-LAN Modul enthalten: wlan0 Link encap:ethernet HWaddr 9c:do:94:kc:43:f1 UP BROADCAST MULTICAST MTU:1500 Metric:1 RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 53

31 8 Software Installation collisions:0 txqueuelen:1000 RX bytes:0 (0.0 B) TX bytes:0 (0.0 B) Wichtig ist die Zeile, die mit wlan0 anfängt und die Hardwareadresse, also die MAC Adresse zeigt. Wenn die MAC Adresse zu sehen ist, dann wird der W-LAN Stick funktionieren. W-LAN Stick wpa_supplicant konfigurieren: Im nächsten Schritt muss noch die Datei /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf um ein W-LAN oder um mehrere W-LAN Einträge ergänzt werden. Diese Anpassungen können wieder mit dem Midnight Commander durchgeführt werden. Hinweis Texte können auf dem Windows PC in die Zwischenablage kopiert werden und über die Konsole via einem Klick mit der rechten Maustaten übernommen werden. Bei dem Kopieren können allerdings Fehler auftreten die ihre Ursache in dem unterschiedlichen Zeichensatz finden. Ein " unter Windows ist nicht immer gleich einem " unter Linux. In dem nachfolgenden Beispiel sind insgesamt 3 W-Lan Zugänge als Platzhalter eingefügt. Platzhalter 1: Hier bitte die SID und das Passwort des Heimnetzwerkes hinterlegen. Platzhalter 2: Das zweite Netzwerk könnte z.b. der HotSpot eines mobilen Gerätes wie ein Smartphone oder Tablet sein, über den das Cardboard Car später gesteuert werden soll. Usw. Bitte die nachfolgende Konfiguration in die Datei wpa_supplicant.conf übernehmen: ctrl_interface=dir=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev update_config=1 # Hier z.b. die Zugangsinformationen fuer das Heimnetzwerk hinterlegen network={ # Name of the netwok ssid= Die SID 1 scan_ssid=1 proto=rsn key_mgmt=wpa-psk 54

32 9 Programmieren des Cardboard Car 9 Programmieren des Cardboard Car In diesem Kapitel geht es um die Programmierung des Python Programmes für die Fahrzeugsteuerung. Das Ziel ist es, in einem ersten Schritt das Cardboard Car über die Konsole mit der Tastatur fernzusteuern. Dazu wird in diesem Kapitel auf die Ansteuerung der GPIO Ausgänge des Raspberry Pi über die Programmiersprache Python näher eingegangen. Mit diesem Verständnis können neben dem Cardboard Car noch viele weitere Projekte entstehen wie z.b. die Steuerung eines Bootes oder das einfach Blinken lassen von LED s. Das im Kapitel Fehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden werden. vorgestellte Python Programm ermöglicht die Steuerung des Cardboard Car über die Konsole durch Tastatureingabe. Es werden die ersten Erfahrungen gesammelt wie die Steuerung am besten funktioniert. In dem Kapitel 12 wird die Steuerung über ein Web-Interface vorgestellt und programmiert. Voraussetzungen prüfen: Die erste Voraussetzung, die erfüllt sein muss ist, die vollumfängliche Abarbeitung des Kapitels Fehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden werden.. Die nachfolgende Anleitung ist für alle Raspberry Pi 2 Versionen geschrieben. Benötigte Software als Voraussetzung: Raspberry Pi 2 updaten (Raspberry Pi 2) Midnight Commander (Raspberry Pi 2) WinSCP (Windows Recher) Samba installieren / einrichten Putty installieren für den Zugriff auf das RapiCar Backend (Windows Rechner) GPIO Library installieren (Raspberry Pi 2) W-Lan installieren / einrichten (Raspberry Pi 2) Notepad++ auf dem Windows Rechner installieren (Windows Rechner) Zur besseren Erinnerung das bekannte Bild der Belegung der GPIO Anschlüsse des Raspberry Pi 2 sowie deren Belegung für das Cardboard Car. Es ist wichtig, vor Augen zu haben, welcher GPIO Ausgang auf welchen Eingang des Motortreibers geht. Im Python-Programm für die Steuerung des Cardboard Cars muss dies exakt hinterlegt werden. 60

33 9 Programmieren des Cardboard Car Tabelle 7 GPIO Belegung 3.3V 1 2 5V I2C1 SDA 3 4 5V I2C1 SCL 5 6 GROUND PWM Motor (ENA1) GPIO4 7 8 UART TXD GROUND 9 10 UART RXD PWM Motor (ENB1) GEPIO GPIO 18 Motor (IN1) GEPIO GROUND Motor (IN2) GPIO GPIO 23 Motor (IN3) 3.3V GPIO 24 Motor (IN4) SP10 MSOI GROUND SP10 MISO GPIO 25 SP10 SCLK SP10 CE0 N GROUND SP10 CE N 9.1 Python Script Fahrzeugsteuerung: Bitte via Midnight Commander einen neuen Ordner im Home-Verzeichnis des Users Pi mit dem Namen rapicar anlegen. Diesen mit den entsprechenden Rechten versehen, dass dieser Ordner über die Samba Freigabe zugreifbar ist. Der entsprechende Befehl für die Anpassung der Rechte des Ordners sieht wie folgt aus. Befehl: sudo chmod a+rw rapicar Jetzt ist dieser Ordner über die Samba Freigabe für den Windows PC erreichbar und es können die beiden Python Script CardboardCarControl.py und L298NHBridge.py direkt dort abgelegt werden. Die Python Scripte werden mit dem Texteditor Notepad++ erstellt. Die Datei für die Steuerung über die Tastatur soll den Namen CardboardCarControl.py erhalten. Die zweite Datei für die Ansteuerung des Motorcontrollers erhält den Namen L298NHBridge.py. 61

34 9 Programmieren des Cardboard Car Abbildung 39 CardboardCarControl.py Python Script Hinweis Es ist wichtig, dass das Python Skript mit dem User Pi ausgeführt werden kann. Andernfalls wird die Steuerung des Autos nicht funktionieren. Python Programm CardboardCarControl.py Mit dem Programm CardboardCarControl.py wird das Cardboard Car über die Konsole ferngesteuert. Wird das Programm ausgeführt erscheint ein kleines Menü in der Konsole welches die Tastaturbelegung erläutert. Den nachfolgend grau markierten Quellcode des Programmes bitte in die Zwischenablage kopieren und im Notepad++ in die Datei CardboardCarControl.py einfügen und speichern. Der Quellcodes des Scriptes CardboardCarControl.py sieht wie folgt aus: # Autor: Ingmar Stapel 62

35 9 Programmieren des Cardboard Car # Date: # Version: 1.0 # Homepage: import sys, tty, termios, os, time import L298NHBridge as HBridge speedleft = 0 speedright = 0 # Instructions for when the user has an interface print("w/s: direction") print("a/d: steering") print("q: stops the motors") print("p: print motor speed (L/R)") print("x: exit") # The catch method can determine which key has been pressed # by the user on the keyboard. def getch(): fd = sys.stdin.fileno() old_settings = termios.tcgetattr(fd) try: tty.setraw(sys.stdin.fileno()) ch = sys.stdin.read(1) finally: termios.tcsetattr(fd, termios.tcsadrain, old_settings) 63

36 15 Ausblick 15 Ausblick Das vermittelte Wissen aus diesem Buch kann als Basis gesehen werden, weitere Projekte mit dem Raspberry Pi umzusetzen. Die Erfahrung, wie der Raspberry Pi in Interaktion mit der Außenwelt treten kann, ermöglicht die Umsetzung vieler Ideen vor allem im Bereich des Internet of Things, dem Internet der Dinge. Das Beispiel des hier in diesem Buch gebauten Cardboard Car zeigt genau diesen Trend auf. Das Cardboard Car hat eine eindeutige IP Adresse und ist aus dem Internet heraus erreichbar und steuerbar. So sind viele Anwendungsmöglichkeiten denkbar wie der Prototyp des Discoverer zeigt, ein mit GPS Empfänger und Metalldetektor ausgestatteter Schatz- bzw. Metallsuchfahrzeug. Abbildung 49 Cardboard Car - Discoverer Durch die fortschreitende Miniaturisierung und z.b. die Entwicklung von Wearables, sehr kleinen Computern eingenäht in Kleidungsstücke, ist eine Entwicklung im Gange, der man sich kaum noch verschließen kann, aber die man verstehen und beurteilen können sollte. E-Book Webseite: 101