Projekt Garagensteuerung

International Deutsch
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Hallo zusammen,

wir (4 angehende Elektrotechniker) planen gerade die Umsetzung unserer Projektarbeit.
Unsere Idee ist eine MC-Steuerung für die Garage, in der nützliche Funktionen vereint werden.

Wir beschäftigen uns zwar auch in der Technikerschule mit Compilern und MC, allerdings bisher nicht mit dem Arduino.
Diesen halten wir für unser Projekt für die sinnvollste Lösung (viele Module, starke Community etc.).

Prinzipiell sind wir zum Einstieg für alle Tipps dankbar, angefangen beim Board, bis hin zu Sensoren und essentiellem Programmcode.

Angedachte Funktionen:

  1. Tor öffnen via Bluetooth (Android App)
  2. Tor öffnen via NFC/RFID (Handy und ggf. Chips am Kfz)
  3. Einparkhilfe mit Feedback via LED-Panel und ggf. Bluetooth (Android App)
  4. Zusatzsteuerungen für Licht, Entraucher und Heizung (Pillepalle)

Speziell in Sachen Sensoren (Ultraschall) und Kommunikation (Bluetooth, Android, NFC) können wir gute Tipps gebrauchen,hier werden wir ziemliches Neuland betreten.

Außerdem, welches Arduino Board (und Steckboard?) würdet ihr für unser Vorhaben empfehlen?

Vorab vielen Dank und Grüße

Manuel

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Antwort auf die letzte Frage:
http://forum.arduino.cc/index.php?topic=132085.0
Ansonsten wenns immer noch nicht klar ist, nimmste ein UNO oder MEGA oder Pro Mini oder Micro, den Leonardo mag ich nicht :smiley:

Einparkhilfe:

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Hallo Manuel,

das klingt nach einem schönen Projekt. Bevor ihr euch über die Wahl des Arduinos gedanken macht, solltet ihr erst einmal GENAU festlegen, was eure Garage können soll. Welche Sensoren sind dazu nötig und wie werden diese angesteuert. Das geht nämlich manchmal schneller als man denkt und während das Projekt so dahin wuchert hat man plötzlich hier noch einen Sensor und da noch einen Motor und plötzlich ist alles vorbei :slight_smile:

Mein Eindruck ist, dass ihr eher viele Schnittstellen zur Außenwelt wollt anstatt derber Rechenleistung, da die meisten eurer Sensorikaufgaben sehr einfach scheinen und wenig mathematisch oder zeitlich kritisch sind. Ich halte daher einen Arduino mit einer großen Menge digitaler Interfaces und viel Speicher für sinnvoll (z.B. der DUE) oder auch der Mega (wenns etwas günstiger sein soll).

Je nach Menge eurer Sensoren, Hardware, Empfänger, was auch immer, wäre es vielleicht auch sinnvoll, über einen I2C-Bus nachzudenken oder sogar einzelne Gruppen mit einem eigenen kleineren Arduino zusammen zu fassen. Damit könnt ihr eine große Anzahl von Sensoren/Motorsteuerungen/etc. mit einer recht robusten Leitung (effektiv an einem Anschluss) am Arduino in Reihe schalten (in wenigen Worten zusammengefasst). I2C schafft schon der kleine und recht preiswerte UNO.

Da eure Fragen ansonsten ziemlich offen sind, wäre es vermutlich am sinnvollsten, euch wirklich erst einmal die Sensor/Motor/Sonstwas-Gestalt eurer Gerage genau zu überlegen und Anforderungen zu definieren und dann einen Controller zu wählen.

Viele Grüße

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Hallo und zunächst mal vielen Dank für die Antworten und Anregungen :slight_smile:

So langsam kommen wir der Projektphase näher und wollen demnächst die ersten Einkäufe tätigen.
In der Schule arbeiten wir leider nur mit Entwicklerboards für und mit dem ATMega8, der kann zwar auch was, ist allerdings in Sachen Schnittstellen und Kommunikation für unser Vorhaben relativ ungeeignet.

Was die Sensoren/Kommunikation betrifft, wird es etwa so aussehen:

  • 6x Ultraschall für die Einparkhilfe (Beeinflussen sich gegenüberliegende Sensoren an den Seitenwänden)
  • Je nach Reichweite der Ultraschallsensoren ggf. zusätzlich 3x Infrarot (eher unwahrscheinlich)
  • 1x Bluetooth Modul (Empfangen/Senden)
  • 2x NFC Empfänger/Antenne
  • ggf. 1x Abgassensor, hier sind uns Möglichkeiten und Kosten noch nicht bekannt (CO2 Sensor?)

Dazu kommen dann halt einige Digitale Ein-/Ausgänge, die hat sowieso jede MCU.
Der Motor für den Torantrieb wird nur über einen Schaltkontakt angesteuert (Relais).

Für die Präsentation nutzen wir natürlich ein Modell, das Tor simulieren wir wahrscheinlich nur über Leuchten, maximal wäre hier eine Servoansteuerung (Modellbau) interessant.

Ist für dieses Vorhaben der Arduino UNO eine gute Wahl?

Was wäre an Steckboards o.Ä. zu empfehlen?

Näherungssensor:
http://www.watterott.com/de/Ultraschall-Entfernungsmesser-HC-SR04
Hat sehr gut passende Daten und ist verdammt günstig.

In Sachen NFC ist die Auswahl sehr ordentlich:

Noch keine Ahnung welche hier die beste Wahl sind...

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Ob der UNO eine gute Wahl ist, kannst du dir selbst beantworten.

Was die Sensoren/Kommunikation betrifft, wird es etwa so aussehen:

  • 6x Ultraschall für die Einparkhilfe (Beeinflussen sich gegenüberliegende Sensoren an den Seitenwänden)
  • Je nach Reichweite der Ultraschallsensoren ggf. zusätzlich 3x Infrarot (eher unwahrscheinlich)
  • 1x Bluetooth Modul (Empfangen/Senden)
  • 2x NFC Empfänger/Antenne
  • ggf. 1x Abgassensor, hier sind uns Möglichkeiten und Kosten noch nicht bekannt (CO2 Sensor?)

Dazu kommen dann halt einige Digitale Ein-/Ausgänge, die hat sowieso jede MCU.
Der Motor für den Torantrieb wird nur über einen Schaltkontakt angesteuert (Relais).

Macht wieviel Pins?
Wieviel hat der UNO?

Ich würd zum Mega greifen, den UNO aber auch bestellen.

Atmega8 ist dasselbe wie ein UNO, nur halt mit 8kB Flash anstatt 32kB.

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ACE_79:

  • 6x Ultraschall für die Einparkhilfe (Beeinflussen sich gegenüberliegende Sensoren an den Seitenwänden)
    12 Pins
  • Je nach Reichweite der Ultraschallsensoren ggf. zusätzlich 3x Infrarot (eher unwahrscheinlich)
    3 Pins
  • 1x Bluetooth Modul (Empfangen/Senden)
    3 Pins
  • 2x NFC Empfänger/Antenne
    3-4 Pins
  • ggf. 1x Abgassensor, hier sind uns Möglichkeiten und Kosten noch nicht bekannt (CO2 Sensor?)
    ?? Pins

Dazu kommen dann halt einige Digitale Ein-/Ausgänge, die hat sowieso jede MCU.
einige Pins
Der Motor für den Torantrieb wird nur über einen Schaltkontakt angesteuert (Relais).
2 Pin (auf/zu)

Für die Präsentation nutzen wir natürlich ein Modell, das Tor simulieren wir wahrscheinlich nur über Leuchten, maximal wäre hier eine Servoansteuerung (Modellbau) interessant.
3? Pins

Summe: >30 Pins

Ist für dieses Vorhaben der Arduino UNO eine gute Wahl?

Nein. Der Uno ist damit eindeutig überfordert!

ACE_79:
Was wäre an Steckboards o.Ä. zu empfehlen?

Ich würde mehrere nehmen, damit ihr die verschiedenen Schaltungsteile getrennt aufbauen könnt.

ACE_79:
Näherungssensor:
http://www.watterott.com/de/Ultraschall-Entfernungsmesser-HC-SR04
Hat sehr gut passende Daten und ist verdammt günstig.

Die sind gut und einfach zu handhaben.

Was noch fehlt in der Liste: das LED-Panel.
je nach Anzahl der LEDs würde ich hier vielleicht einen eigenen Arduino verwenden. Wenns nur 4 LEDs sind (links, rechts, vorwärts, Stopp), dann kann das der Mega mitmachen.

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Hm, die Anzahl der Pins ist natürlich ein gewichtiges Argument.

Wir haben gezwungenermaßen alle dieses Board:
http://lmt-verlag.de/shop/Bestueckte-Boards/myAVR-Board-MK2-USB-bestueckt.html

und zusätzlich diesen Bausatz:
http://lmt-verlag.de/shop/Bausaetze/AVR-Multi-IO-Bausatz.html

Diese stünden in unserer Gruppe je 4x zur Verfügung.
Sollten wir lieber versuchen diese sinnvoll zu vernetzen?

Könnte ein Arduino via UART mit 3-4 anderen Boards kommunizieren?

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Man kann dies schön auf die Boards verteielen. Mit einem Zusätlichen kleinen MAX485 kann man einen schönen Busaufbau machen. Da gibt es einen Master der sich die Daten von den Slaves holt und dann alles verabreitet und die Slaves können dann auch etwas vom Master erhalten und Aktoren schalten etc.

Da hier nicht viele Daten sind kann man auch das "Bus-Protkoll" einfach halten. Schöne Lib dafür gibt es hier KLICK

Den Salves Adressen geben mit denen der Master dann Kommuniziert.
Schaut mal hier aus der vergangenheit.
http://forum.arduino.cc/index.php?topic=109050.0

Gruß
DerDani

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Die verlinkten Boards sind keine Arduinos!

Ich denke nicht, dass diese Boards mit den Arduino Shields und der Arduino IDE funktioniert (bin mir aber nicht sicher!).

Müsst Ihre diese Boards verwenden?

Falls nein, gibt es auch günstige Arduino-Klone zu kaufen, die, bis auf Unterschiede beim Treiber, kompatibel sind, z.B. den "Funduino" oder die Klone von Sainsmart.

Aber ich könnte mir vorstellen, dass es auch Sinn dieser Projektarbeit ist, ohne die vereinfachte Sprache der Arduinos auszukommen. Das solltet Ihr vorher klären.

ACE_79:
Könnte ein Arduino via UART mit 3-4 anderen Boards kommunizieren?

Klar können Arduinos miteinander kommunizieren. Aber ein netzwerk mit 4 µCs aufzubauen ist schon wieder eine eigene Projektarbeit....

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Stolze Preise, aber wenn man die schon hat, kann man die auch nutzen. Da lernt ihr sicher auch mehr, als zu versuchen alles auf einen dicken Atmega zu verbauen.

Wenn man es noch ein bisschen weiter ausreizen möchte, verbaut man nur einen Master von diesen Platinen und die anderen Baugruppen werden von kleinen Attinys angesteuert. Das ganze kann über den RS485 erfolgen, denn zB der Attiny841 hat 2 vollwertige USART Schnittstellen. Dann kommt man aber mit dem Arduino nicht mehr weiter, da sich hier die Datenblätter deutlicher vom Atmega328P unterscheiden,

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Stefan,

das sind "4 angehende Elektrotechniker", die eine Projektarbeit machen.
Das bedeutet, Zeit, Geld und Erfahrung sind nur begrenzt vorhanden.

@Manuel: Vielleicht könnt Ihr das Projekt ja aufteilen:
a) Tor öffnen über Funk
b) Einparkhilfe

Das könnte in 2 komplett unabhängigen Modulen umgesetzt werden.

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Hallo Gunther,

das habe ich nicht überlesen :wink:

Die Hardware ist doch vorhanden und muss nicht erneut gekauft werden. Erfahrungen in der µC Programmierung wird doch spätestens im 2. Technikerjahr angeschnitten mit unterrichtsbegleitenden Aufgaben. Somit sollte Avr-Gcc nicht zwingend das Problem sein für die kleinen Slaves.

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hi,

ich verstehe nicht ganz die widersprüchliche aussage, daß Ihr einerseits "gezwungenermaßen alle dieses Board" habt, aber andererseits fragt, welchen arduino Ihr nehmen sollt. aber ich nehme mal an, daß Ihr da frei von vorgaben seid.

mein tip, ist allerdings schon eine größere sache, weil mit kommunikation:

kauft euch ein paar breadboards:

oder etwas größer:

kauft Euch zwei UNOs, aber solche mit DIP-MCs, nicht die SMD-variante.
kauft eine handvoll ATMega328 mit bootloader, quarz und den beiden kondensatoren für die quarze (pro stück etwa 3,50).

und nu geht's los: Ihr baut auf einem breadboard eine LED-kette auf, die die entfernung von der garagenwand anzeigen soll. die schaltet Ihr mit einem UNO, bis Ihr habt, was Ihr wollt. dann könnt Ihr den ATMega aus dem UNO ziehen und mit quarz direkt auf das steckbrett setzen. in den UNO kommt ein neuer atmega.

nächste schaltung, zb. entfernungsmesser, vorgehen genauso.

irgendwann habt Ihr lauter breadboards mit funktionierenden einzelkomponenten Eures projektes.

jetzt geht Ihr die kommunikatoion an. laßt die zwei UNOs über seriell miteinander reden. zb.: ein UNO hat ein paar LEDs dran hängen, der andere sagt ihm, welche er auf- oder abschalten soll. dazu müßt Ihr Euch einfach steuerbefehle überlegen. Ihr schick zb. immer drei bytes, das erste sagt, welcher UNO zuhören soll (am anfang habt Ihr nur einen zuhörer), das zweite byte sagt, welche LED, das dritte, ob an oder aus.

nächster schritt: Ihr baut MAX485er-chips in die serielle leitung ein (sind im cent-bereich), um über größere entfernungen reden zu können.

und am ende müßt Ihr dann die programmierung der einzelnen atmegas mit der kommunikation verknüpfen.

falls Ihr das ganze nur auf kleinem raum "zum zeigen" aufbauen müßt, geht natürlich alles mit einem arduino MEGA und ich hab' mir die finger umsonst wundgeschrieben, ist mir erst jetzt eingefallen.
dann könnt Ihr Euch die kommunikation sparen, das würde alles SEHR vereinfachen.

gruß stefan

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Was noch SEHR einfacher wäre, ihr bestell gleich Abblockkondensatoren mit :smiley:
Stefan, wie konntest du das wichtigste vergessen?

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Hallo und Guten Morgen zusammen,

vielen Dank für die rege Beteiligung hier! Da kommen schon ne Menge gute Vorschläge zusammen :slight_smile:

Am kommenden Samstag haben wir eine Besprechung in unserer Projektgruppe, da werden wir viel zu diskutieren/beschließen haben, was die verwendeten Komponenten betrifft.

Die Projektarbeit wird etwa 6 Wochen dauern (Teilzeitform) und schränkt daher den Umfang zeitlich ein.
Für die Garagensteuerung haben wir uns entschieden, da man hierfür gut modular arbeiten kann, in welcher Form auch immer. Ob wir quasi Funktionen aufteilen oder eher Doku, Modellbau, Löten und Programmierung wird noch entschieden.

Die verlinkten Boards dienen nur dem Unterricht, Grundlagen in Assembler und C.
An diese Boards sind wir nicht gebunden, die werden nur gerne genutzt weil eben schon angeschafft.

Da bei so einer PA eigentlich "immer" die Zeit zu knapp wird, streben wir natürlich eine möglichst einfache Lösung an.
Nach den verschiedenen Meinungen hier, denke ich dass diese ein Arduino MEGA wäre, da würde man mit den Pins auskommen und könnte sich die Kommunikation sparen.

Bei unseren Boards haben wir uns bisher nur mit der UART in Verbindung mit einem Terminal beschäftigt, das hat leider nichts mit Adressierung zu tun. Wenn man natürlich relativ einfach unsere Boards miteinander kommunizieren lassen könnte, wäre auch das eine gute Lösung, da modular.
Evtl. können wir hierzu den I²C-Bus nutzen, davon sind wir Unterrichtstechnich aber noch ziemlich weit weg :smiley:

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I2C ist keine gut Lösung für Kommunikationen "ausserhalb" der Leitplatten (Busaufbau mit Längen dazwischen). Er ist im Grunde nur für Kommunikation zwischen mehereren ICs auf einer Leiterplatte. Es gibt auch erfolgreiche Versuche mit längeren Leitungen dazwischen. Aber hierfür gibt es einfachere Lösungen.
Wenn alles Räumlich in der nähe ist wie bei eurem Versuchsaufbau kann man sehr gut einen MEGA nehmen.
Man kann ja nacherher in der Projekt Beschreibung noch die Lösung mit einem Bus theoretisch ausarbeiten.
Zur Bluetooth Anbindung schaut mal hier
Gruß
DerDani