Entwicklerboard mit Kamera auf ESP32-Basis

Das Entwicklerboard ESP-EYE des chinesischen ESP-Herstellers Espressif kombiniert den ESP32-Chip mit WLAN und Bluetooth mit einer 2-Megapixel-Kamera sowie einem Mikrofon.

Auf GitHub stellt Espressif die nötige Software ESP-WHO zur Gesichtserkennung bereit. So lässt sich relativ einfach eine intelligente IP-Kamera bauen, die Personen unterscheiden kann. Die Software läuft lokal auf den beiden Tensilica-LX6-Rechenkernen des ESP32. Das Board kann bereits bei Mouser bestellt werden, geliefert werden soll im März. —Christof Windeck/pek

Einplatinenrechner

Das jüngste Mitglied der Orange-Pi-Familie trägt den schlichten Namen Orange Pi 3. Als CPU bringt das System-on-a-Chip (SoC) – ein Allwinner H6 – vier Cortex-A53-Kerne mit. Die gleichen Prozessorkerne befinden sich auch im Raspberry Pi 3. Im direkten Vergleich hängt der H6 den Raspi jedoch ab: Das SoC wird in einem 28-Nanometer-Prozess gefertigt und die feineren Strukturen ermöglichen einen höheren Maximaltakt (bis zu 1,8GHz). Der Orange Pi 3 nutzt alle drei internen USB-Schnittstellen des H6, wobei der USB-3.0-Anschluss per Hub auf vier Buchsen verteilt wird. Die Netzwerk-Buchse sitzt zwischen den USB-Ports und unterstützt Gigabit-Ethernet. Um den Funk kümmert sich ein Modul von Ampak (AP6256), das Bluetooth 5.0 und WLAN im 2,4-GHz- und 5 GHz-Band unterstützt (802.11 a/b/g/n/ac).

Der Einplatinenrechner wird in vier Variationen angeboten: jeweils mit einem oder zwei Gigabyte RAM (LPDDR3) und mit oder ohne 8 GB Flash-Speicher (eMMC). Über die PCI-Express-Schnittstelle lässt sich per mSATA-Port eine SSD anbinden – theoretisch. Doch leider lässt sich die Schnittstelle in absehbarer Zukunft nur mit Allwinner-eigenen Linux-Kerneln nutzen – und da ist aktuell nur Linux 3.10 (Jahrgang 2013) oder ein seit einem Jahr im Beta-Stadium verharrendes Linux 4.9 im Angebot. Auch beim Hersteller Xunlong führen die Download-Links für Betriebssysteme noch größtenteils ins Leere – derzeit gibt es Server-Varianten von Ubuntu 16.04 und Debian (Jessie) sowie ein nicht ganz taufrisches Android 7.

Für Hardware-Bastler bietet der OrangePi 3 vergleichsweise wenig. Entgegen dem Trend der vergangenen Jahre ist die GPIO-Leiste auf 26 Pins zusammengeschrumpft. Neben seriellen Schnittstellen findet man dort I²C, SPI und einmal PWM. Eine ausführliche Beschreibung und Einordnung lesen Sie online (siehe Link). —Peter Eisner/hch

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CNC-Fräse aus dem Bausatz

Wer die Maschine das erste Mal sieht, mag sich wundern, denn hier kommen Riemenantriebe und Laufrollen zum Einsatz – im Gegensatz zu vielen anderen preiswerten Fräsen, besonders aus Fernost, die auf Spindelantriebe und Führungsstäbe setzen. Die Riemen sind 9mm breit (statt der sonst üblichen 6mm); gegenüber den Vorgängermodellen hat der Hersteller bei der Shapeoko 3 so ziemlich alle konstruktiven Elemente deutlich verstärkt, was in einer wesentlich steiferen und damit präziseren und leistungsfähigeren Maschine mündet.

Je nach geplantem Einsatzzweck ist die Maschine in drei verschiedenen Größen zwischen 40cm × 40cm und 83cm × 83cm verfügbar. Ein Fräsmotor wird nicht mitgeliefert. Die Halterung ist für eine DeWalt DWP-611 (117V AC) ausgelegt. Für die in Deutschland besser erhältliche Makita RT0701C liegt ein sehr genau passender Metall-Adapterring bei. Im Lieferumfang finden sich neben der Fräsen-Halterung durchaus brauchbare Werkzeuge zur Montage und ein qualitativ hochwertiger Fräser. Endschalter, die bei vielen anderen Maschinen extra erworben werden müssen, sind ebenfalls im Kit enthalten.

Dank der guten Anleitung in Text- und Videoform dauert die Montage nur wenige Stunden. Die Software besteht aus dem sehr einfach gehaltenen CAD-Programm Carbide Create und dem Steuer-Programm Carbide Motion, die für den Einstieg und erste Experimente reichen. Die Maschine arbeitet mit der beliebten GRBL-Schrittmotorsteuerung, sodass es viele kompatible CAM-Lösungen gibt.

Die Shapeoko 3 ist eine echte Bereicherung für jede Maker-Werkstatt: Dem Riemenantrieb mangelt es zu keiner Zeit an Durchzug und Frästeile aus hartem Holz sind (bei korrekten Parametern) durchweg auf wenige hundertstel Millimeter genau. Einen ausführlichen Testbericht mit mehr Bildern gibt es online (siehe Link). —Roman Radtke/cm

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Einsteigerboards aus Malaysia

Mit dem Mikrocontroller Maker Uno soll der Einstieg ins Programmieren einfacher werden. So basiert das Board auf dem Arduino Uno, bringt aber wie der Calliope mini mehr Zubehör direkt auf dem Board mit. So haben die Pins 2 bis 14 jeweils eine eigene LED, die angesteuert werden kann. Als Status-Indikatoren der Pins helfen sie außerdem bei der Fehlersuche. Ferner sind auf dem Board ein Buzzer und ein Button verbaut. Damit sind direkt erste Projekte ohne weitere Bauelemente möglich und der Unterricht wird einfacher, da Lehrkräfte nicht mehr gleichzeitig das Zusammenstecken der Elektronik und die Programmierung erklären müssen. Tatsächlich ist der Maker Uno out-of-the-box nutzbar – vorausgesetzt die automatische CH340-Treiber-Installation funktioniert.

Die erste Produktion finanzierte der malaysische Hersteller Cytron vor einem Jahr über Kickstarter. Dazugekommen ist seither eine Aufsteckplatine für den Bastelrechner Raspberry Pi, der Maker pHAT, der Status-LEDs, drei Buttons, einen Buzzer und eine beschriftete Pinleiste mitbringt. Eine Reihe an Tutorials gibt es auch – die sind allerdings auf malaysisch mit englischen Untertiteln. Einen ausführlichen Testbericht finden Sie online (siehe Link). —hch

Die Boards wurden uns vom Hersteller für den Test zur Verfügung gestellt.

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Selbstbau-Musik-Handschuh

Der Mimu-Glove der britischen Künstlerin Imogen Heap ist ein Handschuh, der es erlaubt, elektronische Musik mittels Gesten-Steuerung abzuspielen. Er wird von vielen Musikerinnen und Musikern genutzt und für ihre eigenen Zwecke umgebaut. Auf der Basis dieses Handschuhs und unter Nutzung eines BBC micro:bit hat die britische Makerin Helen Leigh im letzten Jahr ein DIY-Kit für Kinder entwickelt. Es enthält Filz für den Handschuh, optional einen micro:bit, einen Batteriehalter, einen für das Kit entwickelten Lautsprecher und die Anleitung zum Zusammenbau.

Zuerst wird der Handschuh zugeschnitten, zusammengenäht, dann bringt man die Halterungen für die Batterien und das Board an. Wir haben den Handschuh mit Klettband so abgewandelt, dass die Positionen von micro:bit und Batterien vertauscht werden können. Das ermöglicht die Nutzung desselben Handschuhs für Rechts- und Linkshänder.

Hat man den Handschuh fertiggestellt, geht es ans Programmieren. Mit dem Microbit-Web-Interface kann man für verschiedene Handbewegungen unterschiedliche Melodien hinterlegen. Für unser 7-jähriges Testkind war die Programmierumgebung, obwohl diese nur auf Englisch zur Verfügung steht, einfach zu verstehen. Neben der Nutzung der vorgefertigten Melodien ist es auch möglich, eigene Kompositionen zusammenzustellen. Einen ausführlichen Testbericht gibt es online (siehe Link). —esk

Der Bausatz wurde uns vom Hersteller für den Test zur Verfügung gestellt.

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Programmier-Lern-Umgebung

Seit dem 2. Januar dieses Jahres ist eine neue Version der am MIT entwickelten Programmierumgebung für Kinder online verfügbar. Scratch eignet sich vor allem für die Erstellung von Animationen und Spielen. Die Version 3.0 ist wieder so aufgebaut wie die erste Variante der Software: Links befinden sich die Code-Blöcke, in der Mitte schreibt man sein Programm und rechts kann man seine Programmierung mit einer Figur testen.

Scratch 3.0 verfügt über eine Vielzahl neuer Grafiken und einen komplett neu aufgebauten Sound Editor. Außerdem wurde die Oberfläche des Programms so überarbeitet, dass es jetzt auch bequem auf Touch-Screens eingesetzt werden kann. Man kann die Programme auf Tablets und Smartphones abspielen, aber nur auf Tablets programmieren. Die Software ist bereits in über 40 Sprachen übersetzt. —esk

Programmierbarer Lernroboter

Diesen Lernroboter muss man zunächst zusammenbauen. Das haben wir mit 12 Kindern im Alter von 8 bis 9 Jahren ausprobiert und es hat reibungslos geklappt. Dank der klaren Anleitung – die übrigens nur auf Englisch beschriftet ist – konnten die Kinder in Zweiergruppen innerhalb von 90 Minuten je einen Roboter korrekt zusammensetzen.

Aufgebaut bietet der mBot drei Spielmodi. Dank Abstandssensoren fährt er im ersten Modus frei herum und weicht Hürden aus. Im zweiten folgt er schwarzen Linien. Im dritten kann er mit einer Fernbedienung gesteuert werden.

Darüber hinaus kann man den mBot natürlich programmieren. Das funktioniert auf Smartphones, Tablets und am PC. Die Makeblock-App bietet neben der Programmier-Möglichkeit noch Spiele für den mBot, weitere Anleitungen zum Bauen sowie die Steuerung von Erweiterungshardware. Die Blockly-App ermöglicht Programmieren, das Übertragen von fertigen Programmen und leider auch den Kauf von Erweiterungen. Alternativ programmiert man den mBot über den Browser oder Windows- und macOS-Software.

Leider wird das Erfolgserlebnis beim Zusammenbau durch die Programmierung wieder relativiert. Die Windows- und Web-Umgebung ist schwer zu bedienen, bei den Apps funktionierte im Test die Bluetooth-Anbindung nicht gut. Einen ausführlichen Testbericht gibt es online (siehe Link). —esk

Die Roboter wurden uns vom Hersteller für den Test zur Verfügung gestellt.

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Arduino-Programmier-Lern-Konsole

Der Calliope mini hat es vorgemacht: Mit eingebauten Sensoren und einfachen Motoranschlüssen wird der Elektronik-Einstieg über Mikrocontroller noch einen Ticken einfacher. Mit dem eduArdu bringt jetzt die Open-Source-Firma Olimex ein Board in Form eines Spielecontrollers.

Wie der Name anklingen lässt, basiert das Projekt auf dem Arduino, genauer gesagt dem Leonardo. Folgerichtig kann es über die beliebte Arduino-IDE programmiert werden. Mit Snap4Arduino ist auch der Einstieg über eine grafische Benutzeroberfläche möglich. Verbaut sind eine rote LED-Matrix (8×8), eine RGB-LED und zahlreiche Sensoren und Anschlüsse. Dazu gehören ein Infrarotsensor, ein Mikrofon sowie Licht- und Temperatursensor. Bedient wird der eduArdu zum Beispiel über die sechs runden Anschlüsse im Stil des MaKey MaKey oder einen Joystick. Auch zwei Servos können angeschlossen werden.

Der eduArdu ist eine Entwicklung für die bulgarische Initiative DigitalKidz, die digitale Bildung für Kinder vorantreiben wollen. Die mitentwickelte Beispielsoftware und Hardware-Dokumentation liegen auf Github bereit. Erhältlich ist das rote Board bei Olimex wahlweise ohne Zubehör oder als Quick-Start-Kit mit Kabeln, zwei Servos und einer optionalen Lithium-Batterie. —hch

Elektronik-Bausatz-Bastelbuch

Das Bastelbuch Papier Machine verbindet Pappe mit Elektronik. Im Inneren verstecken sich sechs Projekte und einige Bauteile, um musizierende Papiermodelle zu bauen. Auf den insgesamt 36 Seiten wechseln sich normales Papier mit Bastelanleitungen und dickere Pappseiten mit vorgestanzten Teilen und aufgedruckten Leiterbahnen ab. In der Mitte sind die Elektronikkomponenten sowie Erläuterungen in Englisch und Französisch eingeklebt. Die knappen Bastelanleitungen sind dagegen komplett grafisch gehalten und verweisen auf ausführlichere Videotutorials (französisch mit englischen Untertiteln).

Zum Basteln der Modelle reichen die beiliegenden vier kleinen Metallkugeln, zwei Piezo-Elemente und zwei Sound-Chips mit dem Timer-IC NE555 sowie die Knopfzellenbatterie aus. Nur einen (sehr weichen!) Bleistift und einen Radiergummi braucht man zusätzlich, wenn auch nicht für alle Projekte. Die Bauteile werden jeweils in Aussparungen in den Pappen geklemmt, sodass sie weiter verwendet werden können.

Der Bastelablauf für Projekte wie ein Papp-Piano, ein Windspiel und eine Kugelbahn ist prinzipiell immer der gleiche: Die Teile werden herausgebrochen und – beginnend mit den Elektronikkomponenten – ineinander gesteckt. Die Steckplätze für die Elektronik sind farblich gekennzeichnet. Schließt man dann die Stromkreise mit der Hand oder mittels der Metallkugeln, ertönt der Piezosummer. Bei einigen Projekten kann man außerdem die Schaltkreise mit dem Bleistift erweitern und somit „Töne einzeichnen“ (und wieder wegradieren).

Tiefer gehende Erklärungen zu Elektronik bekommt man in Papier Machine nicht und ein Piezo-Summer produziert vor allem piepsige Töne – aber es ist ein wunderschön gestaltetes Bastelbuch, das zum Ausprobieren mit Stiften und Bewegungen einlädt und einen spielerischen Zugang zu Stromkreisen und Sensoren bietet. Einen ausführlichen Testbericht mit mehr Bildern und praktischen Tipps gibt es online (siehe Link). —hch

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