über Swift Playground und Android App

Mit Apples Programmierlernwerkzeug Swift Playgrounds kann jetzt auch der Mikrocontroller Calliope mini programmiert werden. In einem vierteiligen Tutorial werden die Bestandteile des sternförmigen Boards für die Grundschule vorgestellt und eine Einführung ins Programmieren gegeben. Schwerpunkt sind dabei die Sensoren des Calliope, die einfach ausgewertet werden können. Über Bluetooth landen auf iPads erstellte Programme dann drahtlos auf den Boards. Damit soll der Calliope mini noch einfacher im Unterricht genutzt werden können.

Zusätzlich gibt es bei Apple Books eine passende neue Handreichung für Lehrkräfte zu den ersten Schritten mit dem Calliope mini im Swift Playground. Darin werden der Mikrocontroller und die Programmierung erklärt und Anregungen für den Einsatz im Schulunterricht gegeben. Zu vorgestellten Projekten gibt es Schritt-für-Schritt-Anleitungen. Das Arbeitsmaterial liegt digital und in Druckversionen vor.

Für Android-Smartphones gibt es nun die Calliope-mini-App, die aber noch in der späten Betaversion vorliegt. Wie in der iOS-App, die vor einem Jahr veröffentlicht wurde, kann der Mikrocontroller über Bluetooth verbunden und programmiert werden. In der App stehen drei Editoren zur Verfügung, wobei derzeit nur der Calliope-mini-Editor und MakeCode komplett unterstützt werden. —hch

3D-Objekte auf dem Touchscreen entwerfen

Nach einer Entwicklungszeit von mehreren Monaten hat Tinkercad jetzt seinen im Browser verfügbaren 3D-Editor auf eine Touchscreen-kompatible Version aktualisiert. Der Hersteller selbst gibt an, dass die Nutzung im Vergleich zur Desktop-Version ein wenig Gewöhnung erfordert, die Bedienung der Software aber grundsätzlich gleich aufgebaut sei.

Die Verfügbarkeit auf dem Tablet trifft allerdings wirklich nur auf den 3D-Editor zu – die beiden anderen Editoren für Schaltpläne und Block-Codierungen funktionieren weiterhin nur in der Desktop-Version. Die Touchscreen-Funktion kann zuverlässig unter Android und iOs genutzt werden; für Hybrid-Geräte, bei denen Touchscreen, Tastatur und Maus genutzt werden können, gibt es keinen Support.

Für die bei der Desktop-Version nutzbaren Tastatur-Kombinationen gibt es bisher keine vergleichbaren Touchscreen-Funktionen. Trotz des verstärkten Fokus auf Tablet-Kompatibilität gibt es laut Hersteller keine Pläne, den Editor als App zu entwickeln. —esk

Experimentierkoffer mit Raspi

Der Joy-Pi ist ein Experimentierkoffer von Joy-IT, welcher mit einem Raspberry Pi betrieben wird. Der Joy-Pi ist eine Mischung aus Laptop und Experimentierkoffer, da er zusätzlich zu seinen Sensoren auch ein 7-Zoll-Touchdisplay integriert hat. Zur Eingabe kann entweder das Display oder die beigefügte Bluetooth-Tastatur genutzt werden.

Der Joy-Pi ist stabil aufgebaut und hat einen Tragegriff, um den Experimentierkoffer mitzunehmen. Nutzen kann man den Joy-Pi aber nur dort, wo es eine Steckdose gibt, ein Netzteil ist im Lieferumfang enthalten. Der eigentliche Raspberry Pi ist beim Kauf des Joy-Pi-Koffers allerdings nicht enthalten, er muss zusätzlich erworben werden. Kompatibel sind der Pi 2B, Pi 3, Pi 3B und der Pi Zero. Eine MicroSD-Karte mit Betriebssystem ist im Lieferumfang jedoch inbegriffen.

Im Koffer sind allerhand Sensoren fest eingebaut, etwa ein Ultraschallsensor, ein Infrarotsensor, ein Bewegungssensor und noch weitere. Auch eine 8×8-LED-Matrix und ein LCD-Display sind enthalten. Die Bauteile können nicht einzeln bei anderen Projekten außerhalb des Koffers benutzt werden. Für die Bedienung der Bauteile gibt es eine Beschreibung in der Anleitung. Ebenso ist für jedes Bauteil ein Testprogramm vorhanden, welches in Python geschrieben ist. Die Programme sind einfach zu verstehen und bieten einen guten Start für die Kombination der einzelnen Elemente des Koffers miteinander.

Der Joy-Pi ist nicht schlecht, doch der Preis von knapp 240 Euro beziehungsweise etwa 270 Euro inklusive Raspberry Pi ist für einen Anfänger zu hoch angesetzt. Weil alles fest verbaut ist und man daher schlecht eigene Projekte verwirklichen kann, empfiehlt sich der Koffer eher für Schulen. —Tim Hartmann/dab

Experimente mit I²C-Bus am USB

Standard-Protokolle wie I²C vereinfachen die Entwicklung neuer Hardware, aber die Integration unbekannter Bausteine geht oft mit schmerzhaften Geburtswehen einher. Wenn zum Beispiel für einen neuen Sensor noch keine Bibliothek existiert, wird die Implementierung eines passenden Treibers schnell zu einer nervtötenden Angelegenheit.

James Bowman hatte keine Lust mehr auf improvisierte Experimente und zeitraubende Fehlersuche und hat erfolgreich die Entwicklung und Produktion eines dedizierten I² C-Treibers per Crowdfunding finanziert. Herausgekommen ist dabei der I² CDriver, der als Brücke zwischen einem PC und beliebigen I² C-Geräten dient. Er wird per USB mit dem Computer verbunden und verfügt über drei Ports zum Anschluss von I² C-Bausteinen.

Auf einem farbigen Display zeigt das Gerät permanent an, welche der 112 möglichen Adressen auf dem I² C-Bus belegt sind. Ferner dokumentiert es die Aktivität sowohl auf der Daten- als auch auf der Takt-Leitung. Darüber hinaus informiert das Gerät über die Spannung und die Stromstärke, die an der USB-Schnittstelle anliegen. So kann man direkt sehen, ob die aktuelle Versorgung für alle angeschlossenen Geräte ausreicht.

Jedes angeschlossene Gerät lässt sich über eine grafische Oberfläche, über die Kommandozeile und auch programmatisch kontrollieren beziehungsweise auslesen. Zurzeit gibt es Bibliotheken für C/C++ und Python. Die Programmierung von I²C-Bausteinen wird damit zum Kinderspiel und der I² CDriver selbst kann über eine serielle Schnittstelle programmiert werden. Auf diese Weise ist es möglich, die Kommunikation mit I² C-Geräten auf Byte-Ebene zu automatisieren. Es ist auch möglich, den Datenverkehr aufzuzeichnen und später auf dem Rechner zu analysieren.

Das Hardware-Design, die Firmware und die Software des Projekts stehen unter einer Open Source-Lizenz zur Verfügung. Die (englische) Dokumentation des Projekts ist ausgezeichnet und wendet sich speziell an Einsteiger. —Maik Schmidt/dab

Spielzeug aus dem 3D-Drucker

Den 3D-Baukasten der Magdeburger Firma TinkerToys gibt es als Browser-Anwendung oder App fürs iPad oder Android-Tablet und ist dafür gedacht, dass sich Kinder ab 6 Jahren individuelle und bewegliche Spielzeugfiguren zusammenklicken, die hinterher auf dem 3D-Drucker gefertigt werden. Das macht man entweder selbst oder gibt den Druck bei Tinkertoys in Auftrag.

Der Baukasten erweist sich als ähnlich komplex wie der beliebte 3D-Webdienst Tinkercad – viel einfacher lässt sich ein 3D-Modellierprogramm auch nicht aufbauen. Die Bedienung erfordert einige Übung. So rasten Objekte zwar an einem Grundgitter ein, aber es gibt keine Werkzeuge, um Formen aneinander auszurichten oder zu zentrieren. Jüngere Kinder dürften schnell überfordert sein – sie brauchen Unterstützung.

Die STL-Dateien der fertigen Kreationen kann man kostenlos herunterladen. Auch der integrierte Druckservice von Tinkertoys ist recht günstig im Vergleich zu anderen Dienstleistern: Für unseren Test-Makey mit knapp 9cm Körperhöhe und etwa 100cm² Volumen fielen 17 Euro plus 5 Euro Versand an. Doch die fertige Figur lässt schnell mal die Arme hängen, seine Kugelgelenke haben reichlich Spiel. Einen ausführlichen Testbericht gibt es online (siehe Link). —pek

make-magazin.de/x3yg

Neue Boards von MicroPython

Rund um die kompakte Implementierung von Python sind in den letzten Jahren zahlreiche Boards entstanden – nur das originale pyboard hat sich seit dem Start 2013 kaum verändert. Nun gibt es mit der pyboard-D-Serie gleich drei neue Mikrocontroller sowie Adapterboards und einen eigenen Standard für Erweiterungen, das Tile-System.

Die pyboards gibt es mit dem Mikrocontroller STM32F722, STM32F723 oder STM32F767. Letzteres verfügt über 512 KByte RAM und 2048 KByte ROM, während die langsameren Boards nur 256 KByte RAM und 512 KByte ROM aufweisen. Alle Boards bringen Bluetooth und Wifi mit, wobei die Bluetooth-Unterstützung noch in der Software fehlt und später nachgereicht werden soll. Außerdem verfügen sie über einen MicroSD-Kartenslot, bis zu 57 GPIO-Pins, eine RGB-LED und Micro-USB.

Für den Start eines Hardware-Ökosystems gibt es Adapterboards und Add-ons. Diese werden über einen WBUS-Header angeschlossen, der aus zwei 40-Pin-Mezzanin-Steckverbindern besteht. Mit dem Tile-System gibt es einen Standard, um verschiedene Sensoren oder ein kleines LED-Array anzuschließen. Die Tiles sind jeweils 12 × 12 Millimeter groß und werden über einen 20-Pin-Mezzanin-Steckverbinder aufgesetzt.

Während die günstigste Variante des pyboard-D mit dem STM32F722 bereits 44 Pfund kostet, liegt das „High-Performance“ Board (STM32F767) bei 69,90 Pfund ohne Versandkosten, was umgerechnet rund 82 Euro sind. Die Hardware-Erweiterungen des neuen Tile-Systems sind ab rund 18 Euro erhältlich. —hch

Bastelrechner neu aufgelegt

Hardkernel hat mit dem Odroid-N2 einen neuen Bastelrechner auf ARM-Basis vorgestellt, in dem ein Amlogic S922X zum Einsatz kommt. Das System-on-a-Chip (DoC) ist neu am Markt und hat weder PCIe noch natives SATA.

Interessant ist vor allem die CPU: die Recheneinheit integriert sechs ARM-Kerne in heterogener Bauweise (Big-Little-Technik). Kombiniert werden zwei kleine Kerne (Cortex A53) mit vier großen (Cortex A73), die einen ungedrosselten Takt von 1,8GHz bei passiver Kühlung erlauben. Beim RAM setzt man auf schnellen DDR4-Speicher (4 GByte). Das SoC sitzt auf der Unterseite der Platine und gibt seine Abwärme an einen großen Kühlkörper ab, der zugleich als Gehäuseteil funktioniert. Für 4 Dollar gibt es ein passendes Oberteil aus Kunststoff dazu. Wer Festplatten anschließen möchte, muss auf USB-3.0 zurückgreifen. Der Odroid-N2 bietet vier USB-A-Buchsen, die sich allerdings per Hub einen USB-3.0-Kanal teilen müssen.

Der Odroid dekodiert Videos in den Formaten H.265 (4Kp60, 10 Bit) oder VP9 (4Kp60). Für 3D-Berechnungen steht eine neue Mali G52 GPU bereit (Bifrost). Was von den Grafikfähigkeiten auf dem Bildschirm landet, hängt vom Betriebssystem ab. Die geringsten Sorgen hat man mit Android 9. Bei dem angekündigten Ubuntu 18.04 LTS erfolgt die Grafikausgabe hingegen derzeit nur über den Linux-Framebuffer, da ARM für die aktuelle Bifrost-Architektur keine X11-Treiber mehr entwickelt. Hardkernel gibt an, mit ARM und Amlogic an Wayland-Treibern zu arbeiten. Ferner weckt man Hoffnungen, die GPU könne langfristig durch die Panfrost-Open-Source-Treiber unterstützt werden.

Für Maker gibt es eine 40-polige GPIO-Leiste, die zahlreiche Schnittstellen bereitstellt (UART, SPI, I²C, mehrere PWM-Pins und ein SPDIF-Ausgang) und einheitlich mit 3-Volt-Logik arbeitet. —Peter Eisner/hch

Programmierbares Arduino-Steckbrett

Das STEMTera Smart Breadboard ist ein Steckbrett mit zwei integrierten Mikroprozessoren, je einem ATmega32U2 und einem Atmega328P, die auch im Arduino Uno stecken. Dadurch kann das Smart Breadboard wie ein Arduino programmiert und genutzt werden. Beide Prozessoren stellen zusammen 37 digitale und 6 analoge Anschlüsse bereit.

Die Betriebsspannung beträgt 5V bei einer Eingangsspannung von 6V bis 20V, genau wie bei einem Arduino. Das Board wird über ein Mikro-USB-Kabel mit Strom versorgt, das im Lieferumfang allerdings nicht enthalten ist. Am Rand des Steckbrettes sitzen die Pins für die Stromversorgung von Sensoren oder LEDs. Nach innen fortschreitend folgen dann die analogen und digitalen Arduino-Pins und die Board-typischen Ports wie GND, VIN und IOREF. Eine Erklärung der Pins ist auch auf der Internetseite von STEMTera zu finden. In der Mitte des Boards sind die normalen Pins zum Verkabeln von LEDs oder Sensoren direkt auf dem Steckbrett zu finden. Die Kombination von Arduino und Breadboard sorgt dafür, dass keine Kabel nötig sind, um den Arduino mit dem Steckbrett zu verbinden, und damit viele Projekte wesentlich einfacher und auch kompakter aufzubauen sind.

Ein interessantes Feature ist der Boden des Boards, welcher mit Legosteinen kompatibel ist. Dies ist etwa praktisch, wenn man einen Roboter bauen möchte, welcher mit der Arduino-IDE programmiert werden kann, aber aus Lego gebaut wurde. Die Anleitung zum Smart Breadboard ist auf der Internetseite des Herstellers zu finden und bietet eine gute Basis, vor allem für Arduino-Einsteiger. Wenn man allerdings bereits für diese Mikrocontroller-Plattform programmiert hat, wird man mit dem Smart Breadboard auch ohne Anleitung keine Probleme haben. Mit einem Preis ab etwa 30 Euro ist das Board zwar teurer als die üblichen Arduinos, durch die Kombination von Steck-brett und Prozessoren aber auch praktischer, da weniger Aufwand beim Verkabeln anfällt. —Tim Hartmann/dab

Das STEMTera Smart Breadboard wurde uns vom Hersteller für den Test zur Verfügung gestellt.

Kleines Arduino-Labor zum Mitnehmen

Das Tinylab ist ein kleines Elektroniklabor, das auf dem Mikrocontroller Arduino Leonardo aufbaut. Tinylab ist das Produkt einer Crowdfunding-Kampagne und in drei Varianten zu erhalten.

Jede Variante enthält eine große Platine, in die ein Leonardo eingelassen ist. In der Platine sind außerdem Sensoren verbaut, wie etwa ein Helligkeitssensor, ein Potentiometer und ein Drehschalter. Ein LC-Display, ein 7-Segment-Display sowie ein Micro-SD-Kartenleser und weitere Bauteile sind ebenfalls integriert. Im Lieferumfang sind ein Netzteil und ein Adapter für den Batteriebetrieb enthalten sowie ein USB-Kabel für den Anschluss an Rechner.

Wir haben die günstigste Version getestet, die 110 Euro kostet. Das Kit für etwa 125 Euro bringt zusätzliche Module für Funk, Bluetooth und WLAN mit. Die teuerste Variante für 200 Euro hat zu den zusätzlichen Modulen noch eine Micro-SD-Karte, einige Kabel sowie einen Radiomodul im Gepäck. Die Module werden auf der Platine in bereits vorhandene Pins gesteckt.

Man kann einiges mit dem Tinylab anstellen, aber erst, nachdem man sich zurechtgefunden hat. Dies ist ziemlich schwierig, da keine Anleitung enthalten oder im Internet zu finden ist. Die vielen kleinen Schalter auf der Platine, die keine Beschriftung haben, verwirren nur zusätzlich. Auf Anfrage erfuhren wir, dass die Beispielprogramme aus der Arduino-IDE genutzt werden können. Außerdem fanden wir Beispielcode auf Github, mit dem auch die zusätzlichen Bauteile auf der Platine genutzt werden können. Welche Bibliotheken dazu nachinstalliert und welche Pins wie angeschlossen werden müssen, muss man sich allerdings aus dem Quelltext erschließen.

So ist das Tinylab zwar prinzipiell eine gute Idee, für Arduino-Beginnner aber eine aussichtslose Sache. Für Fortgeschrittene lohnt es sich eher, die Sensoren und Module einzeln zu kaufen – je nachdem, was man braucht und benutzen möchte. —Tim Hartmann/dab

Das Tinylab wurde uns vom Hersteller für den Test zur Verfügung gestellt.