In unserem Beitrag 5 Fragen an: Peter Recktenwald haben wir Euch einen Auszug aus dem Lieblingshack des Autors von Hacks für die Digitale Fotografie versprochen. Hier kommt er nun:

Hack 18

Mini-Foto-Control

---

Mini-Foto-Control ist die Sparvariante des großen Foto-Controllers. Es handelt sich dabei um ein echtes Schnäppchen, weil der Arduino-Controller bereits auf der Leiterplatte enthalten ist. Es können bis zu 4 Foto-Module gesteckt werden. Das Design ist für stromsparenden Batteriebetrieb mit 3,3 V ausgelegt.  Darum ist auch ein 8 MHz-Quarz vorgesehen und kein 16 MHz-Quarz wie bei anderen Arduino-Boards. Bei 3,3 V ist ein Betrieb mit 16 MHz nicht möglich. Für die Programmierung unter der Arduino-IDE werden als Board-Konfiguration Arduino Pro oder Mini mit Atmega 328 (3,3 V 8 Mhz) eingestellt.

Ein Highlight ist der zusätzliche 2×4-polige Buchsenleiste, auf die ein NRF24L01+-Funkmodul aufgesteckt werden kann. Zudem sind alle Arduino-Pins mit 3-poligem Steckverbinder versehen (Belegung GND, VCC, Signal).

Als weitere Spezialität verfügt der Mini-Foto-Control über einen 2×13-poligen Steckverbinder zum Anschluss an einen Raspberry Pi. Das Board kann direkt auf denRaspberry Pi aufgesteckt werden. Die Stromversorgung erfolgt dann über den Raspberry Pi (3,3 V). Raspberry Pi und Foto-Controller können per I²C oder seriell (über Testkabel) miteinander kommunizieren.

Einige Einschränkungen müssen bei dieser Lösung allerdings in Kauf genommen werden:

• Es ist kein USB/seriell-Wandler vorhanden, Sie müssen sich einen solchen mit FTDI-Pinbelegung also erst besorgen.
• Es gibt keinen Spannungsregler, sondern es wird direkt die ungeregelte Batteriespannung verwendet. Drei AA/AAA-Zellen sind ideal. Optional kann aber ein Spannungswandlermodul (3-polig und 78xx-kompatibel) eingelötet werden.

Die Anwendungsmöglichkeiten des Mini-Foto-Controllers sind sehr vielfältig, z. B. als Port-Erweiterung für den normalen Foto-Controller. Auch ein Funk-Netzwerk aus mehreren Mini-Foto-Controllern ist möglich. Die Anwendung ist nicht nur auf Fotografie allein beschränkt, weil das Modul universell einsetzbar ist.

Funkmodul

Der NRF24L01+ Chip (http://www.nordicsemi.com/eng/Products/2.4GHz-RFnRF24L01P) von Nordic ist ein sehr preiswerter Funk-Transceiver im 2,4 GHz-Bereich.

Transceiver bedeutet, der Chip kann sowohl Senden als auch Empfangen. Ein bastlerfreundliches Modul mit Chip, Quarz, PCB-Antenne und einigen SMD-Bauteilen ist für wenige Euros von diversen chinesischen Händlern auf eBay erhältlich, oder für ein paar Euro mehr von deutschen Distributoren wie Exp-Tech. Übertragungsraten von 2 Mbit/s sind möglich, bei einem maximalen Stromverbrauch von lediglich 15 mA. Da dieses Modul 3,3 V benötigt, ist es sinnvoll, auch das Board für den Mini-FotoController mit 3,3 V zu betreiben.

Angeschlossen wird das NRF24L01+-Modul über SPI. Für den Anschluss werden 6 Pins benötigt: die SPI-Pins MISO, MOSI, SCK, dazu noch CE (Chip enable) und CSN (Chip Select Not) sowie ein IRQ-Pin. Für den Arduino stehen zahlreiche Bibliotheken zur Verfügung, die den NRF24L01+-Chip unterstützen. Die RF24 Bibliothek (http://maniacbug.github.io/RF24/index.html) von maniacbug ist sehr zu empfehlen, weil sie die umfangreichste und am besten dokumentierte Bibliothek ist.

Die Pinbelegung des Moduls und der Anschluss an das Board für das Mini-Foto-Control:

 USB/seriell-Wandler

Ein USB/seriell-Wandler fehlt auf dem Mini-Foto-Control, wie auch beim Arduino Pro oder Arduino Mini. Um Programme von der Arduino-IDE auf das Mini-Foto-Control zu übertragen, wird ein externes USB/seriell-Wandler-Modul benötigt. Sehr gut geeignet ist z. B. das Sparkfun FTDI Basic, weil es sich per Lötbrücke zwischen 3,3 V und 5 V-Betrieb umschalten lässt. Die DTR-Leitung des USB/seriell-Wandlers wird über einen 100nF Kondensator an die Reset-Leitung des Controllers geführt. Dies ist wichtig für das Übertragen von Programmen auf den Controller. Vor dem Programm Upload wird die DTR-Steuerleitung kurz auf LOW gezogen. Dadurch wird ein Reset des Controllers ausgelöst und das Bootloader-Programm wird gestartet.

Die Pinbelegung des 6-poligen Steckverbinders für das FTDI-Modul:

Die Drahtfarben stammen vom Original-FTDI-Kabel. Allerdings ist die Pinbelegung bei allen Modulen identisch, und so sind denn auch auf dem FTDI-Basic-Modul die Farben zumindest teilweise auf der Leiterplatte aufgedruckt (1 BLK, 6 GRN).

 

Im Folgenden erklärt Peter Recktenwald die Spannungsversorgung des Boards (über FTDI, den RasPi oder eine externe Quelle), bringt eine Stückliste und führt Euch durch den Zusammenbau des Boards. All das könnt Ihr in seinem Buch Hacks für die Digitale Fotografie nachlesen.

Hat Euch Peter Recktenwalds Schreib- und Erklärstil überzeugt? Wer sich das Buch noch ausführlicher anschauen möchte: Hier findet Ihr fünf Probe-Hacks, und hier das Inhaltsverzeichnis mit allen Hacks (PDF).