CATERPILLAR
ROBOTER-RAUPE BAUANLEITUNG
C
2010
AREXX Engineering, Zwolle - NIEDERLANDE
DAGU, Zhongshan - CHINA
Inhaltsverzeichnis
1. Produktbeschreibung CATERPILLAR 3
2. Werkzeug und Mechanik 4
2.1 Teileliste 5
3. Anleitung mechanischer Aufbau 6
4. Software Installation 20
5. Robot Loader 28
5.1 Anschluss USB Interface Windows 28
5.2
Anschluss USB Interface Linux 30
5.3 Erster Test 31
5.4 USB interface anschließen und RobotLoader starten 32
5.5 Selbsttest 34
6. Programmierung Caterpillar 35
6.1 Warum ausgerechnet C? und was bedeutet „CCC“? 40
6.2 C - Crashkurs für Einsteiger 41
6.3 Caterpillar Funktionsbibliothek 59
7. Zum Abschluss 75
Appendix 76
A. Schaltplan Caterpillar 77
B. Sensoren 78
C. Platine 79
AREXX und DAGU sind registrierte Warenzeichen von AREXX Engineering Holland und AREXX China.
© Deutsche Übersetzung/German translation (März 2010): AREXX Engineering (NL).
Diese Beschreibung ist urheberrechtlich geschützt. Der Inhalt darf auch nicht teilweise kopiert oder übernommen werden ohne schriftlicher Zustimmung des Herstellers:
AREXX Engineering - Zwolle (NL).
Hersteller und Vertreiber sind nicht haftbar oder verantwortlich für die Folgen unsachgemäßer Behandlung, Einbaufehler und/oder Bedienung dieses Produkts bei Mißachtung
der Bauanleitung. Der Inhalt dieser Gebrauchsanleitung kann ohne vorherige Ankündigung unsererseits geändert werden.
2
1. Produktbeschreibung
Vielen Dank für die Wahl unseres Caterpillars, der acht Servomotoren, mehrere Sensoren,
Elektronikteile, Hardware und Metallelemente enthält.
Es ist ein ausgezeichnetes Schulungsobjekt zum Erlernen der Grundlagen der Programmierung und
Elektronik.
Produktspezifikation
1. Acht Freiheitsgrade
2. Vom Anwender programmierbar
3. I2C bus
4.
4.
3. Zusatzanschlüsse für eine große Auswahl an AREXX Sensoren
Die Caterpillar ist sehr geeignet für Selbstlernende Programmierung un Künstliche Intelligenz Projekten.
Ehe Sie den Zusammenbau starten, empfehlen wir Ihnen die sorgfältigen Studie dieses Handbuchs.
Beachten Sie bitte zur Vermeidung von Problemen genau die Bauanweisungen. Fehler beim Aufbau
werden vielleicht zu Problemen im Betrieb des Roboters führen.
Winkel-Sensor
Antenne-Sensoren, die Antennen wechseln die Farbe wenn diese ein Objekt berühren.
Spezifikation:
Betriebsspannung : 5,2V bis 6V (4 Penlite AAA Batteriezellen zu je 1,2 oder 1,5V)
(Batterien sind nicht im Bausatz eingeschlossen)
Processor : ATMEGA16
Stromverbrauch : ca. 1050 mA max
Höhe : 90 mm
Länge : 500 mm
Breite : 60 mm
！
- Mit dem Öffnen der Plastikbeutel mit Komponenten und Teilen erlischt das Rückgaberecht.
- Lesen Sie vor dem Bauen zuerst die Gebrauchsanleitung aufmerksam durch.
- Seien Sie vorsichtig beim Hantieren mit den Werkzeugen.
- Bauen Sie nicht im Beisein kleiner Kinder. Die Kinder können sich an den Werkzeugen verletzen oder kleine Komponenten und
- Achten Sie auf die Polung der Batterien.
- Sorgen Sie dafür, daß die Batterien und die Batteriehalter trocken bleiben.
- Entfernen Sie die Batterien, wenn der Roboter mehr als eine Woche ruht.
Warnung:
Teile in den Mund stecken.
Falls der CATERPILLAR naß wird, entfernen Sie dann die Batterien und trockne alle Teile, so gut es geht.
Fabrikant:
AREXX CHINA
DAGU Hi-Tech, China
Distributor:
AREXX Engineering
Zwolle, Holland
3
2. Werkzeug und Mechanik
Hinweis: Lesen Sie diesen Abschnitt zuallererst durch !
Weichen Sie bitte nicht von der Reihenfolge in dieser Beschreibung ab. Damit vermeiden Sie Montagefehler. Wer die
Reihenfolge genau verfolgt und ab und zu das Foto auf der Verpackung betrachtet, baut auf Anhieb einen
perfekt funktionierenden Roboter. Arbeiten Sie ruhig und lesen Sie vor Beginn der Montage diese Anleitung GANZ
durch. Beachten Sie bitte zur Vermeidung von Problemen genau die Bauanweisungen. Fehler beim Aufbau werden
vielleicht zu Problemen im Betrieb des Roboters führen.
Schraubendreher-Satz
Elektronikzangen
Hobbymesser
Das ri ch tige Werk ze ug
ist di e ha lbe Mie te !
4 St. AAA Batterien
Lötkolben
Selbstschneidende Schrauben
Schrauben mit einem selbstzapfenden Gewinde verhalten sich wie Holzschrauben, d.h. in einer Drehbewegung
schneidet sich die Schraube ein Gewinde und dreht sich dabei fest in das Material. Dazu hat diese Schraubenart ein
größeres Gewinde und eine schärfere Spitze als die normale Schraube.
1. Eindrehen der Schraube
2. Leichte Lockerung der Schraube
3. Anschließend wieder Festdrehen der Schraube
Benutzen Sie einen GUT passenden Kreuzschraubendreher, mit dem Sie kräftig die
selbstzapfenden Schrauben andrehen können.
Achtung:
Falls die Schrauben zu oft gelockert und wieder festgeschraubt werden,
weitet sich das Schraubloch immer mehr und dann paßt die Schraube nicht mehr richtig.
Die Schrauben nicht zu fest
drehen, sonst bricht der
Kunststoff.
4
2.1. Teileliste
1 2
Miniatur Servomotor
O 8 St.
5
Fußelement
O 4 St.
Armhebel für den Servomotor
6 8
O 8 St.
Kopfplatte
O 1 St.
3
•EVA Füße
O 10 St.
O 10 St.
7
O 7 St.
Körperelement mit
einer LED-Halterung
4
Basisplatte für die Leiterplatte
(PCB = Printed Circuit Board)
O 1 St.
O 1 St.
Körperelement mit
der Leiterplattenbefestigung
9
Schwanzelement
O 1 St.
13
O 16 St.
Selbstschneidende Schraube
mit Rundkopf M2 X 6
17
O 8 St.
10
Fühler-Ringe
O 3 St.
14
O 18 St.
Selbstschneidende Schraube
mit Rundkopf M2.6 X 6
18
O 6 St. O 8 St.
11
Wickelspirale
O 1 St.
15
O 10 St.
Selbstschneidende Schraube
mit Rundkopf M3 X 10
19
12
Mutter m3
O 4 St.
16
O 4 St.
Bolzen
mit Rundkopf M3 x 12
Kabelbinder
Selbstschneidende Schraube
mit Rundkopf M2.6 x 10
A
Programmierkabel
10-Polig
Selbstschneidende Schraube
mit Senkkopf M2.6 x 6
B
Programmierkabel
USB
Selbstschneidende Schraube
Rundkopf mit Scheibe M2 x 8
C
Programmier
Adapter
Schrumpfschlauch
D
5
20
21
22
Hauptplatine
Schwanzplatine
2-poliges Schalterkabel
29
Anschlusskabel für den
Miniatur-Servomotor
O 1 St.
O 1 St.
Leiterplatte für den Rollsensor
23
24
8-polige Fassung mit
Flachbandkabel für die LEDs
O 2 St.
31
O 1 St.
25
Schalter
27
O 3 St.
Zweifarbige LED einschließlich Feder
26
4-poliger Anschlusskabel
für Kopfplatine
Kopfplatine
Rote LED
33
Empfohlener Sensor
28
O 4 St.
30
3-poliges Anschlusskabel
für Schwanzplatine
Batteriehalter
O 4 St.
32
SHARP GP2D12
NICHT MITGELIEFERT!
3. ANLEITUNG MECHANISCHER AUFBAU
Bauphase 1: Befestigen Sie bitte die Armhebel für die Servomotoren an den Körperelementen mit einer LED-Halterung.
Selbstzapfende Schraube
mit Rundkopf M2 x 6
Körperelement mit einer LED-Halterung
Armhebel für den Servomotor
6
Achtung! Das Körperelement mit der Leiterplattenbefestigung (1 Stück) in Bauphase 2
weicht ab von den Körperelementen mit der LED-Halterung (7 Stück).
Bauphase 2: Befestigen Sie bitte den Armhebel für den Servomotor am Körperelement mit der Leiterplattenbefestigung.
Selbstzapfende Schraube
mit Rundkopf M2 x 6
Körperelement mit der Leiterplattenbefestigung
Armhebel für den Servomotor
Bauphase 3: Vorbereitung Montagehinweis der Servomotoren.
WICHTIG!
Drehen Sie zuerst alle Servomotoren
in ihre Mittelposition.
ACHTUNG!
Parallel ist
Mittelposition
Achtung: Beachten Sie bitte, dass Sie immer zuerst den Servomotor in die mittlere Zentralposition drehen müssen,
ehe Sie dieses Teil am Hebelarm für den Servomotor befestigen! Befestigen Sie den Servomotor genau so wie in der Zeichnung abgebildet wird.
Bauphase 4: Befestigen Sie den Servomotor am Fußelement
und Körperelement wie in Zeichnung abgebildet.
Zuerst montieren: Rundkopfschraube M2.6 x 6
Miniatur Servomotor
Selbstzapfende
Rundkopfschraube M2.6 x 6
Diese beide Seiten müssen parallel sein.
Hinweis:
Verwenden Sie zum Drehen der Servoachse einen Armhebel
Bauphase 5: Befestigen Sie bitte (wie in der Zeichnung abgebildet)
das nächste Körperelement mit der LED-Halterung am
BASIS-Element.
Selbstzapfende Schraube
mit Scheibenkopf M2 x 8
Selbstzapfende
②
Flachkopfschraube M2.6 x 10
Körperelement mit einer
LED-Halterung
Achtung:
Im weiteren Verlauf dieser Beschreibung werden wir
Fußelement
Ab jetzt werden wir jedes fertig zusammengestellte Element als BASIS-Element oder BASIS bezeichnen.
die Motornummer in unseren Zeichnungen auf Seite 10
zur Kennzeichnung der Servomotoren verwenden.
7
Bauphase 6: Befestigen Sie den nächsten Servomotor (3) an der BASIS.
Miniatur Servomotor
②
③
Selbstzapfende Schraube
Selbstzapfende
Rundkopfschraube M2.6 x 6
mit Scheibenkopf M2 x 8
Bauphase 7: Befestigen Sie nun das nächste
Körperelement mit LED-Halterung an der BASIS.
②
③
Körperelement mit einer
LED-Halterung
Bauphase 8: Befestigen Sie den nächsten Servomotor (4)
und das Fußelement an der BASIS.
Zuerst montieren: Rundkopfschraube M2.6 x 6
Selbstzapfende
Rundkopfschraube M2.6 x 6
Miniatur
Servomotor
Bauphase 9: Befestigen Sie nun das nächste Körperelement
mit LED-Halterung an der BASIS.
③
④
②
Fußelement
Selbstzapfende
Flachkopfschraube M2.6 x 10
Bauphase 10: Befestigen Sie den nächsten Servomotor (5) an der BASIS.
Selbstzapfende
Rundkopfschraube M2.6 x 6
Selbstzapfende Schraube
mit Scheibenkopf M2 x 8
④
Körperelement mit einer
LED-Halterung
③
②
8
②
③
Miniatur
Servomotor
④
⑤
Bauphase 11: Befestigen Sie nun das nächste Körperelement
mit der Leiterplattenhalterung an der BASIS.
②
Achtung!
Beachten Sie bitte dass Sie dabei jetzt
auch wirklich das Körperelement mit der
Leiterplattenhalterung benutzen.
Selbstzapfende Schraube
mit Scheibenkopf M2 x 8
Körperelement mit einer
Leiterplattenhalterung
③
④
⑤
Bauphase 12: Befestigen Sie den nächsten Servomotor (6)
und das Fußelement an der BASIS.
Zuerst montieren: Rundkopfschraube M2.6 x 6
②
Selbstzapfende
Rundkopfschraube M2.6 x 6
③
④
⑤
Selbstzapfende
Flachkopfschraube M2.6 x 10
②
③
④
Kabel unter
Fußelement
Bauphase 13: Befestigen Sie nun das nächste Körperelement
mit LED-Halterung an der BASIS.
Bauphase 14:
Miniatur Servomotor
Selbstzapfende Schraube
mit Scheibenkopf M2 x 8
⑥
Körperelement mit einer
LED-Halterung
Befestigen Sie den nächsten Servomotor (7) an der BASIS.
②
⑤
Selbstzapfende Schraube
mit Scheibenkopf M2 x 8
⑥
⑦
Selbstzapfende
Rundkopfschraube M2.6 x 6
Bauphase 15:
mit LED-Halterung an der BASIS.
⑦
Befestigen Sie nun das nächste Körperelement
9
Bauphase 17:
mit LED-Halterung an der BASIS.
Befestigen Sie nun das nächste Körperelement
Bauphase 16: Befestigen Sie den nächsten Servomotor (8)
und das Fußelement an der BASIS.
②
③
④
⑤
⑥
⑦
Bauphase 18:
für die Leiterplatte
Befestigen Sie jetzt bitte die Basisplatte
②
Selbstzapfende
Flachkopfschraube M2.6 x 6
Selbstzapfende
Flachkopfschraube M2.6 x 6
Selbstzapfende Schraube
mit Scheibenkopf M2 x 8
Miniatur Servomotor
Fußelement
⑧
Selbstzapfende
Flachkopfschraube M2.6 x 10
⑧
10
②
Basisplatte für die Leiterplatte
⑧
Körperelement mit einer
LED-Halterung
Bauphase 19: Montieren Sie jetzt die 4 Stück AAA Batteriehalterungen wie in der Zeichnung dargestellt.
②
Batteriehalter
Selbstzapfende
Flachkopfschraube M2.6 x 6
Hinweis!
Löten Sie erst das rote + Kabel der
Batterie und das rote Kabel der 2 Poliger
Schalterkabels an die Schalter ehe Sie
den Schalter einbauen!
Sehe Bauphase 20b
Schalter
Bauphase 20a: Montieren Sie jetzt die Schalter in das Schwanzelement wie in der Zeichnung dargestellt.
!
Schwanzelement
②
Selbstzapfende
Rundkopfschraube M2.6 x 6
Schwanzelement mit Schalter
11
Bauphase 20b: Löten Sie jetzt wie in der Zeichnung abgebildet die Verdrahtungen an die Batteriehalterungen.
Schrumpfschlauch 15mm
Hinweis!
Schieben Sie erst die Schrumpfschlauch
uber die Kabel ehe Sie mit der Lötarbeit
anfangen.
Rot
Löten
Schwarz
Batterie an Kopf
+ -
+-
+ -
+-
Schalter
2-poliges Schalterkabel
Achtung!
Vermeiden Sie Kurzschlüsse und Fehler in dieser Montagephase.
Bauphase 21a: Befestigen Sie den Servomotor (1) an der Kopfplatte.
Selbstzapfende
Rundkopfschraube M2.6 x 6
Kopfplatte
①
12
Bauphase 21b: Verbinden Sie die Kopfplatte mit dem ersten Körperelement.
Selbstzapfende Schraube
mit Scheibenkopf M2 x 8
②
Kopfplatte mit
Schalter
Bauphase 22: Befestigen Sie nun die 10 (St.) EVA Füße an den Fußelementen.
Selbstzapfende
Rundkopfschraube M3 x 10
②
Fußplatte
EVA Fuß
Verbinden des EVA Fußes mit M3 x 10 Schrauben wie in der Zeichnung abgebildet.
Schraube muss gleich sein
mit der Fußplatte!
13
Bauphase 23a: Montieren Sie jetzt die Hauptplatine auf die Leiterplattenhalterung.
Bolzen M3 x 12
Bauphase 23b: Löten Sie die Leiterplatte für
den Rollsensor auf die
Hauptplatine.
Mutter M3
Bauphase 24: Befestigen Sie die Fühler.
Fühler-Ringe
Federantennen
Nach der Lötbefestigung der Antennen auf der Hauptplatine
befestigen Sie bitte die Leiterplatte wie abgebildet auf der Kopfplatte.
Achtung!
Die Feder kann sehr scharf sein!
Löten Sie dazu die Fühler-Ringe zuerst auf die Leiterplatte und
komplettieren Sie danach die Fühler wie skizziert.
Die Federantennen sollten möglichst genau in der Mitte der
Fühler-Ringe montiert werden, ohne jeweils den Ring zu berühren.
14
Selbstzapfende
Rundkopfschraube M2.6 x 6
Bauphase 25: Montieren Sie jetzt die Schwanzantenne.
Achtung!
Die Feder kann sehr scharf sein!
Selbstzapfende
Rundkopfschraube M2.6 x 6
Fühler-Ringe
Federantennen
Löten Sie dazu den Fühler-Ring zuerst auf die Leiterplatte und
komplettieren Sie danach den Fühler wie skizziert.
Die Federantenne sollte möglichst genau in der Mitte des Fühler-Rings
montiert werden, ohne den Ring zu berühren.
Bauphase 26: Befestigen Sie die 4 (Stück) LEDs
Rote LED
15
Bauphase 29a: Verbinden Sie die Kopfplatine und Schwanzplatine mit der Hauptplatine.
Anschlusssteckverbinder für das 4-polige Kabel.
Die gestrichelte Linie markiert
die Verkabelungsrichtung
Anordnung der
Verkabelung
Schwarz
Rot
Braun
Gelb
Orange
Weiß
Rot
Gelb
Orange
Rot
Braun
Schwanzantenne
Gelb
Ora n g e
Rot
Schwarz
Kopfantenne
Rot
Braun
Anschlusssteckverbinder für das 3-polige Kabel.
Verkabelungsrichtung
Weiß
16
Bauphase 27: Verbinden Sie die Servomotoren mit der Hauptplatine
Verbinden Sie die Servomotoren 1-8 wie eingezeichnet mit der Hauptplatine.
Servomotor 1 sollte dabei am nächsten zur Leiterplatte für den Rollsensor angeordnet werden.
PC B p i ns
1
2
3
4
5
Verbindungsplan für die Servomotoren
Weiß
6
7
8
Sorgen Sie dafür, dass der weiße Draht zum Servomotor sich am nächsten zur IC-Fassung befindet.
Bauphase 28: Verbinden Sie die LEDs mittels des 8-poligen Flachbandkabels mit der Hauptplatine.
Anschluss Sockel Pin Layout für die LEDs
4
1
2
Reihenfolge der LEDs
3
3
2
1
+
+
+
+
4
3
2
1
-
Rot
+
Schwarz
4
• Kürzen Sie mit der Schere den Schrumpfschlauch in Teile mit 15mm Länge.
• Entfernen Sie die Isolation von den Drahtenden.
• Schieben Sie den Schrumpfschlauch vor dem Löten über den Draht.
• Löten Sie die Drahtenden an die LEDs, wobei man aufpassen sollte,
dass die positive Seite an der Anode angelötet wird.
• Erhitzen Sie den Schrumpfschlauch leicht mit einem Zigarettenanzünder.
Warnung!
Erhitzen Sie die LED nicht länger als 1 Sekunde, andernfalls kann
die LED beschädigt werden. Falls notwendig müssen Sie warten bis
die LED abgekühlt ist und es nochmals versuchen.
Anode
ACHT UN G!
Beac ht en Sie di e
Sock el P olari tä t!
Kathode
Körperelement
Rot
Anode
Kathode
Schrum pfschla uch
+
-
Schwarz
17
Bauphase 30: Endmontage
Schließen Sie die Spannungskonnektor noch nicht an!
Nachdem alles verdrahtet wurde, sieht Ihr Caterpillar wie folgt aus. Wir müssen die Kabel noch anordnen,
lassen Sie aber noch genügend Platz übrig, damit der Caterpillar sich frei bewegen kann.
Binden Sie die Verkabelung wie skizziert zusammen. Binden Sie die Kabel nicht zu fest, damit Sie die Drähte noch leicht verschieben können.
Drehen Sie den Caterpillar vorsichtig in alle Richtungen.
Prüfen Sie dabei, ob keine Drähte zu straff gezogen werden. Führen Sie die Kabel beidseitig des Rollsensors gleichmäßig verteilt.
Benutzen Sie die Spirale, um die Kabel sauber zu verlegen. Seien Sie vorsichtig mit den LED-Anschlüssen und der Batterieverdrahtung.
Wenn diese nicht locker genug geführt werden, führt das zu Metallermüdung und Kabelbruch bei einem sich stetig bewegenden
Caterpillar.
18
Bauphase 29b: Prüfen der Batteriespannung
ACHTUNG!
SPANNUNG AM VERBINDER
Prüfen Sie erst die Batteriespannung am
Verbinder, bevor Sie die Platine unter
Spannung setzen!
Mit 6 Volt (Batterien) Nicht vergessen:
Stecker J11 öffnen!
Mit 4,8 Volt (Akkus) Nicht vergessen:
Stecker J11 geschlossen!
Bauphase 29b: Prüfen der Kabelverbindungen
ACHTUNG!
Prüfen Sie erst alle Kabelverbindungen
an der Platine!
Vergessen Sie nicht, Stecker J11
bei normalen 1,5 Volt Batterien zu
entfernen!
Seite 20;
Software Installation
Seite 31;
Erster Test
Seite 34;
Selbsttest
ACHTUNG
Die maximale Spannung
welche der RobotLoader
messen kan ist 5,1 Volt!
19
4. Software Installation
Als nächstes kommen wir zur Software Installation. Die korrekt installierte Software
wird für alle nachfolgenden Kapitel unbedingt benötigt.
Es sind Administrator-Rechte erforderlich, also melden Sie sich ggf. vorher als
Administrator in Ihrem System an!
Wir empfehlen Ihnen erstmal das gesamte Kapitel in Ruhe durchzulesen und erst
dann Schritt für Schritt die Installationsanleitung durchzugehen!
Grundlegende Kenntnis der Bedienung von Computern mit Windows oder
Linux Betriebssystemen und den gängigen Programmen wie Dateimanager, Webbrowser,
Texteditor, Packer (WinZip, WinRAR, unzip o.ä.) und ggf. Linux-Shell etc. muss
vorrausgesetzt werden! Wenn Sie sich also nur wenig mit Computern auskennen,
sollten Sie sich auf jeden Fall gut damit vertraut machen bevor Sie den Caterpillar in Betrieb
nehmen! Eine Einführung in die Bedienung von Computern ist nicht Ziel dieser Anleitung
und würde den Rahmen bei weitem sprengen! Hier geht es nur um den Caterpillar, dessen
Programmierung und die speziell dafür benötigte Software.
Die Caterpillar CD-ROM
Sie haben vermutlich die Caterpillar CD-ROM im Laufwerk Ihres Computers – falls doch
nicht, legen Sie diese nun bitte ein! Es sollte unter Windows kurz darauf per Autostart
das CD Menü erscheinen. Andernfalls können Sie über einen Dateimanager die Datei
"start.htm" im Hauptverzeichnis der CD mit einem Webbrowser wie z.B. Firefox öffnen.
Die Installationsdateien für Firefox finden Sie übrigens auf der CD im Ordner
<CD-ROM-Laufwerk>:\Software\Firefox
sofern Sie noch keinen aktuellen Webbrowser installiert haben sollten. (Es sollte mindestens
Firefox 1.x oder der Internet Explorer 6 sein...)
Nach Auswahl der Sprache finden Sie im CD Menü neben dieser Anleitung (die es auch zum
Download auf unserer Homepage gibt), vielen Informationen, Datenblättern und
Fotos auch den Menüpunkt "Software". Hier sind alle Software Tools, der USB Treiber
und die Beispielprogramme mit Quellcode für den Caterpillar zu finden.
Abhängig von den Sicherheitseinstellungen Ihres Webbrowsers können Sie die Installationsprogramme direkt von der CD starten! Wenn Ihr Browser dies aufgrund der Sicherheitseinstellungen
nicht erlaubt, müssen Sie die Dateien zunächst in ein Verzeichnis auf Ihrer Festplatte speichern und
dann von dort starten. Genaueres dazu steht auf der Software Seite des CD Menüs. Alternativ
können Sie natürlich auch direkt in einem Dateimanager auf das CD-Laufwerk wechseln und die
Software von dort installieren. Die Verzeichnisnamen sind so gewählt, dass sie eindeutig den
entsprechenden Softwarepaketen und Betriebssystemen zugeordnet werden können.
WinAVR - für Windows
Als erstes werden wir WinAVR installieren. WinAVR ist aber - wie der Name schon andeutet
- nur für Win dows verfügbar !
Linux Anwender müssen beim nächsten Abschnitt weiterlesen.
WinAVR (das wird wie das englische Wort "whenever" ausgesprochen) ist eine Sammlung von vielen
nützlichen und notwendigen Programmen für die Software Entwicklung für AVR Mikrocontroller in
der Sprache C. WinAVR enthält neben dem GCC für AVR (das nennt sich dann insgesamt "AVRGCC", mehr Infos dazu folgen später) auch den komfortablen Quelltexteditor "Programmers
Notepad 2", den wir auch für die Programmentwicklung für den Caterpillar einsetzen werden!
20
WinAVR ist ein privat organisiertes Projekt, hinter dem keine Firma o.ä. steht - es ist kostenlos im
Internet verfügbar. Neuere Versionen und weitere Informationen finden Sie hier:
http://winavr.sourceforge.net/
Inzwischen wird das Projekt aber auch offiziell von ATMEL unterstützt, und der AVRGCC lässt sich in
AVRStudio, die Entwicklungsumgebung für AVRs von ATMEL, einbinden. Das werden wir in diesem
Handbuch aber nicht beschreiben, für unsere Zwecke ist Programmers Notepad besser geeignet.
Die WinAVR Installationsdatei finden Sie auf der CD im Ordner:
<CD-ROM-Laufwerk>:\Software\AVR-GCC\Windows\WinAVR\
Die Installation von WinAVR ist sehr einfach und selbsterklärend - normalerweise brauchen keinerlei
Einstellungen geändert werden – also einfach immer auf "Weiter" klicken!
Wenn Sie Windows Vista oder Windows 7 benutzen, müssen Sie auf jeden Fall die neueste Version
von WinAVR verwenden! Auch mit Windows 2k und XP sollte es problemlos klappen. Falls nicht,
können Sie eine der beiden älteren Versionen ausprobieren, die ebenfalls auf der CD zu finden sind
(vor Neuinstallation immer bereits installierte WinAVR Versionen wieder deinstallieren!). Offiziell
wird Win x64 noch nicht unterstützt, aber auf der CD findet sich ein Patch für Win x64 Systeme falls
es Probleme geben sollte. Mehr Infos dazu finden Sie auf der Software Seite des CD Menüs!
AVR-GCC, avr-libc und avr-binutils - für Linux
Windows Anwender können diesen Abschnitt überspringen!
Unter Linux kann es schon ein wenig aufwändiger werden. Bei einigen Distributionen sind die
benötigten Pakete zwar schon vorhanden, aber meist nur veraltete Versionen. Deshalb müssen Sie
neuere Versionen kompilieren und einrichten. Wir können hier nicht im Detail auf jede der
zahlreichen Linux Distributionen wie SuSE, Ubuntu, RedHat/Fedora, Debian, Gentoo, Slackware,
Mandriva etc. pp. in zig verschiedenen Versionen mit ihren jeweiligen Eigenheiten eingehen und
beschreiben das daher nur allgemein.
Das gilt auch für alle anderen Linux Abschnitte in diesem Kapitel!
Das hier beschriebene Vorgehen muss also bei Ihnen nicht unbedingt zum Erfolg führen. Oft kann
es hilfreich sein, wenn Sie im Internet z.B. nach "<LinuxDistribution> avr gcc" o.ä. suchen
(Verschiedene Schreibweisen ausprobieren). Auch das gilt für alle anderen Linux Abschnitte natürlich mit angepassten Suchbegriffen! Falls Sie Probleme bei der Installation des AVR-GCC
haben, können Sie auch mal in unserem oder im Roboternetz Forum nachschauen bzw. in einem
der zahlreichen Linux Foren. Zunächst müssen Sie evtl. schon installierte Versionen des avr-gcc, der
avr-binutils und der avr-libc deinstallieren – wie schon gesagt sind diese meist veraltet. Das können
Sie mit dem jeweiligen Paketmanager ihrer Distribution tun indem Sie nach „avr“
Inbetriebnahme
suchen und die drei oben genannten Pakete deinstallieren – sofern diese überhaupt vorhanden sind.
Ob der avr-gcc schon installiert ist oder nicht und wenn ja wo, können Sie über eine Konsole z.B.
leicht mit
> which avr-gcc
herausfinden. Sollte hier ein Pfad angezeigt werden, ist schon eine Version installiert.
Geben Sie in diesem Fall einfach mal:
> avr-gcc --version
ein und schauen Sie sich die Ausgabe an. Sollte eine Versionsnummer kleiner als 3.4.6
angezeigt werden, müssen Sie diese alte Version auf jeden Fall deinstallieren.
21
Wenn die Versionsnummer zwischen 3.4.6 und 4.1.0 liegt, können Sie erstmal versuchen ob
Sie Programme kompilieren können (s. nachfolgende Kapitel) und erst wenn das fehlschlägt,
die neuen Tools installieren. Wir installieren im Folgenden die derzeit aktuelle Version 4.1.1
(Stand von März 2007) mit einigen wichtigen Patches.
Werden die oben genannten Pakete nicht im Paketmanager angezeigt, obwohl definitiv schon ein
avr-gcc vorhanden ist, müssen Sie die entsprechenden Binärdateien manuell löschen –
also die /bin, /usr/bin usw. Verzeichnisse nach allen Dateien, die mit „avr-“ anfangen absuchen, und
diese dann löschen (natürlich NUR diese Dateien und sonst nichts anderes!). Eventuell vorhandene
Verzeichnisse wie /usr/avr oder /usr/local/ avr müssen ebenfalls gelöscht werden.
Achtung: Sie müssen unbedingt sicherstellen, dass die normalen Linux Entwicklungstools wie GCC,
make, binutils, libc, etc. installiert sind, bevor Sie mit dem Übersetzen und der Installation beginnen
können! Das tun Sie am besten über den Paketmanager Ihrer Distribution. Jede Linux Distribution
sollte die benötigten Pakete schon auf der Installations CD mitliefern bzw. aktuelle Pakete über das
Internet bereitstellen.
Stellen Sie sicher, dass das Programm „texinfo“ installiert ist. Installieren Sie
bitte ggf. das entsprechende Paket, bevor Sie weitermachen – sonst klappt es nicht!
Ist das erledigt, kann mit der eigentlichen Installation begonnen werden.
Es gibt nun zwei Möglichkeiten, entweder man macht alles von Hand, oder man nutzt ein sehr
einfach anzuwendendes Installationsskript.
Wir empfehlen es zunächst mit dem Skript zu versuchen. Wenn das nicht klappt, kann man immer
noch den Compiler von Hand einrichten!
Achtung: Sie sollten für die Installation noch genug freien Speicherplatz auf der Festplatte
zur Verfügung haben! Temporär werden mehr als 400MB benötigt. Über 300MB davon können nach
der Installation wieder gelöscht werden, aber während der Übersetzung braucht man den Platz.
Viele der nachfolgenden Installationsschritte erfordern ROOT RECHTE, also loggen Sie sich ggf.
mit „su“ als root ein oder führen Sie die kritischen Befehle mit „sudo“ o.ä. aus, wie man es z.B. bei
Ubuntu machen muss (das Installationsskript, mkdir in /usr/local Verzeichnissen und make install
brauchen root Rechte).
Achten Sie im Folgenden bitte auf EXAKTE Schreibweise aller Befehle! Jedes
Zeichen ist wichtig und auch wenn einige Befehle evtl. etwas seltsam aussehen – das
ist alles richtig so und kein Tippfehler! ( <CD-ROM-Laufwerk> muss man natürlich trotzdem
mit dem Pfad des CD-ROM-Laufwerks ersetzen!)
22
Alle für uns relevanten Installationsdateien für den avr-gcc, avr-libc und binutils finden
Sie auf der CD im Ordner:
<CD-ROM-Laufwerk>:\Software\avr-gcc\Linux
Zunächst müssen Sie alle Installationsdateien in ein Verzeichnis auf Ihrer Festplatte
kopieren – das gilt für beide Installationsvarianten! Hier nutzen wir das Home
Verzeichnis (übliche Abkürzung für das aktuelle Home Verzeichnis ist die Tilde: „~“):
> mkdir ~/Caterpillar
> cd <CD-ROM-Laufwerk>/Software/avr-gcc/Linux
> cp * ~/Caterpillar
Die Dateien können Sie nach der erfolgreichen Installation natürlich wieder löschen
um Platz zu sparen!
Automatisches Installationsskript
Wenn man das Skript mit chmod ausführbar gemacht hat, kann es sofort losgehen:
> cd ~/Caterpillar
> chmod -x avrgcc_build_and_install.sh
> ./avrgcc_build_and_install.sh
Die Nachfrage, ob man mit dieser Konfiguration installieren möchte oder nicht, können
Sie mit „y“ beantworten.
ACHTUNG: Das Übersetzen und Installieren wird dann je nach Rechenleistung Ihres
Systems einige Zeit in Anspruch nehmen. (z.B. etwa 15 min auf einem 2GHz CoreDuo
Notebook – bei langsameren Systemen evtl. entsprechend länger)
Das Skript spielt auch einige Patches ein – das sind diese ganzen .diff Dateien, die in
dem Verzeichnis liegen.
Wenn alles klappt, sollte ganz zum Schluss folgendes erscheinen:
(./avrgcc_build_and_install.sh)
(./avrgcc_build_and_install.sh) installation of avr GNU tools complete
(./avrgcc_build_and_install.sh) add /usr/local/avr/bin to your path to use the avr GNU tools
(./avrgcc_build_and_install.sh) you might want to run the following to save disk space:
(./avrgcc_build_and_install.sh)
(./avrgcc_build_and_install.sh) rm -rf /usr/local/avr/source /usr/local/avr/build
Dann können Sie wie es dort vorgeschlagen wird
rm -rf /usr/local/avr/source /usr/local/avr/build
ausführen! Das löscht alle temporären Dateien, die Sie normalerweise nicht mehr
benötigen.
Jetzt können Sie den nächsten Abschnitt überspringen und noch den Pfad auf die avr
tools setzen.
Sollte die Ausführung des Skriptes fehlschlagen, müssen Sie sich genau
die Fehlermeldungen ansehen (auch mal in der Konsole etwas hochscrollen) – meist
fehlen dann irgendwelche Programme, die man vorher noch installieren muss
(wie z.B. das oben erwähnte texinfo). Bevor Sie nach einem Fehler weitermachen,
sollten Sie die bereits erzeugten Dateien im Standardinstallationsverzeichnis
„/usr/local/avr“ vorsichtshalber löschen – am besten das ganze Verzeichnis.
Wenn Sie nicht wissen, was da genau falsch gelaufen ist, bitte alle Kommandozeilenausgaben in einer Datei speichern und damit an den Support wenden. Bitte
immer so viele Informationen wie möglich mitsenden! Dann wird es einfacher,
Ihnen zu helfen.
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GCC für den AVR
Der GCC wird ähnlich wie die Binutils gepatcht, übersetzt und installiert:
> cd ~/Caterpillar
> bunzip2 -c gcc-4.1.1.tar.bz2 | tar xf > cd gcc-4.1.1
> patch -p0 < ../gcc-patch-0b-constants.diff
> patch -p0 < ../gcc-patch-attribute_alias.diff
> patch -p0 < ../gcc-patch-bug25672.diff
> patch -p0 < ../gcc-patch-dwarf.diff
> patch -p0 < ../gcc-patch-libiberty-Makefile.in.diff
> patch -p0 < ../gcc-patch-newdevices.diff
> patch -p0 < ../gcc-patch-zz-atmega256x.diff
> mkdir obj-avr
> cd obj-avr
> ../configure --prefix=$PREFIX --target=avr --enable-languages=c,c++ \
--disable-nls --disable-libssp –with-dwarf2
> make
> make install
Nach dem \ kann man einfach Enter drücken und weiterschreiben – so kann der Befehl auf mehrere
Zeilen aufgeteilt werden. Kann man aber auch ganz weglassen.
AVR Libc
Und schließlich noch die AVR libc:
> cd ~/Caterpillar
> bunzip2 -c avr-libc-1.4.5.tar.bz2 | tar xf > cd avr-libc-1.4.5
> ./configure --prefix=$PREFIX --build=`./config.guess` --host=avr
> make
> make install
Achtung: bei –build=`./config.guess` darauf achten auch den „Accent grave“ (à <-- den Strich da
auf dem a! Neben der Backspace Taste – rechts oben auf der Tastatur, einmal mit Shift diese Taste
drücken und danach die Leertaste) und kein normales Hochkomma oder Anführungszeichen zu
benutzen, sonst klappt es nicht.
Pfad setzen
Sie müssen jetzt dafür sorgen, dass das Verzeichnis /usr/local/avr/bin auch in der Pfad Variablen
eingetragen ist – sonst kann man den avr-gcc nicht aus der Konsole bzw. aus Makefiles heraus
aufrufen. Dazu müssen Sie den Pfad in die Datei /etc/profile bzw. /etc/environment o.ä. (variiert von
Distribution zu Distribution) eintragen – mit einem Doppelpunkt „:“ getrennt von den anderen
schon vorhandenen Einträgen. In der Datei könnte das dann in etwa so aussehen:
PATH="/usr/local/bin:/usr/bin:/bin:/usr/X11R6/bin:/usr/local/avr/bin“
Jetzt in einer beliebigen Konsole „avr-gcc -–version“ eingeben wie weiter oben beschrieben – wenn das funktioniert, ist die
Installation gelungen!
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