Arexx WRL User guide [de]

AREXX WIRELESS KITS

WRL

ANLEITUNG: WRL-03

© AREXX - DIE NIEDERLANDE V052012

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Inhaltsverzeichnis

1. Produktbeschreibung WIRELESS KITS 3

2. Warnungen 4

3. Bluetooth 5

4. Android 7

5. Wireless Funkbausatz 10

6. PC Funkkommunikation 14

7. APC-220 16

8. Die Bluetooth Module 19

9. Android Handy-applikation 22

10. Hintergrund information 24

10.1 APC-220 24

10.2 Bluetooth 25

11. Visual Basic 26

11.1 Software Development Kit 28

11.2 Eclipse 29

xx. APPENDIX 31

A. Schaltplan RP6v2 Programmier Adapter 32
B. RP6v2 Programmier Adapter 33
C. Schaltplan AREXX Wireles Erweiterung 34
D. AREXX Wireless Erweiterung 35
E. Bluetooth Module 36

AREXX und AREXX WIRELESS sind registrierte Warenzeichen von AREXX Engineering - HOLLAND.

© Deutsche Übersetzung/German translation (März 2012): AREXX Engineering (NL).
Diese Beschreibung ist urheberrechtlich geschützt. Der Inhalt darf auch nicht teilweise kopiert oder über­nommen werden ohne schriftlicher Zustimmung des europäischen Importeurs:

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 vorheriger Ankündigung unsererseits geändert werden.

Technische Unterstützung beim Bauen

des Roboters:

WWW.AREXX.COM

Fabrikant:
AREXX Engineering
JAMA Oriental

© AREXX Holland und JAMA Taiwan
© Deutsche Übersetzung: AREXX - Die Niederlande

Europäischer Importeur:
AREXX Engineering
ZWOLLE Die Niederlande

WWW.ROBOTERNETZ.DE

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1. PRODUKTBESCHREIBUNG WIRELESS

1.1. Einführung

Das AREXX „Wireless“-Funkmodul ist ein Erweiterungsbausatz zum
ASURO Roboter, der auch für andere Robotermodelle wie den AREXX
Arduino (AAR) und den PRO-BOT von Conrad geeignet ist. Das
„Wireless“-Funkmodul enthält die Schaltkreise für die standardisierte
Infrarot -Kommunikation, so dass Sie den ASURO USB-IR-Transcei­ver mit der ASURO Flash Software nach wie vor verwenden können.
Außerdem stellt dieses Erweiterungsmodul Platz für ein APC220 oder
ein Bluetooth Modul zur Verfügung. Beide Module basieren auf einer
Funkverbindung. Ein großer Vorteil einer Funkverbindung ist die
Option, dass der ASURO keinen Sichtkontakt mehr zur Kommando­zentrale benötigt, der Steuerungsbereich größer wird und Sie den
Roboter einfacher mit zum Beispiel einem Android Telefon ansteuern
können.

Das „Wireless“-Funkmodul wird bis auf das Einlöten der Anschluss­stifte komplett montiert ausgeliefert. Fast alle Bauteile sind bereits
vorgelötet, so dass man keine extra Zeit für die Lötarbeiten benö­tigt.

Die Herausforderung des Bausatzes steckt in der Programmierar­beit für die Steuerungssoftware. Beispielprogramme stehen auf der
Webseite zur Verfügung. Zur Ansteuerung kann man einen PC, aber
auch ein Android Mobiltelefon verwenden.

Visual Basic stellt eine Programmierumgebung für die Funkverbin­dungsapplikation am PC zur Verfügung. Es gibt dazu eine Beispielap­plikation, die vom Anwender angepasst werden kann.
Mit einem Mobiltelefon kann man eine Verbindung zum Bluetooth
Modul herstellen, so dass das System Daten in beide Richtungen
versenden kann. Diese Kommunikation ndet in einer Android-Um­gebung statt, die sich in rasanter Weise als Steuerungssystem für
den Mobilfunk entwickelt. Der ASURO Erweiterungsbausatz, diese
Betriebsanleitung und die verfügbare Software bieten Ihnen die
Möglichkeit, sich mit Android vertraut zu machen.

Wir wünschen Ihnen viel Spaß mit dem
Erweiterungsbausatz und dessen RF- Modulen!

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2. Warnungen

1. Sie müssen dieses Handbuch gelesen haben ehe Sie auf einem
der Anschlüssen eine Stromquelle anschließen! Fehlerhafte
Anschlüsse können die Hardware schädigen.

2. Überprüfen Sie bitte sorgfältig die Anschlussbelegung! Arbeiten
Sie bei der Verdrahtung des Systems sehr sorgfältig. Falsche
Anschlüsse können Komponenten beschädigen. Beachten
Sie die korrekte Polarität der Stromversorgungsanschlüsse.
Eine Umpolung der Stromversorgungsanschlüsse kann die
Hardware beschädigen.

3. Verwenden Sie keine Stromversorgungssysteme mit
Spannungen, die über den spezifizierten Werten liegen!
Benutzen Sie stabilisierte und gefilterte
Stromversorgungssysteme um Spannungsspitzen zu
vermeiden.

4. Die Leiterplatte bietet keinerlei Schutz gegen Wasser- oder
Feuchtigkeitseinwirkung. Zur Aufbewahrung und Benutzung
des Systems sind nur trockene Räume geeignet.

5. Vermeiden Sie Kurzschlüsse mit jeglichen Metallgegenständen
und vermeiden Sie jegliche Überbelastung der Leiterplatte
oder Anschlüssen durch Ziehen, Drücken oder Gewichten.

6. Vermeiden Sie elektrostatische Entladungen (siehe dazu
die Vorsichtsmaßnahmen, Warnungen und Dokumentation
in Wikipedias Eintrag „Elektrostatische Entladung“).

2.1 Algemein

* Mit dem Öffnen der Plastikbeutel mit Komponenten und
Teilen erlischt das Rückgaberecht.
* Lese vor dem Bauen zuerst die Gebrauchsanleitung
aufmerksam durch.
* Sei vorsichtig beim Hantieren der Werkzeuge.
* Baue nicht im Beisein kleiner Kinder. Die Kinder können sich
verletzen an den Werkzeugen oder kleine Komponenten und
Teile in den Mund stecken.
* Achte auf die Polung der Batterien.
* Sorge dafür, daß die Batterien und die Batteriehalter trocken
bleiben. Falls der Roboter naß wird, entferne dann die
Batterien und trockne alle Teile, so gut es geht.
* Entferne die Batterien, wenn der Roboter mehr als eine
Woche ruht.

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3. Bluetooth

3.1 Geschichtliche Entwicklung

Die Bluetooth-Technologie wurde von der Firma Ericsson entwickelt.
Bluetooth bildet einen offenen Standard für Funkverbindungen
zwischen Geräten auf kurzer Distanz. Dabei sollten Sie sich Mobil­funkgeräte mit einem drahtlosen Kopfhöreranschluss vorstellen,
oder den Dateitransfer zwischen Mobilfunkgeräten beziehungsweise
den drahtlosen Kontakt zum GPS-Empfänger, der drahtlos Daten
zum Telefon überträgt.Ericsson hat Bluetooth im Jahre 1994 als
drahtlose Kommunikationsstrecke zwischen Mobilfunkgeräten und
anderen Systemen entwickelt.

Der bedeutendste Technikanteil stammt von Jaap Haartsen, der
damals bei Ericsson gearbeitet hat. Der Name Bluetooth verweist
auf den Vikingerkönig Harald Blauzahn. Bluetooth war ursprünglich
der Projektname und mangels einer besseren Alternative ist dieser
Name auch für das Endprodukt erhalten geblieben.
Das Kommunikationssystem verbreitete sich schnell und nach kurzer

Zeit schlossen sich die bedeutendsten Elektronikrmen zusammen in

der ‘Bluetooth Special Interest Group’ (SIG).
Zur weltweiten Anwendung musste Bluetooth auch weltweit verfüg­bar gemacht werden. Deshalb wurde eine allgemein anwendbare
Frequenz gesucht und im 2,45Ghz-Frequenzband gefunden.

3.2 Technik

Bluetooth ist eine Funkverbindung für Sprache und Daten im
Nahverkehr. Als Kommunikationsstruktur wurde eine Punkt zu
Multi-Punkt-Beziehung gewählt, was bedeutet, dass eine Funkstelle
mehrere Empfänger versorgen kann. Sobald zwei Bluetooth-Geräte
eine Verbindung aufbauen entsteht ein sogenanntes ‘Piconet’ (über­setzt: „winziges Netzwerk“). An einer Stelle können mehrere Pic­onetze nebeneinander in Betrieb sein. Bei der Zusammenfassung
von mehreren Piconetzen spricht man von einem Scatternetz.

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Innerhalb eines Piconetztes unterstützt Bluetooth maximal acht
aktive Individualgeräte, wobei insgesamt 127 Geräte eine Kommu­nikationsverbindung betreiben können, die dann zeitweilig in einem

passiven Zustand („geparkt“) gehalten werden (Abb. 1).

Abb. 1 : Scatternet

Bluetooth kommt mit einem geringen Stromverbrauch aus: 30 Mik­roampere im passiven ‘standby mode’ und 8 bis 30 Milliampere im
Aktivbetrieb. Mit dieser Energiebilanz kann Bluetooth auch in batte­riebetriebenen Mobilgeräten angewandt werden.

Bluetooth-Systeme werden in drei verschiedene Klassen aufgeteilt:

Klasse 1: Entwürfe für Langstreckenverbindungen (bis 100m)
Klasse 2: Für Standardstrecken (bis 10m)
Klasse 3: Für Kurzstrecken (10cm bis 1m)

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4. Android

4.1 Hintergrundinformation

Android ist eine „opensource“ Plattform für mobile Geräte wie
Smartphones und Tablets, die von der Firma Android Inc. entwickelt
wurde. Android wurde 2005 von der Firma Google übernommen.

Ende 2007 gab Google die Android Plattform frei und es wurde die
OHA (Open Handset Alliance) gegründet. Zur Gründungszeit wa­ren in der OHA etwa 40 Hardwarehersteller, Softwareanbieter und
Telekommunikationsunternehmen zusammengeschlossen, die sich
zum Ziel gesetzt hatten, offene Standards für Mobilfunkgeräte zu
fördern.

Android basiert auf einem Linux-Kernel und auf der Java-Program­mierumgebung. Mit dem SDK-Enwicklungswerkzeug (Software De­velopment Kit) können abgesehen von Google auch andere Entwick­ler Applikationen zusammensetzen.

Diese Applikationen können auf dem Android-Markt angeboten wer­den. Auf diesem Markt können Endanwender Applikationen suchen

und installieren. In diesem Bereich ndet man auch alle Informatio­nen zu den Applikationen. Sowohl der Vertrieb von kostenpichtigen

als gratis Anwendungen wird unterstützt. Den Entwicklern ist aber
auch erlaubt, die Applikationen außerhalb des Android Markts
anzubieten.

Die Applikationen werden für eine bestimmte Android-Version ent­wickelt, aber die Anwendungen sind rückwärts-kompatibel. Das
heißt, dass eine für Android 2.2 entwickelte Applikation auch unter
Android 2.3 funktionsfähig ist. Die bisher veröffentlichten Versionen
sind in der nachfolgenden Übersicht aufgelistet. Die Zahl der Benut­zer pro Version wird in der Abbildung 3 unterhalb der Tabelle ange­geben.

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Ice Cream Android 4.0 19-10-2011
Honeycomb Android 3.2 15-07-2011
Honeycomb Android 3.1 10-05-2011
Honeycomb Android 3.0 02-02-2011
Gingerbread Android 2.3 06-12-2010
Froyo Android 2.2 20-10-2010
Eclair Android 2.0 26-05-2010
Donut Android 1.6 15-08-2009
Cupcake Android 1.5 30-04-2009
Erste Publikation Android 1.1 10-02-2009

Abb. 2 : Übersicht der Android Versionen

Abb. 3 : Anwender pro Version ( Stand: 03-11-2011)

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4.2 Das Software Development Kit (SDK)

Google hat die SDK-Software freigegeben, so dass Anwender selbst in
der Lage sind, eine Applikation für ein Smartphone, Tablet oder beides
zu schreiben. Das SDK enthält eine Sammlung verschiedener, hilfrei­cher Werkzeuge, sowie ein Debugger-Werkzeug und einen Emulator.
Auch enthält die Sammlung eine Reihe Beispielanwendungen und es
stehen eine Vielzahl an Tutorials (Anleitungen) auf der Webseite.
Zum Herunterladen der SDK öffnen Sie bitte folgenden Link:
http://developer.Android.com/sdk

Auf dieser Webadresse nden Sie die Installationsdateien. Auch ben­den sich hier ausführliche Anweisungen, wie Sie den SDK installieren
müssen.

4.3 Eclipse

Eclipse ist eine Open-Source-Framework der Eclipse Foundation, einer
gemeinnützigen Gemeinschaft für Software-Entwicklungsumgebungen.
Die populärste Anwendung ist die Entwicklungsumgebung für die Pro­grammiersprache Java.

Die SDK enthält einen Eclipse Plug-in, so dass man als Programmierer
bequem in der Lage ist, ein Android-Projekt zu starten, zu kompilie­ren, zu debuggen und zu emulieren.
Das Eclipse-Programm ist eine OpenSource Software und steht zum
Herunterladen zur Verfügung auf der Webseite:

http://www.eclipse.org/downloads/

4.4 Hello World

Damit Sie die Entwicklungsumgebung besser kennenlernen, wird in
der „Hello World“-Programmieranleitung erklärt, wie leicht man den
Text „Hello World“ in einer Applikation auf einen Bildschirm übertragen
kann. Die Anweisungen erklären Schritt für Schritt, wie Sie ein Pro­jekt starten müssen bis einschließlich den letzten Schritt, wie Sie das
„Hello World“ im Emulator darstellen.

Die Webseite der Programmieranleitung (Englisch: „Tutorial“) lautet:

http://developer.Android.com/resources/tutorials/hello-world.html

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5. Der AREXX Wireless Funkbausatz

Der AREXX „Wireless“ Funkbausatz ermöglicht es Ihnen, ein APC220
Modul oder ein Bluetooth Modul auf dem ASURO Roboter oder auf
anderen Robotern zu installieren. So können Sie nicht nur drahtlos
mittels Infrarotverbindung mit dem ASURO kommunizieren, sondern
auch mit RF-Radiowellen. Der Vorteil der RF-Hochfrequenzwellen ist,
dass Sender und Empfänger keinen Sichtkontakt mehr benötigen.
Mit einem APC220-Aufbau auf dem Wireless Funkbausatz kann der

ASURO mit dem PC kommunizieren. Zusätzliche Informationen nden

Sie dazu im Kapitel ‘APC220’. Durch Installation des Bluetooth Moduls
können Sie auch mit dem PC kommunizieren und ebenso mit einem

Android Smartphone. Zusätzliche Informationen nden Sie dazu im

Kapitel ‘Bluetooth Module’.

5.1 Spezikationen

Der AREXX „Wireless“ Funkbausatz umfasst:

- IR-Empfänger beziehungsweise Sender zur Flash-Übertragung
zum ASURO

- Sockel für das APC220- beziehungsweise Bluetooth RF Modul

- Umschalter für die IR oder RF-Übertragung

- Experimentierfeld zum Aufbau einer Zusatzschaltung

- Anschlussoptionen für die nicht belegten Gatter des ASUROs

In den nachfolgenden Abbildung wird die Leiterplatte abgebildet.

Die freie Experimentierfeldäche für die Zusatzschaltung ist deut­lich sichtbar. Auch unterhalb des APC220 bendet sich noch etwas

Freiraum, weil der APC220 in einer gewissen Distanz zur Leiterplatte
montiert wird.

Achtung: Der Schalter auf der
Leiterplatte erlaubt zwei Positionen: (1)
Infrarotverbindung beziehungsweise
(2) Bluetooth / APC220-Kommunikat­ion.

Zur Flash-Übertragung der Software in
den ASURO oder auch wenn Sie mittels
Infrarotlicht kommunizieren wollen,
muss dieser Schalter auf ‘IR’ umge­schaltet werden.

Wenn Sie mit Bluetooth oder APC220/

Abb. 4 :
Funkbausatz

Bluetooth kommunizieren möchten,
sollte der Schalter in die andere Position

umgeschaltet werden.

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5.2 Installation am ASURO-System

Die Installation des AREXX „Wireless“ Funkmoduls kann man in drei
Schritten zusammenfassen:

Schritt 1.

Zuerst muss die ASURO-Leiterplatte wie folgt für die Montage des
„Wireless“ Funkmoduls vorbereitet werden:

A. Sie müssen zuerst die Bauteile bei den rot markierten Lötächen

auslöten und von der Leiterplatte entfernen (Abbildung 9). Verwen­den Sie dazu einen speziellen Lötkolben zum Auslöten beziehungs­weise spezielles Litze-Material zum Auslöten.

Achtung: Achten Sie bitte darauf, dass Sie die

  Lötächennichtbeschädigen,dennsiemüssen
  nochunbeschädigtzumEinlötenzurVerfügung

stehen.

Abb. 5 : Lötachen

B. Löten Sie jetzt die mitgelieferten Sockel-Teile auf diese Anschluss-

ächen. Installieren Sie die 1x3 Sockel auf die Anschlüsse mit drei
nebeneinander folgenden Flächen. Die Anschlussächenform spielt

dabei keine Rolle. Löten Sie anschließend die übrigen 1x2 Sockel auf

die leeren Anschlussächen.

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Schritt 2.

Installieren Sie nun den ASURO Erweiterungsbausatz auf der
ASURO-Leiterplatte. Der Aufbau sollte genau in die zuvor in­stallierten Sockel-Teilen passen.

Abb. 6 : ASURO mit Funk Modul Erweiterung (Seitenansicht)

Abb. 7 : ASURO mit Funk Modul Erweiterung ( Vorne)

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Schritt 3.

Installieren Sie jetzt wahlweise das APC220 beziehungsweise
das Bluetooth Modul.

Abb. 8 : ASURO mit Bluetooth

Abb. 9 : ASURO mit APC-220

Jetzt haben Sie die Installation der Hardware abgeschlossen.
Sie können jetzt eine Verbindung mit den verschiedenen
Applikationen herstellen.

Zuerst wird im Kapitel ‘APC220’ erklärt, wie man den ASURO
mit dem APC220-Modul ansteuert.

Anschließend wird im Kapitel ‘Bluetooth Module’ verdeutlicht,
wie Sie die Bluetooth-Kommunikation anwenden.

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6. APC220/Bluetooth und PC Radio Data Kommunikation

Zur Kommunikation zwischen dem PC und dem Asuro benötigt man
ein Dongle-Modul. Wir verwenden dazu den RP6v2
Programmieradapter (WT Dongle).

Abb. 10 : RP6v2 USB Programmier Adapter
WT dongle

Für die Funkverbindung vom PC stehen ein APC220 Radio-Datenmodul
oder Master Bluetooth Modul zur Verfügung. Diese Module weisen
einen geringen Energieverbrauch auf und sind leicht einstellbar, sodass
sie für unseren Roboterapplikationen ausgezeichnet brauchbar sind.

6.1 Einrichtung der Funkverbindung zum PC

Die Frequenz und Baudrate der APC220-Module wird mit Hilfe des WT
Dongles auf Standardwerten eingestellt. Für das WT Dongle steht eine
spezielle Visual Basic (VB) Software zur Verfügung, welche die Ein­richtung unterstützt und zum APC-220 Applikationsprogramm gehört.

Man verbindet das WT Dongle-Modul mittels USB-Kabel mit dem PC.
Dazu muss der Treiber des RP6v2 Programmieradapters noch

installiert werden. Den aktuellsten Treiber nden sie auf unserer

Webseite im Bereich des RP-Roboters.

Die APC-220- beziehungsweise Bluetooth-Module sind steckbar auf
das WT-Dongle. Mit Hilfe des Visual Basic Programms für die APC-220
Applikation können sie den APC-220 einrichten und die Roboter

steuern.

WT

PC

Abb. 11 : Kommunikationsbeispiel

Der Aufbau der Testumgebung ist im oben abgebildeten Blockdiagramm
abgebildet.

dongle

APC-

220

APC-

220 ASURO

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6.2 Vorbereitung Roboter für den Funkverbindung

Wichtig!

Der Roboter kann noch nicht sofort mit der Funkverbindung kom­munizieren. Zusätzlich zur Hardwareanpassung, in der die Wireless
Erweiterungsplatine eingebaut wird, soll auch noch ein Programm im
Roboter installiert werden.

1 2

PC or Phone

TRANCEIVER 1

In einer Android Kommunikationsverbindung muss die Applikation
in ein Android Smartphone oder Tablett installiert werden. Bei einer
PC-basierender Kommunikation platziert man Transceiver 1 auf dem
RP6v2 USB Programmieradapter (WT Dongle) und müssen Sie die
Applikation auf Ihrem PC installieren.

TRANCEIVER 2

Als erstes müssen wir das Erweiterungsmodul mit dem RF Modul
APC-220 beziehungsweise Bluetooth-System installieren.
Anschließend folgt die Übertragung der passenden Software in den
Roboter.

Die benötigte Software variiert je nach Robotertyp.

Esgibtjeweilsspezischen

*.HEX (Hex Dateien) für:

- ASURO

- RP6(v2)

- ROBOT ARM

*.PDE (Arduino le) für:

- AAR oder andere Arduino Roboter

Robot

*.CBAS (C-Control le) für:

- PRO-BOT128

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7. APC220

In der Kombination mit dem APC220-Modul kann der ASURO mit
dem Programm “ASURO Control” angesteuert werden, das dazu
auf dem PC installiert werden muss. “ASURO Control” kann von der
Web-Seite abgerufen werden. Die Software wurde in Visual Basic
geschrieben und steht dem Anwender als veränderbare Quelle zur
Verfügung.

Die ASURO-Software muss in geringem Umfang angepasst werden.
Auch diese Software ist ein OpenSource-Produkt.

Die Anpassung wird benötigt, weil das System ein Protokoll übertra­gen soll. Darin benden sich ein Control-Byte und ein Satz mit Infor­mationsbits. In Abbildung 12 kann man sehen, wie die Applikation
(in Orange) das Signal zur Datenabfrage am PC abschickt. Darauf­hin antwortet das ASURO-System mit den Antwortdaten in Rot.

Protokoll vom PC zum ASURO:

Abb. 12 : Kommunikationsbeispiel

Die ASURO-Software beinhaltet einige Funktionen zur Abfrage der
Sensoren und zur Steuerung der Motoren. Falls das Ansteuerungs­programm darum bittet, sendet ASURO dem Auftraggeber die
erfassten Daten umgehend zu. Bei dieser Gelegenheit steht eine
Option zur Verfügung, selbst dem Signal noch 4 Bytes Information
beizusteuern. Zu diesem Zweck könnte man zum Beispiel an einem
Thermometer denken, das auf den freien Anschlüssen des Erweiter­ungsbausatz angeschlossen wird. Im nachfolgenden Text wird die
Codierung zur Datenübermittlung solcher Messdaten beschrieben.

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In diesem Code kann man feststellen, dass das System in Battery()
einige Funktionen aufruft, um zum Beispiel die Batteriespannung zu
messen. Diese Funktion liefert einen Wert zwischen 0 und 255 zurück,
der im PC-Programm verarbeitet und auf dem Bildschirm dargestellt
wird. Die Bytes 10 bis einschließlich 13 sind noch frei, können jedoch
frei programmiert werden.

Abb. 13 : Asuro Control Software (Visual Basic)

Nach Starten der Applikation ‘ASURO Control’ meldet sich das Pro­gramm mit dem obenstehenden Bildschirminhalt. Sie können nun
mit dem ASURO Kontakt aufnehmen und den Roboter ansteuern. Das
WT-Dongle muss mit dem PC verbunden sein. Bei angeschlossenem
WT-Dongle löst ein Anklicken der „Refresh“-Funktion eine Abfrage aller
angeschlossenen COM-Ports aus.
Nach Wahl des richtigen COM-Ports für den WT-Dongle wird die Verbin­dung durch Anklicken der ‘Connect’-Funktion auf der ‘ASURO Control’­Maske hergestellt. Dieser Befehl löst die Verbindung zwischen dem
WT-Dongle und ‘ASURO Control’ aus.

Daraufhin werden die Motorgeschwindigkeit und Batteriespannung
links unten auf dem Bildschirm angezeigt. Sobald ein Schalter an der
Frontseite des Roboters aktiviert wird, zeigt das Programm zu diesem
Schalter einen roten Punkt. Auf diese Weise meldet das Programm auf
der ‘ASURO Control’-Anzeige einen Zusammenstoß. In der Program­manzeige der Applikation werden auch die Farbwechsel der ASURO­LEDs angezeigt.

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Zur Ansteuerung des ASURO-Roboters stehen auf der rechten
Seite Taster zur Verfügung. Die Geschwindigkeit wird mit einem
Schieberegler auf der oberen rechten Seite vorgegeben

Zudem ist es möglich, den Roboter mit der Tastatur zu steuern.
Dazu muss das Feld ‘Key Control’ mit einem Häkchen aktiviert
werden.

W: Vorwärts
A: Links
S: Rückwärts
D: Rechts
E: Anhalten

Die Arbeitsfrequenz des APC220 kann auf verschiedene Werte fest­gelegt werden. Sollten mehrere APC220 mit der gleichen Frequenz
in unmittelbarer Nähe in Betrieb sein, kann das Protokoll sicher­stellen, dass die Daten trotzdem beim richtigen ASURO landen. Es
ist jedoch ratsam, diese Situation zu vermeiden und wenn möglich
unterschiedliche Kommunikationsfrequenzen zu wählen, weil man­che Programme mehrmals pro Sekunde mit dem ASURO kommuni­zieren.

Die APC220-Arbeitsparameter werden im PC-Programm festgelegt
und gegebenenfalls angepasst. Klicken Sie auf der Hauptdialogseite
des Programms auf ‘Settings’, damit folgender Inhalt nach Abb. 17
auf dem Bildschirm erscheint:

Abb. 14 : Settings ins
Control Programm

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8. Die Bluetooth Module

Sie können den ASURO mit einem PC oder Telefon ansteuern, indem
Sie ein Bluetooth Slave Modul in das Erweiterungsmodul einsetzen.
Dazu ist jedoch erforderlich, dass auf dem WT-Dongle ein Bluetooth
Master Modul eingesetzt wurde. Der Unterschied zwischen Slave
beziehungsweise Master Modul wird in Abbildung 15 beziehungs­weise 16 dargestellt.

Afb. 15 : Slave

Afb. 16 : Master

Diese beide (master und Slave Modul) gibt es nur bei die AREXX
Wireless Kit WRL-03

Das Master Module (rechts) wird mit einem weißen Punkt auf dem
oberen IC markiert. Außerdem enthält dieses Modul einen Schalter.
Das Slave Modul (links) weist keinen weißen Punkt und auch keinen
Schalter auf.

Nach dem Einschalten beider Module wird das Master Modul einen
Slave suchen und automatisch eine Verbindung aufbauen. Nachdem
der Master die Verbindung zum Slave hergestellt hat, wird dieser die
Slave-Adresse speichern.

Falls die Verbindung unterbrochen wird und der Master später wieder
seinen Slave sucht, wird das System nur den Slave mit der
gespeicherten Slave-Adresse suchen.

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Diese Situation wird mit der blauen LED visualisiert. Bei diesem Ver-

fahren sind folgende Arbeitsmodi deniert:

Schneller Leuchtwechsel: Slave und Master sind nicht miteinander
verbunden
Ununterbrochen leuchtend: Slave und Master sind miteinander
verbunden
Langsamer Leuchtwechsel: Der Master ist nicht verbunden,
hat aber eine Slave-Adresse gespeichert.
In diesem Fall können Sie die
gespeicherte Adresse löschen, indem Sie
den Schalter drücken auf Master Module.

Dem Bluetooth Slave Modul kann
man einen selbst gewählten
Namen zuweisen. Damit Sie das
System mit einem anderen
Bluetooth-Gerät kommunizieren
lassen können, wurde als Option
die Anpassung der Baudrate und
PIN-Code eingebaut.
Diese Parameter werden in der
Hauptdialogseite in ‘Settings’
(Deutsch: Einstellungs­ parameter) verändert. Klicken Sie
in der Programm auf ‘Settings’,
damit folgender Inhalt dargestellt
wird Abbildung 17.

Abb. 17 : Bluetooth Settings

Das zu ändernde Modul muss sich zum Änderungszeitpunkt im

WT-Dongle benden. Die Änderungen werden danach mit einem Klick

auf ‘Save Settings’ (Einstellungsparameter sichern) gespeichert.

Im Log-Protokoll wird dokumentiert, ob der Speichervorgang gelun­gen ist. Falls das nicht der Fall ist, wird ein sogenannter Time-out
(Zeitüberschreitung) gemeldet.

Achtung:

Der Name des Master Moduls kann nicht geändert werden. Nach dem
Speichern der Baudrate und PIN-Code wird ein Time-Out gemeldet.
Das ist jedoch normal.

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Nach dem Einsetzen des Bluetooth Master Moduls in den
WT-Dongle, beziehungsweise dem Einsetzen des Slaves in den
ASURO Erweiterungsbausatz kann genauso wie im Falle des APC220
eine Kommunikationsverbindung zum ASURO hergestellt werden.

Dazu starten Sie das Programm “ASURO Control”. Der COM-Port
bleibt unverändert erhalten und es werden die gleichen
Arbeitsschritte durchgeführt, sowie sie im APC220-Kapitel
beschrieben worden sind.

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9. Android Handyapplikation

Auch mit einem Mobiltelefon kann man den ASURO steuern. Dazu
muss das Bluetooth Slave Modul auf dem ASURO Erweiterungs­bausatz installiert werden.

Anschließend müssen Sie noch die Applikation „ASURO Bluetooth“
auf Ihrem Telefon installieren. Diese Software steht auf der AREXX­Webseite zur Verfügung. Im gleichen Bereich können Sie auch den
Quellcode für diese Applikation herunterladen, so dass Sie auch die
Quelle einlesen und nach Ihren eigenen Wünschen anpassen kön­nen.
Die meisten Android Telefone sind inzwischen mit dem Betriebssy­stem Android 2.1 oder aktueller ausgestattet (Siehe Abbildung 3).
Deshalb wurde auch diese Applikation für Android 2.1 oder Android

2.1 oder aktueller (das heißt: „höher“) entworfen.

Abb. 18 : ANDROID APP

Nach dem Starten der Applikation bittet das Programm zuerst um
Erlaubnis, Bluetooth starten zu dürfen, sofern diese Anwendung
noch nicht in Betrieb war. Das Interface ist sehr übersichtlich.

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Sobald Sie die ‘Options’-Taste des Geräts anklicken, öffnet das
Programm eine Bildschirmmaske mit den Angaben ‘Connect a
device’ (Verbinde ein Gerät) und ‘Disconnect’ (Trenne die Verbin­dung). Diese Kommandos sind selbsterklärend: zunächst wird das
Telefon eine Verbindung mit dem Slave Modul herstellen müssen.
Mit dem Kommando ‘Connect a device’ befehlen Sie dem Telefon, in
der Umgebung nach Bluetooth-Geräten zu suchen.

Sobald der Name eines Slave Moduls dargestellt wird, können Sie
den Namen anklicken und das System wird die gewünschte
Verbindung herstellen.

Nach der Einrichtung der Kommunikationsverbindung können Sie
den ASURO mit der Applikation ansteuern.

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10. Hintergrund Information

10.1 APC220

Zur Datenübertragung zwischen dem PC und dem Asuro kann man
ein APC220 Radio Data Module verwenden. Es handelt sich dabei
um einen sogenannten Transceiver der Firma Appcon Technologies.

Ein Transceiver (Deutsch: „Sender/Empfänger“) besteht aus einem
Sender (Transmitter) und einem Empfänger (Receiver). Eine solche
Kombination erlaubt es uns mit nur einem Chip oder Modul zu sen­den und zu empfangen.

Der Transceiver verfügt über einem UART Interface, womit man das
Modul auch leicht mit einem PC, beziehungsweise mit einem Mikro­controller kommunizieren lassen kann.

Abb. 19 : APC-220

Abb. 20 : Funk Kommunikation

Der Stromverbrauch für dieses Modul ist gering (etwa 30mA).
Außerdem ist der Transceiver leicht einstellbar und sehr gut geeig­net für eine Funkverbindung. Die Reichweite beträgt etwa 250 m für
eine Baudrate von 9600 bps. Die maximale Reichweite beträgt etwa
1200m bei 1200 bps. Diese Angaben werden im Datenblatt in Ap-

pendix 7 speziziert.

In einem Vorgängerprojekt Wild Thumper wurde das Modul schon
mal erprobt. Dabei wurde der APC220 ausgiebig getestet und man
hat festgestellt, dass die Daten mühelos einen Abstand von 200m
überbrücken können.

Der Nachteil dieses Transceivertyps ist, dass dieser Typ zur Da­tenkommunikation kein eigenes Protokoll zur Verfügung stellt. Wir

werden daher ein eigenes Protokoll denieren müssen.

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10.2 Bluetooth

Bluetooth ist ein offener Standard für Funkverbindungen auf
Kurzstrecken. Ericsson hat Bluetooth ursprünglich als Funkstrecke
zwischen Mobilfunktelefone und anderen Geräte konzipiert. Der
RF-Frequenzbereich befindet sich im 2,45 GHz-Band.
Eine sogenannte Sichtverbindung ist nicht erforderlich. Im GHz­Frequenzbereich sind die elektromagnetische Wellen auch in der
Lage Festmaterialien zu durchdringen, solange es sich dabei nicht
um Metallen handelt.

Genau genommen ist Bluetooth eine Ersatzlösung für eine
(kurze) Kabelverbindung und kann somit verwendet werden als
Kommunikationsstrecke zwischen Geräten. Die Entwickler haben
absichtlich preiswerte Funktechnologien verwendet, sodass
Bluetooth problemlos in jedem Gerät eingesetzt werden kann.
Weil Bluetooth normalerweise auch wenig Energie benötigt (30
Mikroampere im ‘Hold-Modus und ca. 8-30 Milliampere in einer
aktiven Verbindung), kann man es auch in batteriebetriebenen
Mobilfunkgeräten anwenden. In der Klasse 2 arbeitet die Bluetooth­Technologie mit einer Reichweite vom 10 Metern.

Moderne Mobilfunktelefone verfügen zur Zeit fast immer über
Bluetooth-Schnittstellen. Aus diesem Grund ist es interessant die
Asuros und andere AREXX Roboter ebenfalls mit Bluetooth
auszustatten.

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11. Visual Basic

Um den Anwender zu ermöglichen die Asuro-Systeme mit seinem
PC zu steuern wurde eine Applikation entwickelt. Zur Entwicklung
einer solchen Applikation stehen zahlreiche Programmiersprachen
zur Verfügung. Weil bei den Studenten nur geringe Erfahrungen im
Bereich der Applikationsentwicklung vorhanden ist, haben wir Visual
Basic gewählt, womit man relativ einfach Applikationen aufbauen
kann.

Visual Basic (VB) ist sowohl eine Programmiersprache als auch eine
Entwicklungsumgebung.

VB erlaubt es uns auf Windows lauffähige Programme zu schreiben.
Der Begriff “Visual” bezieht sich dabei auf das für die für den Be­nutzer verfügbare graphische Benutzerschnittstelle (Graphical User
Interface, in der Abkürzung bekannt als „GUI“). Das Wort “Basic”
bezieht sich auf die universelle Anfänger-Programmiersprache BASIC
(Beginners All-Purpose Symbolic Instruction Code).

In diesem Projekt haben wir mit der Version Visual Basic 2010
gearbeitet, die zur Zeit als modernste Fassung verfügbar ist.

Afb. 21: ISP connector

- 26 -

In Abbildung 21 ist das Programm ASURO Control dargestellt. Diese
Bildschirmdarstellung zeigt das Hauptbildschirmfenster der Applikat­ion. Im linken Fensterbereich stehen die Buttons (Knöpfe), Timers
(Zeitgeber) und Textfenster zum Einsetzen zur Verfügung. Der An­wender kann die Eigenschaften dieser Elemente anpassen und sich
in seinem Programmcode auf dieses Elemente beziehen.

Sobald man als Anwender zum Beispiel den ‘refresh’-Knopf (Auffri­schen) auf dem Bildschirm betätigt kann die Knopf-Treiberfunktion
darauf reagieren.

Private Sub Button_Refresh_Click(ByVal sender As System.
Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles
Button_Refresh. Click
GetSerialPortNames()
End Sub

In obengenanntem Codebeispiel wird die Funktion
‘GetSerialPortNames()’ aktiviert sobald auf der ‘Refresh’-Taste
geklickt wird.

- 27 -

11.1 Software Development Kit

Google hat unter dem Namen „Software Development Kit“ (SDK)
einen Software-Entwicklungsbaukasten freigegeben, womit An­wender selbst eine Applikation für einen Smartphone, Tablett oder
beide entwickeln können. Die SDK enthält einen Satz hervorra­gender Werkzeugen. Dazu gehören zum Beispiel ein Debugger und
ein Emulator. Auch gibt es eine Vielzahl von Beispielapplikationen
und stehen auf der zugehörigen Webseite viele Arbeitsanleitungen
(sogenannte „Tutorials“) zur Verfügung.

Mit dem SDK Manager (Abbildung 22) kann der Anwender weitere
Plattformen an seine Entwicklungsumgebung zufügen. Auch kann
man Beispielapplikationen installieren.

Abb. 22 : SDK Manager

- 28 -

Der SDK-Baukasten verfügt auch über einem Virtual Device Mana­ger. Mit diesem Android Virtual Device Manager kann der Anwender
ein virtuelles Gerät einrichten. Auf diesem virtuellen Gerät kann man
die selbst entwickelte Software emulieren (testen) und debuggen.

Abb. 23 : Android Virtual device manager

Zum Herunterladen des SDK-Baukastens sollte man folgende Web­site anwählen:

http://developer.android.com/sdk

Hier ndet man die Installationsadressen und die ausführlichen

Installationsanleitungen, wie man die SDK auf seinem PC einrichten
kann.

- 29 -

11.2 Eclipse

Eclipse ist ein frei verfügbares („opensource“) Programmiergerüst
(Englisch: framework) für Software Entwicklungsumgebungen, das
von der Eclipse Stiftung entwickelt worden ist.
Die bekannteste Anwendung ist der Einsatz als Entwicklungsumge­bung für die Programmiersprache Java.

Die SDK verfügt über eine Schnittstelle für Eclipse, sodass ein Pro­grammierer sehr bequem ein Android Projekt starten, compilieren,
debuggen und emulieren kann.

Zum Abschluss wird dann eine apk-Datei des Applikationsentwurf
erzeugt, die auf jedem Android-Handy installiert werden kann.

Abb. 24 : ECLIPSE

Das frei verfügbare Eclipse-Programm steht zum Download zur
Verfügung auf:

http://www.eclipse.org/downloads/

- 30 -

APPENDIX

- 31 -

A. Schaltplan RP6v2 Programmier Adapter (WT DONGLE)

X1

USB

123

4

DC-JACK

J1

10n 100n

C1 C2

ferrite bead 600 ohm 100Mhz

L1

321

+

22uF

C9

GND

100n

C5

+

22uF

C4

GND

100n

+3V3

C3

25

FT232RL

GND

GND

GND

GND

18

21

7

GND

100n

17

15

16

3V3OUT

USBDP

USBDM

TEST

12

26

CBUS4

CBUS3

OSCO28OSCI

CBUS023CBUS122CBUS213CBUS314CBUS4

DCD

RI

CBUS2

CBUS1

CBUS0

Vtarget

100K

GND

R3

R4

1K

R6

3K9

VCC

BC847

T1

R5

1K

BC847

T2

APC220

C6

20

19

27

DSR

DTR

9

10RI6

DCD

DTR

DSR

1

GND

IC1

VCC

VCCIO4RESET

RXD

CTS

RTS

3

11

2

5

RTS

RXD

CTS

GND

DTR

100

3

6

7

EN

AUX

SET

470R

470R

R2

TXD

1

TXD

UART-FULL-HDR

RXD

R8

5

LED_TX

Blue

CBUS0

RI

DTR

CBUS4

1

9

5

HDR1

CBUS43VTARGET

DTR7TX

RI

CBUS2

GND

DSR

RTS

RX

4

2

8

10

6

RXD

RTS

DSR

CBUS2

TXDTXD

GND

100n

100

RXD4TXD

C7

R7

2

M1

VCC

VCC

GND

R1

LED_RX

Blue

CBUS1

Vtarget

VCC

3

IC2

VIN

REG1117

VOUT

1

GND

2

100n

C8

+

MBRS130LT3

22uF

C10

D1

VCC

- 32 -

B. RP6v2 Programmier Adapter (WT DONGLE)

- 33 -

C. SCHALTPLAN AREXX WIRELESS ERWEITERUNG

A

B

C

D

E

25-10-2011

Joris Kok

Designed by:

Extensiekit

AREXX Engineering

www.arexx.com

SW1

1

2

3

JP8

3

GND

2
1

JP8

JP7

2
1

JP7
JP6

2
1

JP6

GND

5V

IRLED-

IRLED+

GND

IR_LED

SFH415-U

C4

GND

GND
V+

PC2(ADC2)
AVCC_2
PB3(MOSI/OSC2)

GND1
PD6(AIN0)

PD2(INT0)
PC3(ADC3)
AVCC_1

10uF

JP4

1
2
3

JP5
JP4

1
2

JP5
JP3

1
2
3

JP3

1 2 3 4 5 6 7 8

SWITCH_IR_OR_MODULE

5V

VCC

100n

C3

GND

GND

GND

GND

220uF

GND

C1

+

EN
AUX
SET

OUT

OUT

SFH5110

C2

MODULE

100n

VCC

2

RXD

4

TXD

5

EN

3

AUX

6

SET

7

GND

1

APC220

GND

V1.1 Aanpassing gedaan aan RXD signaal en LED, deze moet aan de - van de LEd en niet aan de +

1 2 3 4 5 6 7 8

A

B

C

D

E

- 34 -

D. AREXX WIRELESS ERWEITERUNG

POSITION PINHEADER LAY-OUT, other components are not drawn or wrong

- 35 -

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2 3 4 5 6 7 8

E. Schaltplan BLUETOOTH SLAVE

2
1

PIN

7
6

R2

5
4

27k

3
2
1

CON

GND

GND

IC1

3

VIN

VOUT

C2

100nF 10uF

GND

GND

1

47k

R1

GND

2

GND

HC-06-S_MODULE
HC-06

1

TX

2

RX

3

CTS

4

RTS

5

PCM_CLK

6

PCM_OUT

7

PCM_IN

8

PCN_SYNC

9

AIO0

10

AIO1

11

RST

12

3V3

13

GND

C1 C3

GND

NC14VBUSD-15CSB16MOSI17MISO18CLK19VBUSD+20GND1

100nF

GND

F. Schaltplan BLUETOOTH MASTER

21

PIO11
PIO10

PIO9
PIO8
PIO7
PIO6
PIO5
PIO4
PIO3
PIO2
PIO1
PIO0

GND2

34
33
32
31
30
29
28
27
26
25

470

24
23

R3

22

GND

GND

BLUE

LED1

GNDREG1117

2
1

PIN

7
6

R2

5
4

27k

3
2
1

CON

R1

GND

GND

IC1

3

VIN

VOUT

C2

100nF 10uF

GND

1

GND

2

GND

HC-06-M_MODULE
HC-06

1

TX

2

RX

3

CTS

4

RTS

5

PCM_CLK

47k

6

PCM_OUT

7

PCM_IN

8

PCN_SYNC

9

AIO0

10

AIO1

11

RST

12

3V3

13

GND

C1 C3

GND

NC14VBUSD-15CSB16MOSI17MISO18CLK19VBUSD+20GND1

100nF

GND

21

PIO11
PIO10

PIO9
PIO8
PIO7
PIO6
PIO5
PIO4
PIO3
PIO2
PIO1
PIO0

GND2

34
33
32
31
30

S1

29
28
27

3 1
26
25
24
23
22

GND

GND

470

24

R3

BLUE

LED1

GNDREG1117

GND

- 36 -