Mit dem Ftduino-Modul Fischertechnik steuern

Fischertechnik-Modelle bieten sich zum Fernsteuern an. Mit dem Ftduino schlagen Sie die Brücke zwischen dem RasPi und dem Technik-Spielzeug.

Das Ftduino-Modul ermöglicht Ihnen, Fischertechnik-Komponenten über einen Arduino anzusteuern. Für einen optimalen Einsatz lohnt es sich, die grundsätzliche Funktion zu verstehen: Das macht es einfacher, das Modul später mit einem Raspberry Pi zu kombinieren.

Ursprünglich wurde das Ftduino-Modul für den Einsatz in der Bildung konzipiert. Das robuste Modul bekommt man selbst bei rabiatem Einsatz nicht so leicht kaputt. Mechanisch wie elektrisch bietet es volle Kompatibilität zum TXT-Modul von Fischertechnik. Der Kasten “Ftduino: Technische Daten” fasst die wichtigsten Eigenschaften des Bausteins zusammen, Abbildung 1 zeigt die Anschlussbelegung.

Abbildung 1: Durch seine TXT-kompatible Anschlussbelegung funktioniert das Ftduino-Modul direkt mit Fischertechnik-Modellen.

Im Inneren der Hardware arbeitet ein Atmega32u4-Mikrocontroller, sodass Sie das Modul mit der Standard-IDE des Arduino-Projekts [1] programmieren können. Die komplette Dokumentation dazu finden Sie online [2], sie beschreibt alle Funktionen des Moduls. Zusätzlich umfasst sie alle Schaltpläne und Layouts der Platinen, um bei Bedarf einen Ftduino selbst aufzubauen.

Das fertig aufgebaute und getestete Modul kostet nur etwa 50 Euro, Sie bestellen es über die Homepage des Ftduino-Projekts [3]. Ein Youtube-Video [4] vermittelt einen guten Eindruck davon, was mit dem Ftduino alles möglich ist.

Erster Test

Um ein erstes kleines Testprogramm auf dem Ftduino zu betreiben, benötigen Sie die Arduino IDE, die Sie bei Bedarf von der Homepage des Arduino-Projekts herunterladen [5]. Dort finden Sie auch eine Installationsanleitung für verschiedene Betriebssysteme.

Fügen Sie Ihren User noch der Gruppe dialout hinzu: Ohne diesen Schritt kommt keine Kommunikation mit dem Board zustande [6]. Zusätzlich zu den in der Dokumentation beschriebenen Schritten führen Sie unter Linux das Skript arduino-linux-setup.sh im Arduino-Ordner aus.

Haben Sie die Installation der IDE abgeschlossen, tragen Sie für den Ftduino einen zusätzlichen Board-Verwalter [7] ein. Das erledigen Sie unter Datei | Voreinstellungen | Einstellungen (Abbildung 2).

Abbildung 2: Um den Ftduino in der Arduino IDE zu programmieren, benötigen Sie einen zusätzlichen Board-Verwalter.

Nun suchen Sie unter Werkzeuge | Board | Boardverwalter … nach dem Ftduino und installieren den passenden Verwalter. Um ihn zu aktivieren, wählen Sie ihn unter Werkzeuge | Board aus. Achten Sie darauf, den korrekten Port zu nutzen, um mit der Hardware zu kommunizieren. Unter Linux heißt die entsprechende Gerätedatei /dev/ttyACM0.

Um zu überprüfen, ob das Modul wie vorgesehen arbeitet, genügt ein einfaches Testprogramm. Es erzeugt ein Lauflicht mit den Ausgängen O1 bis O8. Damit die LEDs nicht einfach auf dem Basteltisch herumliegen, sorgte im Testaufbau eine Prototypenplatine für Ordnung (Abbildung 3).

Abbildung 3: Ein Programm zum Steuern des Lauflichts dient dazu, die Kommunikation mit dem Ftduino zu testen.

In Abbildung 4 sehen Sie den Schaltplan des Aufbaus. Auf der Unterseite der Platine befindet sich eine Stiftleiste [8], an der die Bananenstecker aus dem Fischertechnik-Sortiment festgeschraubt sind.

Abbildung 4: Mit dem Schaltplan für das Lauflicht lässt sich der Aufbau auf dem heimischen Basteltisch nachstellen.

Listing 1 zeigt das Testprogramm. Es verwendet die Methode ftduino.output_set(), um die Ausgänge zu setzen. Genauer gesagt kommt die Methode output_set() des Ftduino-Objekts zum Einsatz: Die API arbeitet komplett objektorientiert, die Dokumentation beschreibt alle Methoden [2].

#include <FtduinoSimple.h>
void setup() {
}
void loop() {
  int i;
  for (i=0; i<8; i++) {
    ftduino.output_set(i, Ftduino ::HI);
    delay(100);
    ftduino.output_set(i, Ftduino ::LO);
  }
}

Um das Testprogramm zu kompilieren und ins Ftduino-Modul zu laden, klicken Sie auf Hochladen. Die Schaltfläche befindet sich unter der Leiste mit den Navigationsschaltflächen (Pfeil nach rechts, auf einem runden Knopf).