Der Thread der "kleinen Fragen"

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Multi-kv
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Re: Der Thread der "kleinen Fragen"

#9346 Beitrag von Multi-kv »

Interessantes Thema - da habe ich auch Nachholbedarf.
Habe vor ca. 30 Jahren mal mit dem Motorola 6502 Prozessor in Assembler programmiert - war ne spannende Sache.
Der war in den ersten Apple-Maschinen drin, bis zum Apple IIe oder so.
Alles noch 8bit Befehle, tlw. schon 16 bit Register und Datenbus - immerhin :-)
Später hatte ich mir dann mal den 68000 Prozessor vorgenommen.
Was hast Du damit vor, Mofi?

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Mofi
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Re: Der Thread der "kleinen Fragen"

#9347 Beitrag von Mofi »

Moin Mkv.

Noch nix konkretes, irgendwann mal mit sbm20 einen Geiger bauen. Find es erstmal nur interessant, hab schon ein wenig damit 'rumgespielt.
Größere Projekte lassen sich damit vereinfachen, hab mir mal 3 Nano clones vom Chinamann bestellt.

Grüße, Mofi.
Oh ja. So fängt es an. Aber der Weg von einem legitimen Verdacht zu blindem Verfolgungswahn ist weitaus kürzer als wir denken.
Ich bin zutiefst besorgt über das, was hier geschieht.
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kilovolt
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Re: Der Thread der "kleinen Fragen"

#9348 Beitrag von kilovolt »

Danke, Mofi, Multi-kv und VDX. Werde mich wohl auch mal etwas näher mit Mikrocontrollern befassen. Wäre halt schon eine hübsche Erweiterung für vieles.

Beste Grüsse
kilovolt
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MaxZ
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Re: Der Thread der "kleinen Fragen"

#9349 Beitrag von MaxZ »

Möchte mich bei der Frage auch mal einklinken.

Arduino macht vieles sehr einfach - ohne jeden Zweifel. Wer einen quasi beliebigen Sensor auslesen will, und auf so ziemlich egal was von Gerät anzeigen will, findet die passenden Bibliotheken, die die ganze Arbeit übernehmen und braucht nur noch ne Hand voll Zeilen zu schreiben, die die Bibliotheken miteinander verbinden. Für quick 'n dirty Projekte ist das super. Aus dem Grund habe ich auch ne handvoll Atmegas und Attinys rumliegen. Wenn ich kurzfristig was brauche, z.B. ne Einschaltverzögerung, dann sind die drei Zeilen mit Arduino schneller geschrieben und auf den Mikrocontroller hochgeladen, als das Suchen eines NE555 Rechners, sowie der benötigten Bauteile. Manche werden jetzt die Hände über dem Kopf zusammenschlagen, und ganz andere Erfahrungen gemacht haben, das hier sind meine persönlichen Erfahrungen. Oh, und btw ich habe nur deswegen so viele Attinys weil ich bei Mouser noch 20€ Warenwert brauchte um mir 25€ Versand zu sparen.

Es gibt viele Punkte wo Arduino Kompromisse eingeht, die je nach Anwendungsfall mehr oder weniger problematisch sind. Damit dieser Beitrag nicht noch länger wird als eh schon, möchte ich auf den mMn größten Nachteil eingehen. Das Fehlen eines gescheiten Debuggers. Anders als auf einem PC ist es bei Mikrocontroller nicht so einfach möglich einen Blick ins Innere zu werfen. Es bedarf zusätzlicher Hardware, die quasi einen unabhängigen Zugang zu den Innereien hat, ohne z.B. die Serielle Schnittstelle zu verbrauchen. Die kostet natürlich, was höchstwahrscheinlich der Grund ist, warum Arduinos keinen Debugger integriert haben. Debugging auf dem Arduino läuft prinzipiell so: es klappt nicht, also fängst du an hinter jede mögliche Zeile ein "Serial.println(...)" zu setzen, um dir Variablen oder einfach nur die Info, wo du gerade bist, an den PC zu übermitteln. Wenn du endlich den Fehler gefunden hast, kannst du die ganzen Serial.print Zeilen wieder rauslöschen. Und nein, das werden nicht nur 1-2 Zeilen sein.

Durch die Uni bin ich das erste Mal mit einer anderen Mikrocontroller Plattform als Arduino in Kontakt gekommen: die Tiva LaunchPads von TI. Dabei handelt es sich um Cortex M4 basierte Entwicklungsboards die +/- so groß wie ein Arduino Uno (oder Mega 2560) sind, mit 14-20€ ähnlich viel kosten, aber deutlich mehr Möglichkeiten haben. Vor allem haben sie einen Debugger integriert. Ich kann gar nicht betonen wie geil es war, nicht mehr jede einzelne Variable per Serial.print ausgeben zu müssen, und in jedes if und jedes else nen Serial.print reinzuschreiben um zu wissen wo ich lande. Der Debugger erlaubt es den Code Schritt für Schritt auszuführen, oder normal laufen zu lassen, oder an einer bestimmten Stelle anzuhalten - und das alles interaktiv. Zudem kann ich mir jeder Zeit alle Variablen anschauen einfach so. Schluss mit Testen, geht nicht, Serial.print, Serial.print, Serial.print, neu hochladen, ...

Der Debugger hat noch eine weitere - insbesondere für Einsteiger - unglaublich wichtige Funktion: er macht das Geschehen innerhalb dieser Blackbox sichtbar. Ich sollte mal einer Studentin eine for-Schleife erklären, aber kein Versuch hat wirklich gefruchtet. Als wir jedoch ein einfaches Code-Beispiel Schritt-für-Schritt ausgeführt haben, und sie sah, was genau in jedem einzelnen Schritt geschieht, welche Variable wo hochzählt, welche Zeile als nächstes ausgeführt wird, da hat's klick gemacht. Das ist nur ein Beispiel, deckt sich allerdings mit meinem allgemeinen Eindruck den ich in den letzten zwei Jahren als Tutor eines großen Programmierworkshops an der Uni gewonnen habe; (live) zu sehen was genau geschieht vermittelt ein besseres Verständnis als jede noch so gut geschriebene oder gesprochene Erklärung.

Trotz dieses überwältigenden Vorteils gilt meine Empfehlung nicht uneingeschränkt den Tivas o.ä. Dass die Programmierumgebung deutlich näher an der Hardware dran ist als die vereinfachte und abstrahierte Arduino Umgebung, macht den Einstieg definitiv nicht leichter. Vor allem erfordert es, dass die Hardware, also z.B. der Aufbau des ADCs zumindest grundsätzlich verstanden wurde, bevor er genutzt werden kann. Und da die meisten Module, z.B. auch PWM umfangreiche Funktionen, wie Totzeit, Synchronisierung mehrerer Ausgänge, Interrupts, etc haben, ist das manchmal eher erschlagend - selbst wenn die Funktionen gar nicht beachtet werden müssen. Es aber auch gesagt, dass es von TI einen recht guten Workshop gibt, der sowohl die IDE, den Debugger, als auch die meisten Module des Mikrocontrollers vorstellt, und deren Verwendung Schritt für Schritt erklärt. Dazu gehört auch eine recht ordentlich aufgebaute und strukturierte Bibliothek, mit der alle Funktionen des Mikrocontrollers angesteuert werden können.
Aufgrund dieses Aufwandes habe ich mich neulich z.B. bewusst gegen diesen Weg entschieden. Ich wollte Sensordaten drahtlos übermitteln mittels ESP8266. Dazu hätte ich mich entweder in die Plattform einarbeiten, oder aber auf die Arduino Umgebung setzen können, die für diesen Mikrocontroller portiert wurde. Da das Projekt eher klein war, habe ich mich zu letzterem entschieden. Und prompt den Debugger vermisst ;)

Was nun die beste Lösung in meinen Augen ist? Schwierige Frage. Wer keine Lust hat sich mit dem Aufbau von ADC, PWM, Timer, etc. rumzuschlagen, wird nen schweren Start mit Tiva haben. Dafür kriegt er den Debugger, der einiges an Mehrwert beim Lernen und Entwickeln bringt. Zumindest für den Lern-Aspekt ist es u.U. eine Alternative, sich eine C++ IDE wie Code::blocks anzuschauen. Damit kann man die Konzepte der Sprache - mit Debugger - ohne großen Aufwand auf dem PC erkunden und verstehen lernen. Wer darüber hinaus nur kleineres vor hat, ist darüber hinaus wohl mit Arduino besser dran.


Liebe Grüße,
Max

______________________________
Fußnote zu den Tivas und dem Debugging: Die Tivas sind nicht so schrecklich verbreitet, und obwohl es ein sehr hilfreiches Forum bei TI gibt, finden sich z.B. deutlich weniger Bibliotheken auf GitHub für diese Plattform. ST hat vergleichbare Microcontroller im Angebot, die sich deutlich größerer Beliebtheit erfreuen. Mit diesen habe ich persönlich aber noch keine Erfahrung gemacht.
Des weiteren ist mir durchaus bewusst, dass es auch für die Atmels, auf denen die "einfachen" Arduinos basieren, einen Debugger zu kaufen gibt. In dem Fall braucht man aber Atmel Studio um ihn auch verwenden zu können, was ebenfalls eine "vollwertige" Entwicklungsumgebung ist (und entsprechend auf den ersten Blick erschlagender als die Arduino IDE). Es dürfte allerdings einiges an Aufwand brauchen, bevor der Arduino Code in Atmel Studio läuft und debuggt werden kann. Denn das ganze Zeug was Arduino versteckt, muss irgendwie dort eingerichtet werden...

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Thunderbolt
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Re: Der Thread der "kleinen Fragen"

#9350 Beitrag von Thunderbolt »

Wenns ein bisschen mehr leistung sein darf werfe ich mal die STM32 plattform in den raum:
https://www.heise.de/developer/artikel/ ... 09580.html
gibt auch 'ne erweiterung für die Arduino-IDE https://github.com/stm32duino/Arduino_Core_STM32
Ich persönlich benutze die STM32 Workbench und CubeMX (GUI-Tool zur peripherie-konfiguration) deshalb kann ich nix dazu sagen wie gut oder schlecht das ganze mit der arduino-IDE funktioniert


Angefangen hab ich damals selber mit 'nem MEGA8 mit quarz und LEDs auf 'nem stück lochraster :D
für kleinscheiß und "mal eben schnell" ist Arduino super, aber wenns auf performance ankommt bin ich da nicht für zu begeistern...
wenn man 20 taktzyklen braucht um 'n pin umzuschalten (was auch in 2 zyklen geht) weil man erstmal prüfen muss "bist du ein ADC Pin? nein?... hmmm... "bist du vllt ein Timer-Pin? auchnicht... hm... bist du ein Interrupt-Pin? etc"
für einsteiger ist das natürlich unschlagbar weil man sich einfach um nichts kümmern braucht, das verschwindet alles hinter der arduino-library

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Heisath
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Re: Der Thread der "kleinen Fragen"

#9351 Beitrag von Heisath »

Das was man bei Arduino halt im Kopf behalten muss ist, denke ich:
- die Hardware ("Arduino") ist auch nur ein Atmel Prozessor mit ein bisschen Peripherie (wie dem UART auf USB Wandler)
- die Software sind nur Bibliotheken, die Befehle abstrahieren (damit z.B. mehrere Chips mit dem selben Code laufen, Pins richtig übersetzt werden etc)
- die Programmiersprache ist immernoch C / C++

Daraus folgt dann direkt, dass man die gleiche Hardware auch in reinem C/C++ bespaßen kann und vorallem auch im "Arduino"Code direkt C (Register) Befehlen verwenden kann. So kann man schnelle Komponenten hinbekommen und trotzdem noch die easy to use LCD Bibliothek nutzen. Hat auch den Vorteil, dass man mit den Arduino Bibliotheken eine Heranführung an C hat, und sofern man denn will, auch vernünftig C programmieren lernen kann.

Und da die Arduino Bibliotheken open source sind, kann man auch leicht nachsehen was ein Arduinobefehl intern macht, und extrahieren welche Teile man davon wirklich braucht.
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kilovolt
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Re: Der Thread der "kleinen Fragen"

#9352 Beitrag von kilovolt »

Ganz herzlichen Dank für Eure umfangreichen Tipps, Max, Thunderbolt und Count-Doku! Das hilft mir weiter und gibt mir eine gute Übersicht. Also ganz kurz zusammengefasst: Arduino ist beliebt, weil einfach und wenig Programmieraufwand wegen vielen fertigen Libraries. Profis setzen aber lieber auf individuellere Lösungen, welche genauer auf das Problem zugeschnitten sind und damit zwar selber ausprogrammiert werden müssen, dafür aber wesentlich effizienter ablaufen und mehr Durchblick ermöglichen, was genau vor sich geht und auch mehr Lerneffekt haben. Kann man das etwa so sehen? ich denke, für mich als Einsteiger (oder im weitesten Sinne Wiedereinsteiger) dürfte Arduino allenfalls nicht schlecht sein für dne Anfang, und wenn es mir in den Fingern juckt, steig ich auf was komplexeres um.

Ein herzlicher Gruss und nochmals vielen Dank!
kilovolt
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VDX
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Re: Der Thread der "kleinen Fragen"

#9353 Beitrag von VDX »

... ein Arduino ist durchaus auch für "Profis" interessant, wenn er von der Leistungsfähigkeit her ausreicht -- ich habe für die vorige Firma eine "Industrie-G-Code-Steuerung" um einen ArduinoDue herum aufgebaut, der erstmal auf einem "Shield" für die Pegelanpassung 3.3V<->5V und Optokoppler-Pufferung (und DAC-Wandlung 0-3V --> 0-5V oder 0-10V) sitzt ... und von da aus mit einem 40-poligen Flachbandkabel zum I/O- und Treiberboard mit 24V-Pegeln und 4 Schrittmotor-Ausgängen.

Auf dem ArduinoDue ist als Firmware entweder Marlin4Due oder Marlin2.0 drauf, welches die typischen 3D-Drucker-G-Codes (und ein paar zusätzliche "spezifische" G- und M-Codes) versteht.

Hab' damit neben Pastedispensern und Lasergravierern auch Industrie-Ultraschallreiniger mit bis über 3m Verfahrbereich mit bis zu 5 Bädern und Trocknerkammer angesteuert ... also nicht nur für "obby-Kram" ;)

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Heisath
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Re: Der Thread der "kleinen Fragen"

#9354 Beitrag von Heisath »

VDX, wenn du sagst Arduino ist auch für "Profis" interessant hast du damit sicherlich recht, aber in dem Beispiel was du gibst (Marlin; https://github.com/MarlinFirmware/Marli ... Marlin/src) wird der Arduino wieder hauptsächlich nur für die Hardware (den Atmel Mikroprozessor) verwendet. Wenn du dir die Marlin Bibliothek ansiehst, stellst du fest, dass dort der größte Teil (wenn nicht sogar alles) direkt lowlevel mit C++ gemacht wird, und nichts durch die Arduino Bibliotheken abstrahiert (abgesehen von den Pin Definitionen).

Deshalb sagte ich oben man muss klar unterscheiden zwischen der Hardware (halt ein Atmel Prozessor, je nach Arduino besser / schlechter) und den Arduino-Softwarebibliotheken. Und letztere sind durch die hohe Flexibilität eher langsam. Das ist der Grund, warum Dinge wie Marlin oder auch Grbl (https://github.com/gnea/grbl) nicht mit Arduino programmiert werden sondern direkt in C++.

EDIT:

Das von MaxZ angesprochene "Serial.print" Debugging bei Arduino ist tatsächlich ein Problem. Aber hier würde ich sowieso empfehlen, sich nicht lange mit der Arduino IDE aufzuhalten. Es gibt Visual Studio (als Community für den Privatgebrauch kostenfrei) und das ziemlich gute VisualMicro (https://www.visualmicro.com/) als Plugin. Damit kann man dann bequem Arduino programmieren, mit Board & Bibliotheksverwaltung, den ganzen Komfortfeatures (Springe zu, Refactor, etc) einer guten IDE und VisualMicro enthält einen Debugger, mit dem man Variablen, PinStates etc. während der Laufzeit ansehen kann (ja das geht dann natürlich mit über den seriellen Port). Nachteil: Visual Studio ist für Anfänger komplex, wenn man damit noch nie gearbeitet hat. Und VisualMicro kostet ein paar Euros. Ist es aber wert, wenn die Programme über ein paar Dateien hinausgehen.
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Re: Der Thread der "kleinen Fragen"

#9355 Beitrag von VDX »

... nunja, mit meinen "kleinen" Arduinos wollte ich gar nicht erst anfangen da es eigentlich viel zu simpel ist -- mit den Arduino Pro Nano und ein paar Zeilen Code steuere/variiere ich (per Interrupt) die Pulslänge bei meinen Laserdiodentreibern ... oder auch eine automatische Z-Achsen-Steuerung für den Abstand bei den Galvomarkierern - hier ists eigentlich auch nur Auswertung der Analog-Spannung eines Laser-Triangulationssensors und Ansteuerung des Z-Steppers (Arduino 5€, Platine 30€, Sensor 450€) ...

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Re: Der Thread der "kleinen Fragen"

#9356 Beitrag von Mofi »

Moin.
Hab mir meine LED Zusatzfunzel geschrottet, und mir eine 20W LED bestellt: https://www.ebay.de/itm/10W-20W-30W-50W ... 4024551680
Nun werd ich aus der Beschreibung nicht ganz schlau. 1A und 36 bzw. 12V?
Und bevor ich lange suche: Gibt es so kleine, günstige PWM Module mit denen ich dimmen kann?

Grüße, Mofi.
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Re: Der Thread der "kleinen Fragen"

#9357 Beitrag von oglbi »

LEDs brauchen eine Konstantstromquelle mit entsprechender Leistung. Ich lese immer nur 1A aber abweichnde Spannungen.
Mein 30W-Chip (sieht genauso aus) zog 0.9A bei 33V. Dann wuerde 12v zu 10W passen und gemutmasste 22-24V fuer 20W.

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Re: Der Thread der "kleinen Fragen"

#9358 Beitrag von VDX »

... bei den handelsüblichen PWM-Modulen mit höheren Strömen hat's ein gar "grusliges" Strom/Spannungs-Profil -- hab' mir für meine Laserdioden mal so ein Teil mit bis 40A Strom bestellt und bei 1-3A und bei 10-30A ausprobiert - bei 1A sieht das PWM-Signal noch halbwegs ordentlich aus ... bei 3A habe ich die ersten Stromspitzen (spikes) gesehen ... ab 20A wurden die z.T. bis 4x größer, als der eingestellte Strom! -- bei 20A (bei einem 12V-Netzteil) hatte ich Spikes mit bis über 80 Ampere!! :shock:

Sollte für 2A oder darunter aber noch problemlos gehen ...

Viktor
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Re: Der Thread der "kleinen Fragen"

#9359 Beitrag von Mofi »

Danke.

Gleich noch eine andere Frage: Dauerlötspitzen sind ganz schön teuer. Hat schon mal wer versucht, einen Silberdraht als Lötspitze zu verwenden? Wurde mal im Microcontroler Forum diskutiert, müsste den Link aber erst raussuchen. Ist immer noch billiger als Ersadur, oder so ;)

Grüße, Mofi.
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Re: Der Thread der "kleinen Fragen"

#9360 Beitrag von VDX »

... ja, habe ich (noch zu Atari-Zeiten) für die ersten SMD-Bautele ein paarmal gemacht -- möglichst dicken Draht, einige Windungen eng um die Spitze gewickelt, so daß sie etwas klemmen, je kürzer abstehende Spitze, umso besser ist die Temperaturleistung ... für Teile die mehr Hitze brauchen, nicht von der Spitze aus, sondern näher am Heizkörper abstehen lassen ...

Viktor
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