Pi and More 8

Vortrag: 13:00 Uhr – 13:10 Uhr, Hörsaal

Begrüßung

Beitrag von Daniel Fett und Guido Schmitz

Vortrag: 13:30 Uhr – 13:55 Uhr, Hörsaal

Raspberry Pi
Einführung und Grundlagen

Der Raspberry Pi wurde inzwischen über 5 Millionen mal verkauft. Doch was ist dieser kleine Einplatinencomputer überhaupt und was kann man damit anstellen? In diesem Grundlagenkurs sollen diese Fragen beantwortet werden.

Inhalt:

• Vorstellung des Raspberry Pi, der dahinterstehenden Philosophie und der verschiedenen Modelle
• Eine Auswahl von verschiedenen Raspberry-Pi-Projekten als Beispiel
• Beschreibung der Grundlagen/Installation, der ersten Inbetriebnahme und Konfiguration

Beitrag von Nico Maas

Weitere Informationen:

• Weblog und Folien

Vortrag: 14:00 Uhr – 14:25 Uhr, Hörsaal

Industriemaschinenüberwachung mit dem Pi

Beitrag von Fabian Krause

Workshop: 14:00 Uhr – 15:50 Uhr, Workshopraum

LED-Lichterketten an Pi und Arduino/AVR

Projekte mit selbstklebenden LED-Streifen sind verbreitet. Der häufige LED-Typ mit WS2812B-Ansteuerchip wird dabei entweder direkt am Raspberry Pi betrieben oder von einem Mikrocontroller angesteuert (meist mit Arduino als Plattform). Es existieren eine Reihe von Software-Bibliotheken zur Ansteuerung. Sie gehen m.W. alle davon aus, dass die LED-Kette als ein linearer Strang vorliegt. Wenn man also z.B. eine matrixförmige Anordnung möchte, z.B. für ein Snake-Spiel, für Tetris, für Memory, dann muss man immer vom Ende eines geklebten Streifens zum Anfang des darunterliegenden Streifen "zurückverdrahten". Das lässt sich verbessern: Hier wird gezeigt, wie mit einer neuen Bibliothek eine komplett frei wählbare Verdrahtungsstrategie umgesetzt werden kann. In jedem Projekt sind die LEDs des Strangs oder der Matrix dann direkt über Koordinaten ansprechbar und man kann normale RGB-Farbwerte, etwa 0xFF0000 für Rot.

Außerdem wird gezeigt, wie mit den LED-Streifen ein vollständiges Projekt verwirklicht werden kann:

• Installation und Verwendung der Ansteuer-Bibliotheken.

• "Anklickbare" LEDs (Montage auf einem Mikrotaster, hinter einer "Frontplatte" aus Papier oder dünner Pappe) herstellen.

• Arduino oder Atmel-Mikrocontroller portable mit Strom versorgen und zur Ansteuerung verwenden.

• Für komplett reduzierte Hardware: Konfiguration und Verdrahtung eines Atmel-Mikrocontrollers zur Ansteuerung eines WS2812B-Strangs.

• Anschluss und Ansteuerung der LEDs auch an einem Raspberry Pi.

Die Programmierung wird im Workshop beispielhaft auf Raspberry Pis vorgenommen. Setzt man im eigenen Projektaufbau Arduinos oder Atmel-Mikrocontroller ein, ist das Projekt nachher gleichwohl nicht mehr von einem RasPi abhängig.

Experimentierhardware (Arduinos, Atmel-Controller, WS2812B-Stränge, Experimentierboards, Drähte etc.) wird für die Teilnehmer zur Verfügung gestellt.

Das zur Verfügung gestellte Informationsmaterial zusammen mit dem kurzen Einführungsteil sollten ausreichen, damit auch Anfänger klarkommen. Ich würde mich aber auch über fortschrittene Teilnehmer freuen zwecks Erfahrungsaustausches und gemeinsamen Ausprobierens der Bibliotheken.

Beitrag von Christoph

Vortrag: 15:00 Uhr – 15:25 Uhr, Hörsaal

PEBIS - Prozessüberwachung mittels Smart Meter
F & E Projekt "Prozessüberwachung und verbesserte Energieeffizienz mittels schneller Smart-Meter"

Im Projekt PEBIS wurde ein eigener Smart-Meter entwickelt der die Strom- und Spannungssignale mit einer Abtastfrequenz von mehreren Kiloherz aufnimmt. Derart hoch aufgelöste Abtastsignale in Verbindung mit einer digitalen Signalanalyse bieten eine Vielzahl neuer Anwendungsmöglichkeiten z.B. bei Prozessdiagnose und Fehlererkennung der Verbraucher. So hinterläßt ein sich ankündigender Motor- oder Lagerschaden ggf. ein typisches Signalmuster im Motorstrom. Ebenso können ungewöhnliche Betriebszustände automatisch erkannt und an eine Leitstelle weitergegeben werden. Kernpunkt des Projekts ist die mathematisch algorithmische Auswertung solcher Smart Meter Signale. Daraus werden Zustände komplexer Geräte, zB Klimageräte oder Automaten, typische Anlaufverhalten von Motoren und Fehlfunktionen von Verbrauchern ermittelt. Die Aufnahme und Verarbeitung der Messsignale wird hierbei durch einen Raspberry Pi gesteuert. Dadurch soll eine kostengünstige Implementierng dieser nicht eingreifenden Messmethode gewährleistet werden. Das Projekt wird durch die Stiftung Rheinland-Pflaz für Innovation, Fkz. 1048, gefördert.

Beitrag von Institut für Softwaresysteme und Roman Jonetzko

Vortrag: 15:30 Uhr – 15:55 Uhr, Hörsaal

Pi undercover im Museum
Pi im Einsatz als Soundmaschine im Hermeskeiler Heimatmuseum

Das Hochwaldmuseum in Hermeskeil ist ein kleines Museum, in dem die Lebens- und Arbeitsweise des "Hochwälders" gezeigt werden. Selbst ein Stück für das Museum war ein PC, der an einer Audiostation den Besuchern auf Tastendruck Soundclips abgespielt hat: Er lief als Teil einer Speziallösung noch auf Windows 98, befeuert von einer rasanten 333-MHz-CPU. Natürlich musste auch er irgendwann das Zeitliche segnen, und als es soweit war, sollte ein Raspberry Pi seinen Platz einnehmen. In diesem Vortrag für Einsteiger wird gezeigt, wie in einer spontanen Drei-Stunden-Bastelaktion der Pi seine neue Rolle übernahm.

Beitrag von Daniel Fett, Nico Maas und H-Town

Vortrag: 16:30 Uhr – 16:55 Uhr, Hörsaal

Memory-Spiel mit "Papp-Touchscreen"
WS2812B und Taster zu einem Sandwich-Touchscreen zusammenbauen

In letzter Zeit finden sich viele interessante Projekte mit WS2812B-LED-Strängen im Netz. Mich haben immer zwei Dinge gestört:

• dass die Ansteuerung immer von linearen Strängen ausgeht (d.h. man muss bei der Verdrahtung immer die Laufrichtung beibehalten und kann deshalb häufig nicht kürzeste Wege wählen),

• dass man damit zwar hübsch Anzeigen bauen kann, aber sie nicht auch gleichzeitig zur Eingabe taugen

Als ich vor einiger Zeit ein "Memory"-Spiel bauen wollte, fand ich das Kleben einer Matrix von LEDs mit WS2812B einfach, aber das blieb solange nutzlos, wie man die Leuchtkacheln nicht auch Anklicken konnte (um ein Umdrehen zu simulieren). Ich wollte ja immer zwei Kacheln "drücken" können, die als die aktuell umgedrehten Memory-Kärtchen gelten sollten.

Die Lösung bestand im Entwurf einer Art von Sandwich-Konstrukt mit unterschiedlich dicken und z.T. bedruckten Pappen und Papieren, Tastern und LEDs. Im Endeffekt erwies sich der Aufbau als leicht und gut reproduzierbar.

Vorgestellt wird die Mechanik des Aufbau und die Bibliothek, die als Verdrahtungs- und Ansteuerhilfe für die LEDs dient.

(Und zum Schluss flimmert dann noch einmal der Quelltext für das Memory-Spiel über den Bildschirm. Absolut unerfassbar kurz :-)

Beitrag von Christoph

Workshop: 16:30 Uhr – 17:20 Uhr, Workshopraum

Sonic Pi
Programmierte Musik auf dem Pi

Sonic Pi ist ein vielseitiger Software-Synthesizer mit benutzerfreundlicher Oberfläche. Er ermöglicht Sound-Experimente, Komposition komplexer Elektro-Tracks, eigene Klingeltöne fürs Handy und den Einstieg in Ruby-Programmierung. In dem Workshop werden verschiedene Ansätze zur Programmkontrolle gezeigt (threads, loops) und die Konfiguration von Audio-Hardware (HifiBerry, USB-Soundkarten) besprochen. Wichtig: Jeder Teilnehmer sollte Kopfhörer mit Klinkenanschluss mitbringen.

Beitrag von André Simon

Vortrag: 17:00 Uhr – 17:25 Uhr, Hörsaal

App-Entwicklung mit Xojo für den Raspberry Pi
Native Anwendungen einfach erstellt

Mit dem Erscheinen von Xojo 2015 Release 3 wurde der Raspberry Pi (2 Model B) in die Liste der unterstützen Plattformen von Xojo aufgenommen – einem plattformübergreifenden Entwicklungssystem mit fast zwanzigjähriger Geschichte. Nunmehr können native Desktop-, Kommandozeilen- und Web-Apps mittels graphischer IDE unter einer einfachst zu lernden, objektorientierten Programmiersprache auch für den Einplatinenrechner entwickelt oder bestehende Projekte der anderen Plattformen – OS X, Windows, Linux und iOS – mit wenig bis gar keinem Aufwand auf ihn portiert werden. In diesem Vortrag wird ein kurzer Einblick in Xojos Geschichte genommen. Nach einer Kurzvorstellung der IDE werden einfache Projekte entwickelt und auf einem Raspberry Pi ausgeführt. Ein Überblick über weitere Xojo-Features beendet die Session.

Beitrag von Ulrich Bogun

Weitere Informationen:

• Xojo
• Xojo-Blog

Vortrag: 17:30 Uhr – 17:55 Uhr, Hörsaal

Pi als Sehhilfe
Eine Lese- und Ausfüllhilfe mit dem Raspberry-Pi für Leute, die nicht mehr gut sehen können

Ich stelle eine Lese- und Ausfüllhilfe für meine Tante vor, die nicht mehr so gut sehen kann. Leider helfen ihre keine Brillen oder Vergrößerungsgläser, sie muss vielmehr große Schrift aus größerer Entfernung sehen können.

Sie hat jetzt einen Raspberry Pi im Einsatz, dessen Kamera ihr Zeitungen, Überweisungsformulare oder Ähnliches filmt. Der Aufbau ist aus Balsaholz. Das kann sie leicht auf den Knien halten, während sie die Sehhilfe nutzt.

Noch ein paar Details zum Entwurf:

• Die Optik der Pi-Kamera ist eigentlich nicht für den Nahbereich ausgelegt. Hier hilft eine einfache Lesebrille als Vorsatz.

• Die Ausleuchtung der "Arbeitsfläche" geschieht modusabhängig mit WS 2812 B.

• Es gibt zwei umschaltbare Modi:

• • "Lesen" (Photos mit hoher Auflösung, über Tasten scrollbar) und
• • "Ausfüllen" (Live-Videos, geringere Auflösung, fester Ausschnitt)

• Im Lesebetrieb gibt es ein bewegliches Tastenfeld zum Auslösen und zum Wählen des Ausschnitts (ein Cursorkreuz oder Ähnliches war nicht zumutbar).

• Wenn das Gerät in Betrieb ist, schaltet es sich über CEC den Fernseher frei.

• Die Ansteuersoftware für den Raspberry Pi ist in Python geschrieben.

Im Vortrag stelle ich den Weg von der Idee zur Lösung dar und berichtet über beides:

• Möglichkeiten des Raspberry Pi und

• Ideen, auf die einen die Pi-Community bringt.

Beitrag von Christoph

Maschinendeck

Mit dem Maschinendeck e.V. haben wir uns zum Ziel gesetzt in Trier einen Ort zu schaffen, in dem alle Arten von Nerdkultur ein Zuhause finden können. Ob du coden, löten, Kaffee rösten, Brettspiele spielen oder deine neueste Verschwörungstheorie besprechen willst: im Maschinendeck gibt es einen Platz für dich.

Beitrag von Daniel Fett und Guido Schmitz

PEBIS Demonstrator
Prototyp eines Raspberry Pi gesteuerten Mess- und Analysesystems

Im Projekt PEBIS wurde ein eigener Smart-Meter entwickelt der die Strom- und Spannungssignale mit einer Abtastfrequenz von mehreren Kiloherz aufnimmt. Derart hoch aufgelöste Abtastsignale in Verbindung mit einer digitalen Signalanalyse bieten eine Vielzahl neuer Anwendungsmöglichkeiten z.B. bei Prozessdiagnose und Fehlererkennung der Verbraucher. So hinterläßt ein sich ankündigender Motor- oder Lagerschaden ggf. ein typisches Signalmuster im Motorstrom. Ebenso können ungewöhnliche Betriebszustände automatisch erkannt und an eine Leitstelle weitergegeben werden. Kernpunkt des Projekts ist die mathematisch algorithmische Auswertung solcher Smart Meter Signale. Daraus werden Zustände komplexer Geräte, zB Klimageräte oder Automaten, typische Anlaufverhalten von Motoren und Fehlfunktionen von Verbrauchern ermittelt. Die Aufnahme und Verarbeitung der Messsignale wird hierbei durch einen Raspberry Pi gesteuert. Dadurch soll eine kostengünstige Implementierng dieser nicht eingreifenden Messmethode gewährleistet werden. Das Projekt wird durch die Stiftung Rheinland-Pflaz für Innovation, Fkz. 1048, gefördert.

Beitrag von Institut für Softwaresysteme und Marcel Huber

Raspitrap
Wie fänkt man eine Maus mit einem Raspberry Pi

Ein Lebendfalle fuer Mäuse. Nach dem Fang erhällt man eine Email mit einem Foto von dem Tierchen. Dann kann man sie Maus bequem vor die Tuer setzen. An sich ist es fuer Einsteiger und Tierfreunde.

Beitrag von Alain Mauer

Weitere Informationen:

• Beischreibung meine RaspiTrap

Talking Raspobot
Raspberry Pi - Arduino Fahrzeugroboter

Talking Raspobot ist ein autonomer Fahrzeugroboter.

Die Primäraufgabe des Roboters ist es bei erkannten Hindernissen, diesen auszuweichen. Secondäre Aufgabe ist es, neue Technologien gebündelt mit kreativen Ideen und Spass am experimentieren, anzuwenden. Eine praktische Demonstration, richtet sich an Einsteiger sowie auch forgeschrittene Anwender.

Gesteuert wird der Roboter mit einem Raspberry Pi und der Steuerungssoftware die in Python geschrieben wurde.

Die Sensorik für die Steuerung des Roboters übernimmt ein Arduino Nano. Dieser hat die Aufgabe von fünf HC-SR04 Ultraschallsensordaten zu erheben und mittels Serialer Kommunikation an das Steuerungsprogramm des Raspberry Pi zu übertragen. Eine remote Software geschrieben in Java (Third party Software: NETIO) und Python, aktiviert sämtliche Steuerungsaufgaben des Roboters einschließlich des autonomen Modus.

Implementiert ist eine manuele remote Steuerung die mit Hilfe eines Kamerastreams (Raspicam) , der über ein Webbrowser aufgerufen werden kann. Dies ermöglicht dem Roboter in ein für Menschen nicht zugängliches Terrain vorzudringen und eine Aufklärung durchzuführen.

Zusätzlich werden Telemetriedaten des Roboters und seiner Umgebung an die Remotesteuerungseinheit übertragen. Der Roboter hat drei Energiequellen die ein betreiben der Hardware für ca. 2 Stunden ermöglicht.

Beitrag von Kay Küstermann

Weitere Informationen:

• Videodemonstration

Vorstellung einiger Raspberry Pi- und Arduino-Projekte

Auf dem Tisch sind zu sehen:

• Lese- und Ausfüllhilfe mit Raspberry Pi plus Kamera und Bedientafel

• Spiel "Tetris" im Ikea-Bilderrahmen (mit neuer Bibliothek für die vereinfachte Verdrahtung von WS2812B-Strängen)

• Spiel "Memory" mit "hintergrundbeleuchtetem Papp-Touchfeld" (auch auf Basis von WS2812B)

• Spiel "Senso / Simon Says" mit Arcadeknöpfen und Lötmuffel-tauglichem Aufbau

• "Lamitakter" --> Steuerung für einen umgebauten Laminator zum Aufbügeln von Platinenvorlagen

• Eagle-Cad auf dem Raspberry Pi (mit lötfreundlicher Bibliothek für bedrahtete Bauteile)

Beitrag von Christoph