Die Laufzeitmessung eines Mikrocontroller-Systems wie dem Raspberry Pi Pico ist wichtig für sicherheitskritische Anwendungen, Performance-Optimierung, Stromverbrauchsreduzierung und den Vergleich von Implementierungen. Die Messung erfolgt mit einem Timer und ermöglicht die Ermittlung der Laufzeit im Programmcode. Ein Beispiel zeigt, wie die Laufzeit durch einen Millisekundenzähler erfasst wird.
Eigene IoT- und Smart-Home-Anwendungen mit dem Raspberry Pi Pico programmieren
Das „Elektronik-Set Pico WLAN Edition“ ist ein Bauteil-Sortiment mit Anleitung zum Hardware-nahen Programmieren mit MicroPython.
In unseren Online-Workshops bieten wir intensiven Erfahrungsaustausch in kleinen Gruppen und Unterstützung bei individuellen Problemen.
Didaktisch gesehen ist die monostabile Kippstufe die bevorzugte Schaltung. Allerdings ist sie aus meiner Sicht die schwerste. Allerdings stecken ein paar interessante Anwendungsfälle dahinter.
Des Elektronikers Erstaustattung
Das Elektronik-Set „Basic Edition“ ist die Erstausstattung für jeden Elektroniker, um beim hemmungslosen Experimentieren gerüstet zu sein.
Dieses Elektronik-Set enthält über 1.300 Bauteile und umfasst unterschiedliche Widerstände, Kondensatoren, Dioden, Transistoren und viele LEDs in verschiedenen Farben.
Geeignet ist es für Elektronik-Einsteiger als Erstausstattung oder für alte Hasen, die mal wieder ihren Bestand an Bauteilen auffüllen und ergänzen wollen.
Die meisten denken, dass sich dieses Thema nur direkt auf den Pico bezieht. Allerdings geht das weit darüberhinaus. Denn das Stromspar-Funktionen muss man nicht dem Pico überlassen. Man kann das auch extern steuern. Ich habe deshalb einige Ideen gesammelt und auch praktisch umgesetzt:
– Senken der Taktfrequenz
– Zeitweise in den Schlafmodus versetzen
– Spannungsregler steuern
– Mikrocontroller steuern
– Externe Auto-Power-Off-Schaltung
– Schlafmodus mit Aufweck-Funktion
– DORMANT-Modus mit Aufweck-Funktion
Ursprünglich wollte ich TTS auf einem Raspberry Pi Pico zum Laufen bekommen. Aber das war dann doch zu ambitioniert und funktioniert einfach nicht.
Doch so ganz wollte ich mich nicht geschlagen geben und hatte die Idee, dass der Einplatinen-Computer Raspberry Pi dafür besser geeignet sein könnte. Eine erster Blick auf verfügbare Software für Linux war zumindest vielversprechend.
Trotzdem wollte ich die Idee, dass der Raspberry Pi Pico sprechen kann nicht ganz aufgeben und habe die Lösungen mit dem Raspberry Pi so konzipiert, dass der Mini-Computer als Offline-TTS-Modul für einen beliebigen Mikrocontroller nutzbar ist.
Weil es verschiedene TTS-Lösungen für den Raspberry Pi gibt, habe ich mich auf zwei beschränkt. Eine Lösung mit eSpeak NG funktioniert mit jedem Raspberry Pi. Auch mit den ganz alten. Man muss nur einen Lautsprecher an die vorhandene Klinkenbuchse anschließen und schon kommt der Text, den der Raspberry Pi über eine serielle Schnittstelle bekommt aus dem Lautsprecher.
Natürlich ist bei dieser einfachen Lösung die Qualität der Sprachausgabe maximal schlecht, weswegen ich auch eine Lösung ausprobiert habe, die einfach besser und natürlicher klingt. Ein Raspberry Pi 3 B+ hat genug Rechenleistung, um kurze Sätze schnell genug in Sprache umzuwandeln, dass interaktive Systeme möglich sind. Auch hier ist der Raspberry Pi ein TTS-Modul für einen beliebigen Mikrocontroller.
Mir ist eine Schaltung ist mir in die Finger gefallen, die ich natürlich ausprobiert wollte. Wenig sinnvoll, aber nur um die Machbarkeit zu demonstrieren.
Diese LED-Lichtschranke nutzt eine Leuchtdiode und einen Fotowiderstand. Bei ununterbrochenem Licht leuchtet eine zweite LED, bei Unterbrechung erlischt sie. Die Schaltung ist jedoch anfällig für Umgebungslicht und funktioniert am besten in dunklen Bedingungen. Der Aufbau erfordert spezielle Maßnahmen zur Lichtabschirmung.
Leichter Einstieg ins Hardware-nahe Programmieren mit Raspberry Pi
Warum dieses Elektronik-Set? Das Elektronik-Set Raspberry Pi Edition enthält viele elektronische Bauteile, um Hardware-nahes Programmieren zu lernen, Steuerungen selber zu programmieren und ohne Lötkolben zu experimentieren.
Eine strukturierte Einführung berücksichtigt die Besonderheiten von Elektronik und Programmierung ohne Vorkenntnisse.
Der Raspberry Pi Pico ermöglicht das Messen der Versorgungsspannung (VSYS) über den ADC 3 (GPIO 29). Weil ein ADC nur Spannungen von 0 bis 3,3 Volt messen kann ist noch ein Spannungsteiler vorgeschaltet, wegen dem man die Spannung an VSYS berechnen muss.
Damit auch beim Pico W der VSYS gemessen werden kann ist eine angepasste Softwareimplementierung erforderlich, weil der Pin doppelt belegt ist.
Was kann man damit machen? Die Spannung an VSYS kann zur Stabilitätsüberwachung und zur Erkennung des Batteriebetriebs genutzt werden.
Denkbar wäre auch eine Anzeige des Batterie-Ladezustands, wenn der sich aus der Spannung ableiten lässt. Der Programmcode berücksichtigt Unterschiede zwischen dem Pico und Pico W. Es müssen nur die Werte für volle und leere Batterien definiert werden.
Die astabile Kippstufe mit dem NE555 erzeugt ein kontinuierliches Rechtecksignal, das zwischen HIGH und LOW wechselt. Sie wird häufig für Impuls- und Tongeneratoren verwendet, etwa um LEDs zum Blinken zu bringen. Wichtige Bauteile sind Widerstände und ein Elektrolyt-Kondensator, die die Blinkgeschwindigkeit beeinflussen.
Wir wollen:
