Schritt 4: Programmierung und Komponententest

In diesem Kapitel wird beschrieben wie die Programmierung der senseBox funktioniert und wie ihr die mitgelieferten Sensoren und Komponenten testen könnt.

Ein Softwareprogramm für die senseBox wird im Folgenden auch Sketch genannt.

Programmieren mit der Arduino IDE

Mit der Arduino IDE lässt sich ein Sketch kompilieren und auf die senseBox MCU hochladen. Schließt nun die senseBox per USB Kabel an euren Computer an und befolgt die nächsten Schritte.

Konfiguration in der Arduino IDE

Bevor die senseBox programmieren könnt, müsst ihr ein paar Einstellungen in der Arduino IDE vornehmen. Unter dem Reiter Werkzeuge müsst ihr bei der Option Boards die senseBox MCU unten in der Liste auswählen.

Als nächstes wählt ihr unter Werkzeuge -> Port die Anschlussnummer des USB Ports aus, an dem die senseBox MCU mit dem Computer verbunden ist.

Der Port lässt sich nur dann auswählen, wenn die senseBox mit dem USB Kabel an den Computer angeschlossen wurde.

Hello World Beispiel

Kopiert das Beispiel unterhalb in eure Arduino Umgebung und klickt auf das Pfeilsymbol in der Werkzeugleiste. Im unteren Teil der Arduino Oberfläche bekommt ihr Feedback zum Uploadvorgang. Wenn alles geklappt hat, erscheint dort die Meldung Hochladen abgeschlossen.

int ledPin = LED_BUILTIN; 

void setup()
{
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
}

void loop()
{
  digitalWrite(ledPin, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level)
  delay(1000);                // wait for a second
  digitalWrite(ledPin, LOW);  // turn the LED off by making the voltage LOW
  delay(1000);                // wait for a second
}

Bei dem Text der hinter dem // steht handelt es sich um einen Kommentar der nicht vom Kompiler mit ausgewertet wird. Das hat den Sinn, dass man sich besser im Code zurecht findet und man macht es so anderen Programmierern leichter den eigenen Code zu verstehen.

Anders als bei einem Laptop oder Smartphone läuft auf eurer senseBox kein Betriebssystem wie Windows, Linux oder MacOS. Die senseBox MCU ist ein Mikrocontroller auf dem immer nur das letzte Programm ausgeführt wird, das hochgeladen wurde.

Sensoren und Internetverbindung testen

Bevor ihr eure senseBox mit der openSenseMap verbindet sollten alle Sensoren und das Netzwerkmodul überprüft werden, um späteren Fehlern vorzubeugen. Mit unserem Testprogramm können nach dem Aufbau der Station der Messvorgang und die Netzwerkverbindung getestet werden.

Voraussetzung dafür ist die aktuellste Version des Board-Support-Package aus Schritt 2. Am Ende von Schritt 2 ist erklärt, wie ihr das Board-Support-Package auf den neusten Stand bringen könnt.

Test-Sketch öffnen

Öffnet aus den Beispielen die Datei mcu_component_test (Datei -> Beispiele -> senseBoxMCU). Nachdem ihr diesen Sketch auf die MCU hochgeladen habt, startet ihr den seriellen Monitor indem ihr auf das Lupen-Symbol rechts oben in der Werkzeugleiste klickt.

Für den Fall dass sich der Monitor nicht öffnet solltet ihr überprüfen ob sich das Board im Programmmodus befindet (einmal auf Reset drücken) und ob der richtige Port ausgewählt wurde. Danach versucht es erneut mit einem Klick auf die Lupe.

Optionsmenü

Nachdem ihr den seriellen Monitor geöffnet habt, erscheint ein Menü auf dessen Funktionen ihr über das Eingabefeld zugreifen könnt:

Dazu schreibt ihr die Nummer der entsprechenden Option in das Eingabefeld und klickt auf „Senden“. Unterhalb findet ihr eine Auflistung der Optionen mit kurzen Beschreibungen.

Find connected sensors

Hier könnt ihr überprüfen, ob alle angeschlossenen Sensoren richtig initialisiert und erkannt wurden. Für jeden angeschlossenen Sensor sollte es eine Rückmeldung und eine Testmessung geben. Im Beispiel unterhalb wurde ein HDC1080 Temperatur- und Luftfeuchtesensor an einen I2C/Wire Port angeschlossen.

Falls bei der Ausgabe einer der angeschlossenen Sensoren fehlt, solltet ihr die Kabelverbindung überprüfen und den Test wiederholen.
Test connection to openSenseMap

Mit dieser Option wird die Internetverbindung getestet. Bei einem erfolgreichen Verbindungsaufbau sollte eine Antwort mit HTTP-Status 200 vom Server ausgegeben werden:

Falls ihr ein WiFi-Modul nutzt, wird außerdem überprüft ob die aktuellste Version der Firmware auf dem Modul installiert ist. Falls die Version veraltet ist, solltet ihr sie aktualisieren.
Get security key

Jedes senseBox Board besitzt einen eigenen, einzigartigen Sicherheitsschlüssel den ihr mit dieser Option auslesen könnt. Er wird genutzt um die Verbindung zwischen der openSenseMap und eurer senseBox zu verschlüsseln damit niemand eure Messungen von außen Manipulieren kann.

Ihr benötigt diesen Schlüssel im nächsten Schritt bei der Registrierung eurer senseBox auf der openSenseMap.

Schritt 4: Komponenten testen