{"id":92003,"date":"2021-06-30T12:50:43","date_gmt":"2021-06-30T10:50:43","guid":{"rendered":"https:\/\/botland.com.pl\/blog\/jak-uzyc-raspberry-pi-i-arduino-razem\/"},"modified":"2024-10-04T11:53:40","modified_gmt":"2024-10-04T09:53:40","slug":"wie-kann-ich-den-raspberry-pi-und-den-arduino-zusammen-verwenden","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/botland.de\/blog\/wie-kann-ich-den-raspberry-pi-und-den-arduino-zusammen-verwenden\/","title":{"rendered":"Wie kann ich den Raspberry Pi und den Arduino zusammen verwenden?"},"content":{"rendered":"Lesezeit<\/span> 3<\/span> min.<\/span><\/span>\t\t
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Die Plattformen Arduino und Raspberry Pi sind zwei \u00e4u\u00dferst beliebte \u00d6kosysteme f\u00fcr Elektronikingenieure weltweit. Sie werden sowohl von Amateuren und Studenten als auch von Fachleuten verwendet, die eine schnelle und bequeme Plattform ben\u00f6tigen, um Prototypen zu bauen oder bestimmte Schaltungs- und\/oder Softwarekonzepte zu testen. <\/b><\/p>\n

Wie sich herausstellt, k\u00f6nnen beide Boards zusammen in einem Projekt arbeiten. Ein gut durchdachtes Konzept erm\u00f6glicht es au\u00dferdem, ein gegebenes System in High-Level-Funktionen, die vom Raspberry Pi<\/a><\/span> ausgef\u00fchrt werden, und Low-Level-Funktionen, die f\u00fcr die Steuerung von Ausf\u00fchrungsger\u00e4ten und das Auslesen von Sensordaten verantwortlich sind, aufzuteilen, wof\u00fcr der Arduino<\/a><\/span> zust\u00e4ndig ist. In diesem Artikel werden wir uns diese Art von L\u00f6sungen genauer ansehen. <\/p><\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Master-Slave, ein hierarchisches Projekt mit Arduino und Raspberry Pi<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Die wichtigste Frage, die es zu ber\u00fccksichtigen gilt, ist die Konfiguration, in der die beiden Karten betrieben werden sollen. Die h\u00e4ufigste L\u00f6sung scheint eine hierarchische Version zu sein, die oft als Master-Slave bezeichnet wird. Das Master-Ger\u00e4t bzw das \u00fcbergeordnete Ger\u00e4t ist f\u00fcr die Erzeugung von Befehlen zust\u00e4ndig, die dem Slave-Ger\u00e4t bzw. dem untergeordneten Ger\u00e4t die Durchf\u00fchrung bestimmter Operationen vorgeben. Dabei kann es sich um das Lesen von Daten von einem Analogeingang, die einfache Kommunikation mit einem Sensor \u00fcber SPI, I2C oder ein anderes Protokoll oder die Ansteuerung einer Komponente handeln, z. B. die Aktivierung eines Relais oder die Einstellung der Geschwindigkeit und Richtung eines Motors. In Master-Slave-Systemen ist es wichtig, sorgf\u00e4ltig zu \u00fcberlegen, welche Komponente (Platine) f\u00fcr eine bestimmte Art von Aufgabe besser geeignet ist. <\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Arduino StarterKit<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Als Einplatinencomputer mit relativ hoher Rechenleistung ist der Raspberry Pi in der Lage, selbst fortgeschrittene Grafiken, hochwertige Audioaufnahmen und -wiedergaben oder Kameraaufnahmen in Echtzeit zu bew\u00e4ltigen. Er eignet sich jedoch nicht sehr gut f\u00fcr Hochgeschwindigkeitsoperationen, die eine so genannte hohe Verf\u00fcgbarkeit erfordern, d. h. f\u00fcr Arbeiten in Echtzeit. Zum Beispiel die Positionierung von Motoren, die einen  Roboterarm<\/a><\/b> antreiben: Es ist schwer vorstellbar, dass der Controller eines solchen Arms, w\u00e4hrend er einige Operationen durchf\u00fchrt, darauf warten muss, dass das System andere Operationen durchf\u00fchrt und erst dann die Encoderdaten oder Endschalter abliest. Daher ist das Arduino-Board f\u00fcr Low-Level-Operationen am besten geeignet, da es \u00e4hnliche Aufgaben sehr schnell ausf\u00fchren kann, ohne die unn\u00f6tigen Verz\u00f6gerungen, die f\u00fcr Betriebssysteme auf h\u00f6herer Ebene typisch sind. <\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Raspberry Pi 4 Baus\u00e4tze<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Technische Details, oder wie man einen Arduino an einen Raspberry Pi anschlie\u00dft<\/h2>\n

Der beste Weg, einen Arduino an einen Raspberry Pi Minicomputer anzuschlie\u00dfen, ist die Verwendung der seriellen UART-Verbindung. Sie erm\u00f6glicht die Kommunikation im seriellen Port-Modus, der von den nativen Treibern beider Plattformen problemlos unterst\u00fctzt wird. Auf der Hardwareseite ist es m\u00f6glich, die virtuellen Treiber f\u00fcr die serielle Schnittstelle zu verwenden, die bereits im Betriebssystem des Raspberry Pi vorhanden sind und die mit einem \u00fcber einen der USB-Ports angeschlossenen Ger\u00e4t kommunizieren. Das Arduino-Board unterst\u00fctzt jedoch einen eingebauten UART \u2194 USB-Konverter<\/a><\/b> als eine … einfache asynchrone Verbindung. Dieser Ansatz bietet eine sehr effiziente Nutzung der GPIO-Ports sowohl auf dem einen als auch auf dem anderen Board, da er keine zus\u00e4tzlichen Raspberry-Ports erfordert – so bleibt der gesamte 40-polige Goldpin f\u00fcr andere Zwecke frei. Der Arduino hingegen verwendet ohnehin nur die 2 Leitungen, die physisch mit dem USB-Port-Konverter verbunden sind. <\/p>\n

Raspberry Pi \u00dcbertragungs-Software \u2194 Arduino<\/h2>\n

Als Einplatinencomputer mit relativ hoher Rechenleistung ist der Raspberry Pi in der Lage, selbst fortgeschrittene Grafiken, hochwertige Audioaufnahmen und -wiedergaben oder Kameraaufnahmen in Echtzeit zu bew\u00e4ltigen. Er eignet sich jedoch nicht sehr gut f\u00fcr Hochgeschwindigkeitsoperationen, die eine so genannte hohe Verf\u00fcgbarkeit erfordern, d. h. f\u00fcr Arbeiten in Echtzeit. Zum Beispiel die Positionierung von Motoren, die einen Roboterarm antreiben: Es ist schwer vorstellbar, dass der Controller eines solchen Arms, w\u00e4hrend er einige Operationen durchf\u00fchrt, darauf warten muss, dass das System andere Operationen durchf\u00fchrt und erst dann die Encoderdaten oder Endschalter abliest. Daher ist das Arduino-Board f\u00fcr Low-Level-Operationen am besten geeignet, da es \u00e4hnliche Aufgaben sehr schnell ausf\u00fchren kann, ohne die unn\u00f6tigen Verz\u00f6gerungen, die f\u00fcr Betriebssysteme auf h\u00f6herer Ebene typisch sind. <\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"Arduino-Boards\"\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
Arduino Entwicklungsplattform<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Raspberry Pi Computer<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Es lohnt sich, den ersten Weg in Betracht zu ziehen, da die Firmata-Bibliothek, die standardm\u00e4\u00dfig in der Arduino IDE-Umgebung implementiert ist, speziell f\u00fcr diesen Zweck erstellt wurde. Sie finden sie in den Programmierbeispielen, indem Sie das Men\u00fc Datei \u2192 Beispiele \u2192 Firmata aufklappen und einen der dort vorgestellten Skizzen ausw\u00e4hlen, wie z.B.. StandardFirmata. Dar\u00fcber hinaus wird eine Bibliothek f\u00fcr die Sprache Python mit dem Namen pyFirmata zur Unterst\u00fctzung des Protokolls bereitgestellt (die genau f\u00fcr die Verbindung von Mikrocontroller-basierten Ger\u00e4ten mit auf dem Computer installierter Software gedacht ist). Dies ist eine weitere L\u00f6sung, die f\u00fcr die Verwendung “von der Stange” entwickelt wurde, d.h. ohne die Notwendigkeit, das Protokoll auf der Seite des Minicomputers zu implementieren. <\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Lohnt es sich, einen Arduino und einen Raspberry Pi zu einem Duo in einem einzigen Projekt zu kombinieren? In diesem Artikel werfen wir einen genaueren Blick auf eine solche Konfiguration. <\/p>\n","protected":false},"author":5,"featured_media":62019,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[471,477],"tags":[],"class_list":["post-92003","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-arduino-de","category-raspberry-pi-de"],"acf":[],"yoast_head":"\nWie kann ich den Raspberry Pi und den Arduino zusammen verwenden? - Botland<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Ist es sinnvoll, einen Arduino und einen Raspberry Pi in einem einzigen Projekt zu kombinieren? 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