AtariDuino – ein Atari-Arduino Interface

Wer sich heutzutage als „Maker“ mit Hardwarebasteleien beschäftigt, kommt um die kleinen „Arduino“- Einplatinencomuter kaum herum – sie sind günstig, dazu einfach zu programmieren, und es gibt eine Reihe von Aufsteckkarten, sogenannte „Shields“, mit denen man verschiedenste Sensoren (Temperatur, Luftfeuchtigkeit etc.) und Aktoren (z.B. Relais) auswerten bzw. steuern kann. Trotz der Tatsache, dass diese Rechner ca. 30 Jahre nach unseren Ataris entwickelt worden sind, gibt es doch einige Gemeinsamkeiten, wovon zwei besonders herausstechen: Es handelt sich bei den Arduinos trotz des neuen Jahrtausends immer noch um 8-Bit Rechner, die dazu auch nur mit einigen Kilobyte an Speicher ausgestattet sind. Und sie kommunizieren mit der angeschlossenen Hardware auch über die vom Atari bekannten 5V-TTL-Pegel.

AtariDuino ist nun ein Interface, das im Formfaktor eines Arduino-Shields daher kommt, und zwei Dinge ermöglicht: Zum einen können damit – teilweise sogar ganz ohne Arduino – die Arduino-Erweiterungskarten direkt an den Atari angeschlossen und gesteuert werden. Somit lassen sich für wenige Euros z.B. eine Mehrkanal-Relais-Karte anschließen oder eine LED-Lichtorgel steuern. Der Anschluss erfolgt hierbei über den Joystickport und steht somit auch für andere Rechner offen, die 5V-TTL-Pegel verwenden (z.B. der Atari ST, der C64, der Amiga oder sogar das VCS 2600). Über Steckbrücken lassen sich die Joystick-Port-Pins auf die entsprechenden Pins des Arduino-Shields zuordnen, die Aktivierung auf Atari-Seite erfolgt dann mit wenigen POKE-Befehlen.Zum anderen ist auch ein Anschluss über den SIO-Port möglich. Hierbei wird ein „halbes“ SIO-Kabel benötigt, dessen „offenes“ Ende mit einer Steckerleiste auf AtariDuino verbunden wird. AtariDuino wird dann über einen R:-Handler angesprochen, ähnlich wie bei der Atari 850, ohne dass weitere Hardware benötigt würde. Alternativ bringt AtariDuino auch einen „poor man’s SIO connector“ mit, den man mit etwas Lötzinn auf den Kontakten sowie ein wenig Fingerspitzengefühl direkt in den SIO-Port zwischen die Pins schieben kann.

Über den SIO-Port kann dann sogar mit einfachen BASIC-Befehlen mit dem Arduino selber kommuniziert werden. Über diesen Zugang lassen sich dann komplexere Steuerungen sowie das Auslesen von Werten realisieren. Diese wären zwar in den meisten Fällen auch über den Anschluss per Joystick-Port möglich, aber dann müsste man vorher die für den Arduino bereits in der Programmiersprache „C“ vorliegenden Bibliotheken auf den Atari umsetzen.Der Charme dieses Interfaces ist, dass hier zwei 8-Bit Architekturen zusammenarbeiten, und nicht einfach nur alles auf eine sehr viel leistungsfähigere Plattform „abgelanden“ wird und der Atari nur „dummes“ Terminal wird. Der Atari kann die komplette Steuerung übernehmen (wie z.B. bei Relais-Karten). Es kann aber auch auf fertige Sensor-Bibliotheken des Arduino zurückgegriffen werden, deren Ergebnisse dann per SIO an den Atari übermittelt werden, der diese dann auswerten und entsprechend weitere Aktionen starten kann, er bleibt also die Kontrollinstanz.Das mitgelieferte Demo-Programm zeigt mehrere ausgewählte Einsatzbereiche sowohl über den SIO-Port als auch über den Joystickport: Über den SIO-Port wird der Arduino über den R:-Handler angesprochen und setzt benutzerdefinierte Befehle ab. Dabei wird neben der Abfrage der Laufzeit und eines LM35-Temperatursensors, die keine weiteren Bibliotheken benötigen auch ein Ethernet-Shield angesprochen und eine (natürlich nur sehr einfache) Webseite abgerufen, deren Inhalt an den Atari zurückgegeben und dort auf angezeigt wird. Die abgerufene Webseite kann dabei direkt vom Atari aus benannt werden, ist also nicht fest im Arduino-Code hinterlegt.

Im zweiten Teil des Programms wird demonstriert, dass die Ansteuerung auch gänzlich ohne Arduino funktioniert, indem mit wenigen POKE-Befehlen das Relais eines Shields geöffnet und geschlossen wird, womit man z.B. eine Lampe ein- und ausschalten oder die elektrische Eisenbahn anhalten und starten lassen könnte.
Schlussendlich ist auch eine angepasste Version von SIO2Arduino verfügbar, mit der man sich aus Arduino-Standardkomponenten eine Floppy auf SD-Karten-Basis zusammenstecken kann.
In allen genannten Beispielen erfolgt die Stromversorgung komplett über den Atari, ein extra Netzteil ist also nicht erforderlich.

Ein Video, das das Shield im Einsatz zeigt, ist hier zu finden.

Mit AtariDuino ist somit der Maker- und Home-Automatisierungs-Trend auch auf dem Atari angekommen, und ohne, dass man dafür in Maschinensprache programmieren müsste – die Möglichkeiten, die sich daraus ergeben, sind (fast) grenzenlos.

Frederik Holst

Die Jury-Wertung:

Beschreibung
Das Atariduino besteht aus kommerziellen Arduino-Board (CPU) und kommerziellen Arduino-Shield Platinen (Erweiterungs-Platinen), ergänzt durch das selbstentwickelte Atariduino-Board. Letzteres sorgt für die Verbindung des Interface entweder an den Joystick-Port oder den SIO-Port des ATARI 8-bit. Über die Ein-/Ausgabe-Ports der Arduino-Boards ist somit ein
Anschluss von verschiedenen Geräten und Sensoren an den ATARI möglich.

Anwendung und Nutzen
Mit dem Atariduino sind vielfältige Steuer- und Messfunktionen möglich. Dafür muss der Arduino für die gewünschte Funktion programmiert und ein passendes Bedien- und Anzeigeprogramm auf dem Atari erstellt werden.

Prüfung
Es liegen ein Arduino-Board und zwei Arduino Shield-Boards vor, wobei auf eines das Atariduino-Board aufgesteckt ist. Eine konkrete/abgegrenzte Anwendung ist für das Atariduino nicht
beschrieben. Für die Demonstration der Anwendungsmöglichkeiten lag Hard- und Software für eine Temperaturmessung und Relaissteuerung vor. Die vorliegenden Leiterkarten sind über Stapelsteckverbinder miteinander verbunden. Dabei gelingt ein sauberes Aufeinanderstecken nicht, denn es besteht im Bereich der LAN-Buchse Kurzschlussgefahr  zur darüber liegenden Leiterkarte. Im Testbetrieb hilft ein dazwischen geklemmter Streifen Pappe als Isolator. Die Anbindung des ATARIduino an den SIO-Bus erfolgt auf technisch falsche Weise. Anstatt die Datenleitung vom ATARIduino zum ATARI wie im Original als Open-Collectorleitung oder über eine Diode entkoppelt zu realisieren, wird mit Serienwiderständen versucht einen Kompromiss zwischen Überlastung und zu kleinem Ausgangssignal zu finden.

Einstufung
Das Atariduino ist kein gebrauchsfertiges Produkt für den Endanwender, sondern eher eine Entwicklungsumgebung. Es wurde als „Finale Hardware“ eingereicht. Für den Endanwender wichtige Informationen fehlen in der aktuellen Dokumentation. So ist weder ersichtlich, welche kommerziellen Arduino-Komponenten benötigt werden, noch finden sich detaillierte Angaben zu der selbsterstellten ATARIduino-Platine (nicht lesbarer Schaltplan; nicht vorhandenes Platinenlayout). Für die vom Anwender selbst zu erstellende ATARI-Software gibt es keine konkreten Informationen, wie z.B. die Abfrage von Sensoren oder das Ansteuern von Aktoren durchzuführen sind.

Aus den o.g. Gründen wurde der ATARIduino als Produkt in Entwicklung eingestuft.

Die Jury schlägt eine Einstufung in Kategorie 3 „Hardware in Entwicklung“ vor.
Nach Abstimmung der auf der JHV anwesenden Mitglieder wurde ATARIduino in Kategorie 1 „Hardware in Entwicklung“ eingestuft.

Beschreibung
Power Meter Cart ist eine optische Auslastungsanzeige für den ATARI XL/XE. Neun mehrfarbige LEDs zeigen den Aktivitätsgrad des internen Datenbus durch Farb- und Helligkeitsmuster an. Am Modulschacht wird die R/W-Leitung gemessen und in elektrische Spannungen zur Ansteuerung der LEDs umgewandelt. Diese befinden sich in dem Cartridge-Gehäuse.

Anwendung und Nutzen
Eine nutzbringende Anwendung ist nicht erkennbar, das Farbspiel der LEDs ist eher als ein zusätzliches Element zur Verschönerung des Rechners anzusehen (Gadget).

Prüfung
Das vorliegende Entwicklungsmuster besteht aus einer transparenten AtariMax Cartridge, die die LEDs beinhaltet und einem aktuell noch externen Arduino Uno, der die Messung und Umwandlung durchführt. Die Wirkungsweise konnte mit verschiedenen Programmen erprobt werden. Je nach anzunehmender Rechnerauslastung verändert sich das Farbspiel, wobei sich die Farbe und Helligkeit der LEDs mit der Aktivität steigert.

Einstufung
Der Prototyp ist bereits funktionsfähig, die geplante Integration des Arduino in ein Modulgehäuse scheint realistisch.

Die Jury schlägt eine Einstufung in Kategorie 1 „Hardware in Entwicklung“ vor.
Die Einstufung wurde auf der JHV von den anwesenden Mitgliedern angenommen.