30 Mrz

Arduino Einstieg – kurz und schnell

Seit letztem Jahr beschäftige ich mich, als Hobby, mit dem Arduino und möchte mit diesem Artikel beim Einstieg in die Arduino Welt helfen.

Was ist ein Arduino?

Arduino ist eine Open Source Hardware- und Software-Plattform, mit der sich unterschiedlichste Elektronik Projekte realisieren lassen. Z.B. Temperaturlogger, Roboter und vieles mehr. Als Hardware gibt es z.B. den Arduino Uno R3:

 

 

Arduino_Front  Arduino_Top

 

Die Arduinos können dann mit sogenannten „Shields“ erweitert werden. Ein Arduino Shield wird in der Regel einfach von oben auf den Arduino aufgesteckt. Hier ist ein Arduino Ethernet Shield zu sehen:

 

Arduino Ethernet Shield 3 Arduino Ethernet Shield 1 Arduino Ethernet Shield 2

 

 

Warum ein Arduino?

Arduino ist eine verbreitete Plattform und für Einsteiger bestens geeignet. Mit dem Arduino erhält man einen Microcontroller, dessen Firmware direkt bearbeitet werden kann und wo kein Betriebssystem zwischen arbeitet. Im Gegensatz zu anderen Platinen wie dem Raspberry Pi kann das erste Projekt sehr schnell gestartet werden. Die  gleichnamige Entwicklungsumgebung bietet viele Beispiele und Bibliotheken, womit das Programmieren und die Syntax leicht erlernt werden kann. Ein weiterer Vorteil zum Raspberry Pi ist, dass der Arduino an den Ein- und Ausgängen eine Spannung von 5V verkraftet und wesentlich mehr Strom liefern kann (40mA anstatt nur 2mA), daher sind viele Projekte zu Beginn auch weniger komplex.

Allerdings muss man aber auch verkraften, dass der Arduino „nur“ mit 16 MHz läuft und nur 32KB Flashspeicher für Programme hat. 

Zu guter letzt das Knaller Argument für den Arduino:  der Preis, siehe nächster Abschnitt. 

 

 

Wo Arduinos Kaufen?

Ein Arduino ist extrem günstig zu beschaffen, da es sich bei ihm um Open Source Hardware handelt und somit von jedem nachgebaut werden darf.

Aktuelle Preise für einen Original Arduino Uno R3 befinden sich Stand heute(29.03.2016) bei ca.18€ 

http://geizhals.de/arduino-uno-rev-3-th-a000066-a1143099.html

 

Wenn man ein paar Wochen warten kann, lohnt es sich über AliExpress in China zu Bestellen. Dort kostet ein Arduino Uno R3 Nachbau unter 3€ inkl. Versand nach Deutschland 

http://de.aliexpress.com/wholesale?catId=0&initiative_id=SB_20160329115411&SearchText=arduino+uno+r3

 

Fragen zu AliExpress oder zu weiteren Bauteilen für den Arduino Einstieg,  könnt ihr gerne über die Kommentarfunktion stellen. Ich habe dort mittlerweile über 30 Bestellungen getätigt wovon ich auch alle erhalten habe. Dabei hat es sich hauptsächlich um Elektronikbauteile gehandelt. Die Qualität war nicht immer 100% in Ordnung, z.B. waren Pins bei der Lieferung verbogen, die man wieder gerade biegen musste. Unterm Strich war ich aber immer zufrieden. 

 

 

Womit einen Arduino programmieren?

Als Einsteiger sollte man mit der Standard Arduino IDE beginnen. Die Entwicklungsumgebung ist schlank und übersichtlich, die wichtigsten Funktionen werden geboten. Die Programmiersprache ist eine Art C/C++. Programmiert wird über die integrierte USB Schnelle des Arduino. Für Fortgeschrittene kann ich die Visual Studio Integration empfehlen. 

Hier kann die Arduino IDE heruntergeladen werden: https://www.arduino.cc/en/Main/Software

 

Arduino IDE

 

 

 

Erstes Projekt mit Arduino Uno (keine weitere Hardware erforderlich)

Was benötigt wird: 1x Arduino Uno, 1x USB Kabel mit einem Stecker Typ B (USB-Druckerkabel)

Als erstes Projekt für den des Arduino Uno empfehle ich das Ansteuern der integrierten LED an Port 13. Die meisten Nachbauten haben diese LED ebenfalls. Mit dem Projekt erhält man ein grobes Verständnis davon, wie man mit dem Arduino programmiert.

Zu Beginn muss der Arduino über ein USB Kabel mit dem PC Verbunden werden und die Arduino IDE gestartet werden. Ausreichend Strom erhält der Arduino über den USB Anschluss eures Computers. Ein Netzteil ist nicht erforderlich.

Das erste Programm kann über die Beispiele aufgerufen werden:

 

 

Aruduino Beispiele aufrufen

 

Man erhält sofort ein fertiges Programm, das man auf den Arduino laden kann.

 

Arduino Beispiel

 

Ich habe hier mal die wichtigsten Teile markiert:

 

Arduino Beispiel erklärt

 

Was macht das Programm? Zu Beginn wird der Code innerhalb der Setup Funktion ausgeführt. Pin 13 wird darin als Ausgang festgelegt. Als nächstes wird die Loop Funktion aufgerufen, die endlos wiederholt wird. Darin wird zuerst an Pin 13 eine Spannung von 5V gelegt („High“), dann 1 Sekunde ( 1000 Millisekunden) gewartet und dann eine Spannung von 0V („Low“) eingestellt. Nach einer weiteren Sekunde beginnt das Programm wieder von vorne. Kurz gesagt die LED blinkt 😉

Schaut euch auch die anderen Beispiele an! Learning by doing!

Wenn man ein paar Projekte gemacht hat, kann man auch kompliziertere Projekte starten. Als Beispiel möchte ich ein Projekt von mir anschneiden. Der Hardware Aufbau war recht einfach. Ich habe einen Arduino Uno mit einem Ethernet-Shield und Tempertur- und Feuchtigkeitssensor betrieben. Der Arduino hat dann in 5 Minuten Abständen Daten aufgenommen und diese an eine Mysql-Datenbank gesendet, die auf einem Raspberry Pi lief. Über ein Webinterface konnte ich dann die Daten abrufen, wo sie mir grafisch aufbereitet wurden. Solche Projekte dauern dann natürlich mehrere Tage.

 

 Fragen zum Arduino Einstieg könnt ihr gerne über die Kommentarfunktion stellen.

 

 

 

 

 

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