Arduino: Mein Einstieg in die Microcontroller-Programmierung

Elektrotechnik war eigentlich noch nie mein Steckenpferd. Ich hatte zwar Rechnertechnikvorlesungen im Studium, in denen wir auch Dinge wie Ampelanlagen geplant oder kleinere Schaltungen gebastelt haben, trotzdem wurde ich nie das Gefühl los, dass ich dort eher rumprobiere, als wirklich zu wissen, was ich tue. Nach dem Studium habe ich deshalb relativ wenig (sprich: gar nichts!) mit Elektrotechnik zu tun gehabt. Doch das wird sich nun ändern...

...denn ich habe angefangen, mit der Arduino-Plattform zu spielen. Arduino, dabei handelt es sich um Open Hardware - das heißt, dass die Baupläne frei verfügbar sind, in Eigenproduktion hergestellt, modifiziert und verkauft werden dürfen. Es gibt verschiedene Platinen, bei denen es sich um "Original-Arduinos" handelt. Es gibt jedoch auch Platinen von Drittanbietern, die "Arduino-kompatibel" sind. Das heißt, dass sie mit der Originalsoftware programmiert werden können, aber z.B. andere Speicheraustattungen oder andere Hardwarekomponenten beinhalten.

Spannenderweise sind mir bereits mehrere "Arduino-kompatible" Gadgets über den Weg gelaufen. Eines davon - die Trigger Trap - liegt bereits bei mir Zuhause. Ein weiteres - die HexBright - sollte bald endlich den Weg zu mir finden. Auch Freunde von mir haben schon Bekanntschaft mit Arduino gemacht. Zum Beispiel Jonas, der aus einem Arduino und mit Hilfe von Multiplexern einen RGB LED Tisch gebaut hat. 😀

Doch wie am besten anfangen, wenn man keine wirkliche Ahnung hat? Ein Crashkurs musste her. Davon gibt es einige im World-Wide-Web. Aber ich wollte auch nicht irgendetwas machen und hatte mich deshalb entschieden, das originale Starterkit von Arduino.cc zu verwenden. Dies enthält (auch in meinen Augen) coole Projekte.

Arduino.cc Starterkit

Arduino.cc Starterkit

Hierbei machte ich direkt die erste wichtige Erfahrung: Know your sources!

Auch wenn es die originalen Arduino-Produkte in einigen Onlineshops zu kaufen gibt, sollte man unbedingt die Preise vergleichen! Es gibt einen originalen Onlineshop von Arduino.cc, dort hätte das Starterkit 79,90€ + Steuern + Versand gekostet. Dort war das Starterkit jedoch ausverkauft. Hätte ich das Starterkit zum Beispiel bei Conrad bestellt, hätte ich 141,90€ + Versand auf den Tisch legen müssen. Auch bei Reichelt hätte ich mit 129,00€ + Versand einiges mehr bezahlen müssen. Schlussendlich bestellt habe ich bei Tigal in Österreich und habe dafür 79,90€ + Steuern + Versand bezahlt.
Inzwischen habe ich für mich die Regel aufgestellt, dass ich zum Bestellen der einzelnen Arduino-Platinen erst einmal bei Tigal nachsehe und beim Kauf von Shields (Erweiterungsplatinen) erst einmal bei Lipoly nachsehe. Da Arduino-Teile relativ günstig sind, sollte man übrigens möglichst mehrere Bestellungen sammeln, um den Anteil der Versandkosten zu reduzieren.

Starterkit Hauptbestandteile Starterkit Hauptbestandteile

Starterkit Hauptbestandteile

Hauptbestandteile des Starterkits sind ein Arduino Uno, ein Buch mit Bauanleitungen und dazu weitere hilfreiche Bauteile - z.B. ein Breadboard, ein USB-Kabel zum Anschließen des Arduinos an den Computer, ein LCD-Display, viele Widerstände, LEDs, Steckverbinder, Resistoren und so weiter. Im Buch wird auch die Einrichtung der Software und das Aufspielen von Programmen auf die Arduino-Platine thematisiert. Darüber hinaus werden Dinge wie die Verbindung zwischen Stromspannung, Stromstärke und Widerstand, sowie die Markierungen auf Widerständen erklärt.

Um ehrlich zu sein, habe ich die Beispielprojekte nicht einzeln zusammengesteckt. Ich habe mir die Beschreibungen und Codebeispiele angesehen, um die Projekte zu verstehen, nutze sie jedoch eher als Referenz dafür, wenn ich ein neues Bauteil in einem eigenen Projekt verwenden möchte. Ein paar Projekte habe ich auch bereits zusammengebaut. Da wäre zum Beispiel das Lichttheremin (das auch als Projekt im Buch enthalten ist).

Lichttheremin

Lichttheremin

Hierbei wird anhand eines Photoresistors geprüft, wie hell es ist. Je heller es ist, desto höher ist der Ton, der über ein Piezoelement ausgegeben wird. Theoretisch könnte man damit Musik machen. Hier ist übrigens der dazugehörige Quelltext. Wirklich viel Programmieren muss man gar nicht. Hier könnt ihr ein Video ansehen, in dem ich den groben Aufbau erkläre. Zudem habe ich ein Video erstellt, in dem ich versuche, "Alle meine Entchen" zu spielen. 😀

Rudimentärer Recorder

Rudimentärer Recorder

Neben dem Ausgeben von Tönen habe ich auch versucht, Töne aufzunehmen. Da ich nur ein Piezoelement zur Verfügung hatte, musste ich ein bisschen tricksen, um mit dem gleichen Element sowohl Töne aufnehmen als auch abspielen zu können. Aus dem Grund gibt es einen Aufnahmeknopf und einen separaten Abspielknopf. Ich hatte eigentlich gehofft, dass ich auch Stimmen aufnehmen könnte, aber mehr als Klacken habe ich im ersten Entwurf nicht hinbekommen. Hier gibt es wieder den Quelltext und auch hier habe ich ein kleines Video erstellt, in dem ich den Aufbau erkläre und das ganze in Aktion zeige. Ich habe übrigens zwischen Programmierung und Videoaufnahme noch an den Duration-Werten geschraubt, damit der Ton besser zu hören ist. Die angesprochene Aufnahmedauer von 6 Sekunden aus dem Video wird also wahrscheinlich nicht mehr stimmen. 😮

RBG LED Datenübertragung RBG LED Datenübertragung RBG LED Datenübertragung

RBG LED Datenübertragung

Das letzte Projekt, das ich vorstellen möchte, ist übrigens das erste Projekt, das ich tatsächlich realisiert habe. Dafür habe ich eine RGB-LED verwendet und 3 Photoresistoren, die mit jeweils einer Farbe abgeklebt sind. Das hat den Effekt, das der Photoresistor nur noch auf die jeweile Farbe der RGB-LED reagiert. Das praktische daran: In einem Takt kann ich dadurch gleich drei Bits (Farbwert an oder aus) übertragen. Das könnte man verwenden, um per Licht Daten zu übertragen. Auch hier gibt es zum einen den Quelltext und zum anderen ein Video, in dem ich den Aufbau erkläre und das ganze in Aktion zeige. 🙂

Wenn ich genug experimentiert habe, werde ich sehen, das ich ein Projekt realisiere, das ich schon seit längerem im Kopf habe, vor dem ich mich jedoch aufgrund der Elektrotechnik-Anteile bisher immer gesträubt habe. Was es ist und wie es funktioniert, werde ich später mal an geeigneter Stelle präsentieren. Bis dahin werde ich noch ein bisschen Spaß mit meinen Bastelprojekten haben! 😀
Elektrotechnische Grüße, Kenny

P.S.: Für Leute, die Windows verwenden, scheint es übrigens eine gute Alternative zur Original-Entwicklungsumgebung auf Basis von Code::Blocks zu geben. Einen Blick scheint die kostenlose IDE auf alle Fälle wert zu sein. 🙂

3 Kommentare » Schreibe einen Kommentar

  1. Hallo, 12.5.2013

    auch ich fange jetzt mit ARDUINO an. Nächste Woche kommt das Lernpaket, die Selbstbau Projekte von REICHELT. Spannend ist es jetzt schon und selbst das "Einlesen" macht Spaß.
    Geplant ist ein Fahrstuhl an einem Hochhaus für die Modelleisenbahn. Dabei soll sich der Fahrstuhl nach dem Zufallsprinzip bewegen.
    Also auf die Plätze fertig los und danke für Deine zahlreichen Tips.

    Gruß Clemens.

  2. Interessant, wie viel Leute sich mit dem Arduino beschäftigen. Find, dass es tatsächlich ein tolles Spielzeug ist, quasi das Lego der Erwachsenen 🙂

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