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Arduino

Arduino

Auf der Suche nach Atmel AVR Projekten stößt man auf bald auf ein Open Source Hardware Projekt - den Arduino. Es handelt sich um ein preiswertes Board mit ATMega 328 Prozessor. Für unter 30€ erhält man ein lauffähiges System mit komfortabler IDE (C-Programmierung).

Zum Arduino gibt es eine Vielzahl kostengünstiger Zusatzmodule (sog. Shields), welche sich auf den Arduino aufstecken lassen.

Der Arduino besitzt einen Bootloader und kann deshalb direkt aus der IDE heraus seine Programme (sog. Sketche) laden - ohne extra Programmer! Gegenüber der C-Control von Conrad hat der Arduino den Vorteil, dass der Code direkt ausgeführt wird, während die C-Control einen "bremsenden" Interpreter hat. Natürlich ist der im Arduino verbaute ATmega 328 leistungsmässig geringer als die C-Control PRO Mega 128.

Der Arduino eignet sich bestens für kleine, eigenständige Messmodule, welche z.B. über eine C-Control verbunden und abgefragt werden können.

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Unterkategorien

  • Infos für Arduino-Fans

    Hier findet Ihr meine Sammlung von Informationen zum Arduino im Internet, Projekten und Händlern. Dahinter stecken viele Stunden Google-Suche. Viel Spass beim Stöbern.

  • Wie beginnen?
    Chips

    Bei einem neuen Wissensgebiet stellt man sich oft die Frage, wie man beginnen soll. Es gibt eine Flut von Informationen im Internet und in Büchsern, deren Begrifflichkeiten man oft noch nicht versteht. Beim Arduino beginnt man am Besten mit praktischen Versuchen. Es genügen ein PC und ein Arduino-Board. In dieser Rubrik findet Ihr grundlegende Artikel und einfachere Programme (Sketche). In den anderen Rubriken sind fortgeschrittene Programme zu finden, die auch etwas tiefere Hardwarekenntnisse erfordern.

     

  • Arbeitsplatz
    Laborplatz

    Mit dem Arduino kann man sogar am Wohnzimmertisch beginnen und schnell Erfolge erzielen. Mit steigendem Kenntnisstand werden auch die Anforderungen an die Hard- und Software größer. Speziell, wenn man wie ich am Wochenende arbeitet, fehlen auf einmal benötigte Teile, die man dann nicht besorgen kann. Man wird sich Vorräte und Werkzeuge zulegen, welche die Arbeit erleichtern. Wenn man seine Projekte nicht jedesmal wegräumen möchte, weil Besuch kommt, dann sollte man sich eine Arbeitsecke einrichten. In dieser Rubrik findet Ihr Vorschläge, wie man sich einrichten kann und welche Vorräte man benötigt.

     

  • Sprachreferenz Arduino

    Mir persönlich ist die Sprachreferenz auf der Arduino-Webeite an manchen Stellen zu unübersichtlich, manche Dinge fehlen mir komplett. Deshalb sammle ich hier Links und Informationen für meinen Eigengebrauch.

  • Grundlagen
    Schaltplan In dieser Rubrik findet Ihr Basiswissen zur Atmel-AVR-Welt: Grundlegendes Wissen über die Entwicklungsumgebung, Bibliotheken, Programmierung, Workarounds bei Fehlern und Code-Schnipsel, die man immer wieder braucht.
  • Boards
    Board

    Die Open Source Plattform Arduino wird von einer Vielzahl von Herstellern unterstützt. Längst sind aus der Basislinie des Arduino (UNO, Mega2560) eine Vielzahl angepasster Boards (FreeDuino, XINO, Nano etc.) abgeleitet worden, die sich für unterschiedliche Zwecke eignen und auch preislich stark unterscheiden. Alle von mir eingesetzten und erprobten Boards sind hier zu finden. Bei jedem Board sind alle Informationen wie Schaltpläne, Handbücher und Tipps gesammelt, welche man bei der täglichen Arbeit benötigt.

     

  • Shields
    Shield

    Shields sind Aufsteckplatinen für die Arduino-Plattform, welche das Prozessor-Board um Zusatzfunktionen erweitert (Display, Uhr etc.). Die Shields sind sehr preisgünstig (Ebay - chinesische Händler), so dass sich eigene Bastelei erübrigt. Zu den hier aufgeführten Shields sind auch Beispielprogramme (alle getestet) verfügbar, welche Euch bei Euren ersten Schritten unterstützen.

     

  • Zusatzbausteine
    Bausteine Zusatzbausteine sind Arduino-kompatible elektronische Baugruppen, welche nicht - wie die Shields - auf dem Prozessor-Board direkt aufsteckbar sind. Sie müssen durch etwas Bastelei mit den Pins des Arduino verbunden werden. Sie erfüllen aber sehr sinnvolle Zusatzfunktionen, die man benötigt. Hierzu zählen z.B. I2C-Bus-Module (I/O-Erweiterung, RTC, RAM etc.), separate Uhrenbausteine oder spezielle Sensoren/Aktoren.

     

  • Aktoren

    Aktoren sind Schaltungen und elektromechanische Bauteile, welche Programmbefehle in Bewegung, Hitze oder Licht umsetzen. Die Schaltungen, welche hierfür erforderlich sind, werden in dieser Rubrik beschrieben.

  • Sensoren

    Der Reiz des Arduino liegt darin, dass man Messwerte aus der Umgebung erfassen und darstellen kann:

    • Heizungsüberwachung/-steuerung
    • Wettermessung (Regen, Wind, Temperatur und Feuchte)
    • Positionsbestimmung per GPS

    Für die Messwerterfassung muss der Arduino um Sensoren erweitert werden. Diese sind meist sehr preisgünstig auf kleinen Platinen erhältlich (Temperatur, Feuchte etc.), kosten bei komplexeren Funktionen aber durchaus viel Geld (GPS, GSM, Kompass). Für jeden Sensor muss ein Sketch geschrieben werden, um dessen Messwerte in den Arduino zu bringen.

  • Displays
    LCD-Display

    Messwerte, welche mit dem Arduino gewonnen und berechnet werden, müssen dem Anwender angezeigt werden. Hierzu gibt es mehrere Verfahren:

    • Serielle Ausgabe an Terminalprogramm auf dem PC (einfach und kostengünstig)
    • Serielle Ausgabe an selbst geschriebenes Programm (z.B. mit Processing) auf dem PC (aufwändig aber kostengünstig)
    • Ausgabe der Informationen auf einem Character-LCD-Display des Arduino (ca. 15 €)
    • Ausgabe auf einem grafikfähigen Display mit optionalem Touch-Screen (teuer und aufwändig)

     

  • Netzwerk

    Spätestens nach einigen erfolgreichen Projekten wünscht man sich eine Vernetzung der Arduinos oder möchte Messdaten auf einem Webserver ablegen. Das ist mit relativ einfachen Mitteln möglich, erfordert aber einige Kenntnisse. In dieser Rubrik zeige ich Euch die Möglichkeiten mit Beispielprogrammen auf.

  • Projekt Drehmomentmessung am Einrad

    Für den Physikunterricht an der BOS-Rosenheim soll den Schülern der Drehmomentverlauf beim Betätigen der Pedale eines Einrads veranschaulicht werden. Hierzu müssen eine neue Nabe und eine geschlitzte Achse zur Aufnahme der Kraftmess-Sensoren entwickelt werden. Die Messwerterfassung der Kräfte erfolgt mit einem am Rad befestigten Arduino UNO, die Speicherung der Messwerte in einem I2C-EEPROM (64kByte). Nach erfolgter Testfahrt wird der Arduino am PC angeschlossen und die Messwerte per USB-Kabel in den PC eingelesen. Die Darstellung der Messwerte erfolgt über Excel-Diagramme. Die gesamte Entwicklungsarbeit und dieser Beitrag stammen von meinem Sohn Florian Kriwanek.

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