Arduino

Schematische Darstellung des Arduino UNO

Bei Arduino handelt es sich um eine Physical-Computing Plattform bestehend aus quelloffenen Hard- und Softwarekomponenten. Die Hardwarekomponente wird als Arduino Board bezeichnet und ist in verschiedenen Ausführungen erhältlich. Kernstück eines jeden Arduino Boards ist der Mikrocontroller neben dem digitale Ein- und Ausgänge, analoge Eingänge, ein Timer und ein kleiner Speicher verbaut sind. Da es rund um das Thema Arduino eine große Community gibt, welche eine Vielzahl an Dokumentationen, Tutorials, Quellcodes und sonstigen Informationsmaterialien zur Verfügung stellt, soll an dieser Stelle lediglich eine Auswahl der wichtigsten Eigenschaften des Systems aufgezeigt und ferner auf einschlägige Informationsplattformen verwiesen werden.

Arduino Board und Erweiterungsplatinen

Wie bereits erläutert verfügen die Arduino Boards über Ein- und Ausgänge, dessen Anzahl sich von Board zu Board voneinander unterscheidet. Ferner verfügen die Boards über unterschiedlich große Speicher und benötigen eine Betriebsspannung zwischen 7V und 12V. Unter 7V wird der 5V-Pin instabil und über 12V kann der Spannungsregler überhitzen und zu Schäden führen. Bevor also ein Projekt mit Arduino angegangen werden kann, sollte im Vorfeld geklärt werden welches Board für die Anwendung in Frage kommt. Die Pins zur digitalen Datenübertragung lassen sich entweder als Ein- oder Ausgang definieren und werden über die Befehle digitalRead, im Fall eines Eingangs, oder für Ausgänge über digitalWrite angesprochen, wobei Programmseitig mit den Logikzuständen 0 bzw. LOW oder 1 bzw. HIGH gearbeitet wird. Ferner ist es mit einer Auswahl an Pins möglich mit Pulsweitenmodulation, kurz PWM, zu arbeiten um beispielsweise LEDs zu dimmen oder Servomotoren zu steuern. Die Analogen Eingangspins dienen zum Beispiel dem Anschluss von Potentiometern und Temperatur- oder Drucksensoren. Sollten diese Funktionen den Anforderungen nicht genügen gibt es für die Boards diverse Erweiterungsplatinen welche auch als Shields bezeichnet werden und mit denen das Board beispielsweise um eine Steuerungseinheit für Elektromotoren oder ein WLAN- oder Bluetooth-Modul ergänzt werden kann.

Arduino IDE

Zur Programmierung des Arduino Boards empfiehlt es sich die durch Arduino kostenlos angebotene Entwicklungsumgebung Arduino IDE (integrated development environment) zu nutzen. Arduino IDE ist für Windows, Linux und MacOS erhältlich und stellt neben einer Programmieroberfläche die notwendigen Treiber und einen Compiler zum kompilieren des Quellcodes für den Mikroprozessor zur Verfügung. Außerdem werden durch die Software diverse Bibliotheken eingebunden welche die Programmierung in C und C++ erheblich vereinfachen.

Symbolleiste für Schnellzugriff häufig verwendeter Funktionen
Programmieroberfläche
Informationsoberfläche mit Hinweisen zu eventuellen Fehlern und genutztem Speicher
Information zu angeschlossenem Arduino Board und verwendetem COM Port