Das Franzis Starterpaket Arduino Leonardo

Das Handbuch für den Schnelleinstieg

Fabian Kainka

• Verlag: Franzis Verlag
• Jahr: 2013
• ISBN:
  9783645270588
• Thema: Informatik
• Thema: Hardware

3, 2, 1, Start: So schnell geht der Schnelleinstieg in Arduino™. Installieren Sie alles Nötige. Lernen Sie alles Wissenswerte. Programmieren Sie Ihren ersten Sketch. Im Handumdrehen schreiben Sie so zum Beispiel ein LED-Programm. Und sobald die kleine LED leuchtet, geht Ihnen bei Arduino™ ein großes Licht auf. Worauf warten Sie? Der Countdown läuft …Arduino™ - Feel the difference! Der Name "Arduino™" steht für eine ganze Familie unterschiedlich komplexer Mikrocontroller-Systeme mit passender Zusatzhardware in Form aufsteckbarer Platinen (Shields). Werden Sie Teil der Arduino™-Gemeinde und erleben Sie die schier endlosen Möglichkeiten, die Arduino™ bietet. Für jede Aufgabe findet sich das passende Board oder das optimale Shield. Arduino™ - Your powerful partner! Das Starterpaket Arduino™ Leonardo enthält das beliebte Board, basierend auf dem ATmega32U4. Es bietet größere Flexibilität in der Kommunikation mit dem Computer. Leonardo ist Arduinos™ erstes Entwicklungs-Board für die Nutzung eines Mikrocontrollers mit integriertem USB. Der ATmega32U4 in Verbindung mit fertigen Code-Bibliotheken erweitert die Möglichkeiten des Boards. Damit kann das Board Computertastatur, Maus und andere Geräte, die das USB-HID-Protokoll verwenden, nachahmen. Arduino™ - Play it again! Das Starterpaket garantiert Experimentierspaß und praktische Aha-Effekte: Egal ob Sie ein eigenes Programm (Sketch) schreiben, die Experimente nachvollziehen oder sich Hintergrundwissen aneignen wollen... es unterstützt Sie bei der mühelosen Verwirklichung Ihrer Ideen.

DO IT YOURSELF

Vorbereitungen

Projekte zum Nachbauen

Tipps und Hilfestellungen

Vorbereitungen

So bereiten Sie sich auf die praktischen Versuche mit dem Arduino vor.

Nach dem theoretischen Einstieg in die Arduino-Welt ist es nun an der Zeit, sich mit den praktischen Grundlagen zu beschäftigen. Als ersten Schritt sollten Sie sich ein praktikables System für die Hardwareaufbauten aneignen. Es ist natürlich nicht sehr klug, gleich den ersten Versuch auf ein Shield zu löten, ganz besonders, wenn man noch Einsteiger ist. Ich persönlich habe mir ein kleines Steckboard besorgt, das zufällig genau zwischen die Anschlüsse des Arduino passt. Der Vorteil: Dieses System ist sehr kompakt. Der Nachteil: Die Pin-Beschriftungen sind verdeckt.

Abb. 19: Aufbau mit kleinem Steckboard

Wichtig zum Verständnis: Auf diesem Board sind die Querkontakte in 5er-Blöcken verbunden.

Wichtig zum Verständnis meiner Aufbauten ist, dass auf diesem Board die Querkontakte in 5er-Blöcken verbunden sind. Außerdem habe ich mir, wie man auf dem Bild sehen kann, auf die unteren beiden Kontaktblöcke die Betriebsspannung von + 5 V und auf die oberen beiden eine Masseleitung gelegt. Dadurch ist der Zugang zu diesen wichtigen Versorgungsleisten vereinfacht.

Es gibt natürlich auch andere Möglichkeiten, eine handliche Entwicklungsumgebung zu schaffen. Auf dem nächsten Bild sehen Sie eine Variante mit einem größeren Steckboard. Auch hier wurden 5 V und Masse auf durchgehende Kontakte gelegt und somit leicht zugänglich gemacht.

Abb. 20: Aufbau mit einem großen Steckboard

Alle folgenden Programme und Aufbaupläne können Sie auch von dieser Webseite herunterladen:

http://fkainka.de/Arduino/Beispiele

Wofür auch immer Sie sich entscheiden: Wichtig ist, dass Sie den Überblick über Ihr System nicht verlieren und schnell und unkompliziert Bauteile austauschen oder Schaltungen erweitern können. Dadurch hält sich der Programmierstress in Grenzen, und der Spaßfaktor bleibt erhalten.

Projekte zum Nachbauen

Die erste LED

So berechnen Sie den Widerstand.

Genug vorbereitet! Jetzt geht es endlich los mit dem ersten eigenen Programm: Zunächst schließen Sie eine LED an Pin0 an. Vor die LED gehört natürlich immer ein Vorwiderstand, um den Strom zu begrenzen. Der Pin hat, wenn er HIGH geschaltet ist, einen Pegel von + 5 V. Außerdem liefert er bis zu 40 mA. Also berechnen Sie den Widerstand wie folgt:

Spannung am Widerstand:	U = 5 V – 1,7 V (Spannungsabfall an der LED) = 3,3 V
Strom am Widerstand:	I = erlaubter Strom an der LED = 20 mA
Widerstand:	R = U / I => R = 3,3 V/20 mA = 165 Ω

Das bedeutet also, dass Sie mindestens einen Widerstand von 165 Ω einsetzen sollten, um die LED nicht zu überlasten. Ich habe 1,5 kΩ (Farbringe: Braun, Grün, Rot) verwendet. Damit fließen durch die LED nur 2,2 mA. Das ist aber immer noch ausreichend, damit sie hell leuchtet. Auf dem Bild sieht man, wie die LED auf einem Steckbrett angeschlossen werden könnte.

Abb. 21: Aufbau der ersten LED

Die wichtigsten Merkmale der Kathode.

Achten Sie darauf, dass der negative Pol der LED (die Kathode) in Richtung GND zeigt. Sie erkennen die Kathode in den meisten Fällen an folgenden Merkmalen:

MERKMALE DER KATHODE

kürzeres Kontaktbeinchen

Abflachung am Gehäuserand

größere Kontaktfläche im Inneren der LED

Drei Schritte in der Programmierumgebung.

In der Programmierumgebung müssen Sie jetzt schrittweise Folgendes tun:

1.Die grundlegende Programmstruktur anlegen.

2.Den Pin der LED als Ausgang definieren.

3.Den besagten Pin auf HIGH schalten.

Heraus kommt folgendes Programm:

PROGRAMM LED 0

setup() {

pinMode (0, OUTPUT); //Pin0 als Ausgang definieren

}

void loop() {

digitalWrite(0,HIGH); //Pin0 auf HIGH setzen

}

Kompilieren und uploaden Sie das Programm. Die LED sollte jetzt leuchten.

Ist dies nicht der Fall, prüfen Sie anhand der folgenden Checkliste:

CHECKLISTE

Haben Sie den richtigen Pin getroffen?

Haben Sie die LED richtig herum angeschlossen?

Haben Sie die LED gegen Masse geschaltet?

Wurde eine Fehlermeldung angezeigt?

Haben Sie die Groß- und Kleinschreibung im Programm beachtet?

Wenn alles funktioniert, können Sie noch etwas tun, um das Programm übersichtlicher zu gestalten. Es ist nämlich möglich, Ihren Pins Namen zu geben. Das kann bei komplexeren Programmen sehr hilfreich sein.

Globale Variablen (die man in allen Prozeduren benutzen kann) defin...

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