Sie sind hier
E-Book

Arduino-Kochbuch

AutorMichael Margolis
VerlagO'Reilly Verlag
Erscheinungsjahr2012
Seitenanzahl624 Seiten
ISBN9783868993547
FormatPDF/ePUB
Kopierschutzkein Kopierschutz/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis44,90 EUR
Mit dem Arduino-Kochbuch, das auf der Version Arduino 1.0 basiert, erhalten Sie ein Füllhorn an Ideen und praktischen Beispielen, was alles mit dem Mikrocontroller gezaubert werden kann. Sie lernen alles über die Arduino-Softwareumgebung, digitale und analoge In- und Outputs, Peripheriegeräte, Motorensteuerung und fortgeschrittenes Arduino-Coding. Egal ob es ein Spielzeug, ein Detektor, ein Roboter oder ein interaktives Kleidungsstück werden soll: Elektronikbegeisterte finden über 200 Rezepte, Projekte und Techniken, um mit dem Arduino zu starten oder bestehende Arduino-Projekt mit neuen Features aufzupimpen.

Kaufen Sie hier:

Horizontale Tabs

Leseprobe

Chapter 1. Erste Schritte


1.1. Einführung


Die Arduino-Umgebung wurde entworfen, um von Anfängern einfach genutzt werden zu können, die mit Software oder Elektronik keine Erfahrung haben. Mit Arduino können Sie Objekte entwickeln, die auf Licht, Töne und Bewegung reagieren oder sie kontrollieren. Arduino wurde für den Bau einer Vielzahl faszinierender Dinge verwendet, darunter Musikinstrumente, Roboter, Lichtskulpturen, Spiele, interaktive Möbel und sogar interaktive Kleidung.

Note


Wenn Sie kein Einsteiger sind, können Sie gleich mit den Rezepten weitermachen, die Sie interessieren.

Arduino wird auf der ganzen Welt in vielen Bildungsprogrammen genutzt, insbesondere von Designern und Künstlern, die auf einfache Weise Prototypen herstellen wollen, ohne allzu tief in die technischen Details ihrer Schöpfungen einsteigen zu müssen. Da sie entworfen wurde, um von nicht technisch versierten Menschen genutzt zu werden, enthält die Software viele Codebeispiele, die demonstrieren, wie man die verschiedenen Fähigkeiten der Arduino-Boards nutzt.

Obwohl sie einfach zu nutzen ist, arbeitet die Arduino zugrunde liegende Hardware mit der gleichen »Perfektion«, die Ingenieure für den Aufbau eingebetteter Systeme nutzen. Für Leute, die bereits mit Mikrocontrollern gearbeitet haben, ist Arduino aufgrund der agilen Entwicklungsmöglichkeiten und der Möglichkeit zur schnellen Implementierung von Ideen ebenfalls interessant.

Arduino ist für seine Hardware bekannt, doch man benötigt auch Software, um diese Hardware programmieren zu können. Sowohl die Hardware als auch die Software wird »Arduino« genannt. Diese Kombination ermöglicht die Entwicklung von Projekten, die die physikalische Welt wahrnehmen und steuern können. Die Software ist frei, Open Source und plattformübergreifend. Die Boards kann man kostengünstig kaufen oder selbst zusammenbauen (die Hardware-Designs sind ebenfalls Open Source). Darüber hinaus gibt es eine aktive und unterstützende Arduino-Community, die weltweit über die Arduino-Foren und das Wiki (bekannt als Arduino Playground) zugänglich ist. Die Foren und das Wiki bieten Beispiele für Projekte und Problemlösungen. Sie bieten Hilfe und Inspiration, wenn Sie Ihr eigenes Projekt vorantreiben wollen.

Die Rezepte in diesem Kapitel ermöglichen Ihnen den Einstieg. Sie zeigen Ihnen, wie man die Entwicklungsumgebung einrichtet und wie man einen Beispiel-Sketch kompiliert und ausführt.

Note


Der Quellcode mit den Computer-Instruktionen zur Steuerung von Arduino-Funktionen wird in der Arduino-Community üblicherweise als Sketch bezeichnet. Das Wort Sketch wird im gesamten Buch für Arduino-Programmcode verwendet.

Der mit Arduino mitgelieferte Blink-Sketch ist ein Beispiel für die Rezepte in diesem Kapitel, auch wenn das letzte Rezept des Kapitels etwas weitergeht. Es lässt nicht nur die auf dem Board vorhandene LED blinken, sondern fügt noch Sound hinzu und liest Eingaben über zusätzliche Hardware ein. Chapter 2 zeigt, wie man einen Sketch für Arduino strukturiert und führt in die Programmierung ein.

Note


Wenn Sie mit den Arduino-Grundlagen bereits vertraut sind, können Sie mit den nachfolgenden Kapiteln weitermachen. Als Arduino-Einsteiger macht sich das Durcharbeiten dieser frühen Rezepte später mit besseren Ergebnissen bezahlt.

Arduino-Software


Software- Programme, sog. Sketches, werden auf einem Computer mit Hilfe der Arduino- Entwicklungsumgebung (Integrated Development Environment, kurz IDE) geschrieben. Die IDE ermöglicht es Ihnen, Code zu schreiben und zu bearbeiten und diesen Code dann in Instruktionen umzuwandeln, die die Arduino-Hardware versteht. Die IDE überträgt diese Instruktionen auch auf das Arduino-Board. Diesen Prozess bezeichnet man als Hochladen (engl. Uploading).

Arduino-Hardware


Auf dem Arduino-Board wird der von Ihnen geschriebene Code ausgeführt. Das Board selbst kann nur auf Strom reagieren und ihn steuern, weshalb spezielle Komponenten angeschlossen sind, die die Interaktion mit der realen Welt ermöglichen. Diese Komponenten können Sensoren sein, die bestimmte Aspekte der physikalischen Welt in Strom umwandeln, die das Board verarbeiten kann. Es können aber auch sog. Aktuatoren sein, die Strom vom Board erhalten und ihn in etwas umwandeln, was die Welt verändert. Beispiele für Sensoren sind Schalter, Beschleunigungsmesser und Ultraschall-Abstandssensoren. Aktuatoren sind Dinge wie Lampen und LEDs, Lautsprecher, Motoren und Displays.

Es gibt eine Vielzahl offizieller Boards, die mit der Arduino-Software verwendet werden können, sowie ein breites Spektrum an Arduino-kompatiblen Boards, die von Mitgliedern der Community hergestellt werden.

Die beliebtesten Boards enthalten einen USB-Stecker, der die Stromversorgung übernimmt und die Upload-Verbindung für ihre Software herstellt. Figure 1-1 zeigt ein einfaches Board, mit dem viele Leute anfangen: das Arduino Uno.

Figure 1-1. Einfaches Board: das Arduino Uno. Photo mit freundlicher Genehmigung von todo.to.it.

Das Arduino Uno besitzt einen zweiten Mikrocontroller, der die gesamte USB-Kommunikation übernimmt. Der kleine SMD-Chip (ein ATmega8U2) ist nahe des USB-Steckers zu finden. Dieser Chip kann separat programmiert werden, so dass das Board unterschiedliche USB-Geräte emulieren kann (ein Beispiel finden Sie in ). Das Arduino Leonardo ersetzt die ATmega8U2- und ATmega328-Controller durch einen einzelnen ATmega32u4-Chip, der das USB-Protokoll softwaremäßig emuliert. Die Arduino-kompatiblen Teensy- und Teensy+-Boards von PJRC (http://www.pjrc.com/teensy/) können ebenfalls USB-Geräte emulieren. Ältere Boards (und die meisten Arduino-kompatiblen Boards) verwenden einen Chip von FTDI, der eine Hardware-USB-Lösung bietet, mit der man die Verbindung mit dem seriellen Port des Computers herstellen kann.

Sie können Boards kaufen, die so klein wie eine Briefmarke sind, etwa das Arduino Mini und das Pro Mini. Größere Boards (wie das Arduino Mega) bieten mehr Anschlüsse und leistungsfähigere Prozessoren. Es gibt auch Boards für spezielle Anwendungen, etwa das LilyPad, das man in Kleidung integrieren kann (»Wearable«-Anwendungen), das Fio für Wireless-Projekte, oder das Arduino Pro für Embedded-Anwendungen (eigenständige, häufig batteriebetriebene Projekte).

Jüngstes Mitglied ist das Arduino ADK, das über einen USB-Host-Sockel verfügt und mit dem Android Open Accessory Development Kit kompatibel ist (der offiziellen Methode, Hardware an Android-Geräte anzuschließen). Das Leonardo-Board verwendet einen Controller-Chip (den ATmega32u4), der unterschiedliche HID-Geräte repräsentieren kann. Das Ethernet-Board enthält eine Ethernet-Schnittstelle und eine Power-Over-Ethernet-Option, d.h., man kann das Board über ein einziges Kabel anbinden und mit Strom versorgen.

Es gibt noch weitere Arduino-kompatible Boards, einschließlich der folgenden:

Eine Liste Arduino-kompatibler Boards finden Sie unter http://www.freeduino.org/.

Siehe auch


Übersicht der Arduino-Boards : http://www.arduino.cc/en/Main/Hardware.

Online-Leitfäden für den Arduino-Einstieg finden Sie unter http://arduino.cc/en/Guide/Windows für Windows, http://arduino.cc/en/Guide/MacOSX für Mac OS X und http://www.arduino.cc/playground/Learning/Linux für Linux.

Eine Liste von über einhundert Boards, die mit der Arduino-Entwicklungsumgebung genutzt werden können, finden Sie unter http://jmsarduino.blogspot.com/2009/03/comprehensive-arduino-compatible.html

1.2. Installation der integrierten Entwicklungsumgebung (IDE)


Problem


Sie möchten die Arduino-Entwicklungsumgebung auf Ihrem Computer installieren.

Lösung


Die Arduino-Software für Windows, Mac und Linux kann von http://arduino.cc/en/Main/Software heruntergeladen werden.

Der Windows-Download ist eine ZIP-Datei. Entpacken Sie die Datei in ein geeignetes Verzeichnis – Programme/Arduino ist eine gute Wahl.

Note


Ein freies Utility zum Entpacken von Dateien namens 7-Zip kann von http://www.7-zip.org/ heruntergeladen werden.

Das Entpacken der Datei erzeugt einen Ordner namens Arduino-00<nn> (dabei ist <nn> die Versionsnummer der heruntergeladenen Arduino-Release). Das Verzeichnis enthält neben verschiedenen...

Blick ins Buch

Weitere E-Books zum Thema: Betriebssysteme - Computersoftware

Automotive Embedded Systeme

E-Book Automotive Embedded Systeme
Effizfientes Framework - Vom Design zur Implementierung Format: PDF

Die Entwicklung hochkomplexer automotiver Infotainmentsysteme bestehend aus einer Headunit und weiteren Komponenten wie Audio- und Videoelementen, Kommunikationseinheiten, Navigationssystemen und…

Automotive Embedded Systeme

E-Book Automotive Embedded Systeme
Effizfientes Framework - Vom Design zur Implementierung Format: PDF

Die Entwicklung hochkomplexer automotiver Infotainmentsysteme bestehend aus einer Headunit und weiteren Komponenten wie Audio- und Videoelementen, Kommunikationseinheiten, Navigationssystemen und…

Automotive Embedded Systeme

E-Book Automotive Embedded Systeme
Effizfientes Framework - Vom Design zur Implementierung Format: PDF

Die Entwicklung hochkomplexer automotiver Infotainmentsysteme bestehend aus einer Headunit und weiteren Komponenten wie Audio- und Videoelementen, Kommunikationseinheiten, Navigationssystemen und…

Automotive Embedded Systeme

E-Book Automotive Embedded Systeme
Effizfientes Framework - Vom Design zur Implementierung Format: PDF

Die Entwicklung hochkomplexer automotiver Infotainmentsysteme bestehend aus einer Headunit und weiteren Komponenten wie Audio- und Videoelementen, Kommunikationseinheiten, Navigationssystemen und…

Automotive Embedded Systeme

E-Book Automotive Embedded Systeme
Effizfientes Framework - Vom Design zur Implementierung Format: PDF

Die Entwicklung hochkomplexer automotiver Infotainmentsysteme bestehend aus einer Headunit und weiteren Komponenten wie Audio- und Videoelementen, Kommunikationseinheiten, Navigationssystemen und…

Automotive Embedded Systeme

E-Book Automotive Embedded Systeme
Effizfientes Framework - Vom Design zur Implementierung Format: PDF

Die Entwicklung hochkomplexer automotiver Infotainmentsysteme bestehend aus einer Headunit und weiteren Komponenten wie Audio- und Videoelementen, Kommunikationseinheiten, Navigationssystemen und…

Sicheres Netzwerkmanagement

E-Book Sicheres Netzwerkmanagement
Konzepte, Protokolle, Tools Format: PDF

Die Administration komplexer Rechnernetzwerke verlangt durch die ständige Weiterentwicklung etablierter Standards und die Integration gänzlich neuer Technologien ein umfassendes technisches Know-how…

Sicheres Netzwerkmanagement

E-Book Sicheres Netzwerkmanagement
Konzepte, Protokolle, Tools Format: PDF

Die Administration komplexer Rechnernetzwerke verlangt durch die ständige Weiterentwicklung etablierter Standards und die Integration gänzlich neuer Technologien ein umfassendes technisches Know-how…

Weitere Zeitschriften

Arzneimittel Zeitung

Arzneimittel Zeitung

Die Arneimittel Zeitung ist die Zeitung für Entscheider und Mitarbeiter in der Pharmabranche. Sie informiert branchenspezifisch über Gesundheits- und Arzneimittelpolitik, über Unternehmen und ...

arznei-telegramm

arznei-telegramm

Das arznei-telegramm® informiert bereits im 53. Jahrgang Ärzte, Apotheker und andere Heilberufe über Nutzen und Risiken von Arzneimitteln. Das arznei-telegramm®  ist neutral und ...

AUTOCAD & Inventor Magazin

AUTOCAD & Inventor Magazin

FÜHREND - Das AUTOCAD & Inventor Magazin berichtet seinen Lesern seit 30 Jahren ausführlich über die Lösungsvielfalt der SoftwareLösungen des Herstellers Autodesk. Die Produkte gehören zu ...

Berufsstart Bewerbung

Berufsstart Bewerbung

»Berufsstart Bewerbung« erscheint jährlich zum Wintersemester im November mit einer Auflage von 50.000 Exemplaren und ermöglicht Unternehmen sich bei Studenten und Absolventen mit einer ...

BIELEFELD GEHT AUS

BIELEFELD GEHT AUS

Freizeit- und Gastronomieführer mit umfangreichem Serviceteil, mehr als 700 Tipps und Adressen für Tag- und Nachtschwärmer Bielefeld genießen Westfälisch und weltoffen – das zeichnet nicht ...

Card Forum International

Card Forum International

Card Forum International, Magazine for Card Technologies and Applications, is a leading source for information in the field of card-based payment systems, related technologies, and required reading ...

Correo

Correo

 La Revista de Bayer CropScience para la Agricultura ModernaPflanzenschutzmagazin für den Landwirt, landwirtschaftlichen Berater, Händler und am Thema Interessierten mit umfassender ...

dental:spiegel

dental:spiegel

dental:spiegel - Das Magazin für das erfolgreiche Praxisteam. Der dental:spiegel gehört zu den Top 5 der reichweitenstärksten Fachzeitschriften für Zahnärzte in Deutschland (laut LA-DENT 2011 ...

rfe-Elektrohändler

rfe-Elektrohändler

rfe-Elektrohändler ist die Fachzeitschrift für die CE- und Hausgeräte-Branche. Wichtige Themen sind: Aktuelle Entwicklungen in beiden Branchen, Waren- und Verkaufskunde, Reportagen über ...