WAS IST/KANN EIN ARDUINO? - FabLab Luzern
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ARDUINO WAS IST/KANN EIN ARDUINO? BASICS & LINKS ARDUINO ist ein PHYSICAL-COMPUTING-PLATTFORM, bestehend aus einem einfachen INPUT/OUTPUT-BOARD (Microcontroller) und einer PROGRAMMIER-UMGEBGUNG (IDE) in der PROCESSING-LANGUAGE (Java). ARDUINO kann für INTERAKTIVE INSTALLATIONEN und ELEKTRONSICHE OBJEKTE aller Art benutzt werde, im STANDALONE-BETRIEB oder als SCHNITTSTELLE zu einer Software (wie z.B. VVVV, MAX, LIVE, ...). Arduino IDE – Version 1.8.3 ARDUINO basierend auf dem OPEN-SOURCE-GEDANKEN und richtet sich in erster Linie an SCHÜLERINNEN, KÜNSTLERINNEN, MAKERINNEN, ... Die IDE-SOFTWARE (Integrated Development Envirement) sowie ANLEITUNGEN diverser Lern-Beispiele sind im Internet KOSTENLOS VERFÜGBAR. Arduino UNO R3 Stand: 14:08.18 –– Chris Obrist -– HTTP://FABLAB-LUZERN.CH Quelle: Banzi, Massimo – Getting Started with Arduino, MAKE:Projects (2nd Edition), 2011
ARDUINO DER AUFBAU EINES ARDUINO-BOARDS BASICS & LINKS DIGITALE INPUT/OUPUT’s ( 0V oder 5V ) RESET-BUTTON USB-ANSCHLUSS MIROCONTROLLER-CHIP (Programm hochladen / ( ATMEGA 328 ) Stromversogrung via PC) EXT. STROMVERSORGUNG (max. 12V!) GROUND & 5V OUTPUT ANALOGE INPUT/OUPUT’s ( z.B. für Push-Button, Potis, ... ) ( 0V – 5V ) Stand: 14:08.18 –– Chris Obrist -– HTTP://FABLAB-LUZERN.CH
ARDUINO SOFTWARE UND TREIBER INSTALLIEREN... BASICS & LINKS SCHRITT 1: lade die aktuelle Version der IDE herunter und installiere sie auf dei- nem Rechner. Diese Software wird benötigt, um Programme (sog. «Sketches») zu erstellen und diese dann auf den Micontroller zuladen: https://www.arduino. SCHRITT 2: ersetze im «Sketchbook» die Ordner «libraries» und «hard- ware» und füge unter dem Menüpunkt Sketch bei Datei-Hinzufügen das Textfile «boards.txt» hinzu. Anschliessen muss die IDE neu starten wer- den. Hier findest du den Treiber und das Textfile für das Board: http://fablab-luzern.ch/wp-content/uploads/2018/07/TreiberBoards.zip SCHRITT 3: installiere noch den Treiber (CH340 für chineschien Klone), damit der Computer mit den Microcontroller kommunizieren kann. Jetzt musst du nur noch unter Werkzeuge > Boards das passende Board WAVEGAT UNO R3 und einen Port auswählen – geschafft! Stand: 14:08.18 –– Chris Obrist -– HTTP://FABLAB-LUZERN.CH
ARDUINO DEN ERSTEN SKETCH HOCHLADEN... BASICS & LINKS Wenn die Verbindung zwischen Computer und Arduino steht, kannst du in der IDE unter Datei > Beispiele > 01.Basic der Sketch «Blink» öffnen und ihn via dem Hochlade-Button auf das Board laden. Die LED «L» (PIN13) auf dem Arduino-Board beginnt im Hier hochladen... Sekundentakt an zu blinken! HINWEIS: PIN13 besitzt als einziger PIN eine fest verbaute LED inkl. Widerstand auf dem Mikrokontroller-Board! Arduino UNO R3 Stand: 14:08.18 –– Chris Obrist -– HTTP://FABLAB-LUZERN.CH
ARDUINO DER AUFBAU EINES SKETCHES (BLINK) BASICS & LINKS Ein Sketch besteht im Wesentliche aus zwei Programmteilen: «void setup» und «void loop». In den Kom- mentaren ( /*...*/ oder nach //... ) sind Programmteile und deren Funktion(en) beschrieben. Name des Sketches Kommentare Funktion Attribtue, Werte Ende einer Zeile/Befehls Stand: 14:08.18 –– Chris Obrist -– HTTP://FABLAB-LUZERN.CH
ARDUINO DAS BREADBOARD BASICS & LINKS Auf dem Breadboard kannst du elektronische Schaltungen stecken, ohne dass die Komponenten fest miteinander verlötet werden müssen – ideal zum Prototypen bauen und sie zu testen! (-) (+) Die Innenbahnen sind vertikal von A–E und F–J Die Aussenbahnen sind miteinander verbunden. horizontal miteinander Über die Brücke werden verbunden und meistens Bauteile wie z.B. werden meist für die Buttons und IC’s gesteckt... Stromversorgung der Komponenten verwendet... Stand: 14:08.18 –– Chris Obrist -– HTTP://FABLAB-LUZERN.CH
ARDUINO AUFGABE 1: «Morsen» & «Faden» BASICS & LINKS Stecke eine LED, ein Widerstand und Verbindungskabel ge- mäss dem Schaltplan auf der linken Seite auf dein Breadboard. Danach nimmst du den Sketch «Blink» und speicherst ihn unter einem neuen Namen ab. Verändere danach die Delay-Zeiten so, dass kurze und lange Signale entstehen. Kopiere und wiederhole die entsprechen- den Zeilen, um im Morse-Code eine Nachricht (z.B. SOS) zu übermitteln... https://de.wikipedia.org/wiki/Morsezeichen Zusätzlich kannst du hier noch der Sketch «Fade» ausprobie- ren: unter Datei > Beispiele > 01.Basic. Die LED wird mittels PWM (Puls-Weiten-Modulation) so gesteuert, dass sie heller und dunkler wird. Vergiss nicht, im Sketch den PIN zu wech- seln... Stand: 14:08.18 –– Chris Obrist -– HTTP://FABLAB-LUZERN.CH
ARDUINO AUFGABE 2: «Die Ampel» BASICS & LINKS Füge auf dem Breadboard zwei weitere LED‘s mit den ent- sprechenden Widerständen hinzu (siehe Schaltplan links). Du kannst wiederum den Sketch «Blink» laden und ihn unter ei- nem neuen Namen abspeichern. Verändere den Sketch nun so, dass du drei LED auf separaten PIN‘s ansteuern kannst. Passe die Reihenfolge und die De- lay-Zeiten für eine Ampel-Schlatung an. Alternativ kannst du auch ein Lauflicht oder eine Blinkanlage programmieren. Die Delay-Zeit kann auch per Zufall (random) gesteuert werden, z.B. für eine Kerzenlicht-Immitation – für digitale Romantiker! Stand: 14:08.18 –– Chris Obrist -– HTTP://FABLAB-LUZERN.CH
ARDUINO AUFGABE 3: «Stateflow» BASICS & LINKS Füge deiner Schaltung einen Button hinzu, inkl. Widerstand und Verbindugnskabel (siehe Schaltplan links). Die Fuktion «Switch...Case» ist eine gute Variante, um Ampel via Button zu steuern. Diesen Sketch findest du hier: http://fablab-luzern.ch/ wp-content/uploads/2018/08/Basic_Sketches.zip Überlege dir, wo du diese Schaltung auch noch einsetzen kön- nest, wenn anstelle der LED‘s andere Komponenten ange- schlossen wären... Stand: 14:08.18 –– Chris Obrist -– HTTP://FABLAB-LUZERN.CH
ARDUINO WEITERE AUFGABEN... BASICS & LINKS Text: ... Stand: 14:08.18 –– Chris Obrist -– HTTP://FABLAB-LUZERN.CH Bemerkung
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