WAS IST/KANN EIN ARDUINO? - FabLab Luzern

 
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WAS IST/KANN EIN ARDUINO? - FabLab Luzern
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
WAS IST/KANN EIN ARDUINO? - FabLab Luzern
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 )

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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!

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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

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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

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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...

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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...

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WAS IST/KANN EIN ARDUINO? - FabLab Luzern
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!

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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...

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ARDUINO                                         WEITERE AUFGABEN...
           BASICS & LINKS

                                                             Text: ...

Stand: 14:08.18 –– Chris Obrist -– HTTP://FABLAB-LUZERN.CH                         Bemerkung
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