Controller Selbstbau mit Arduino

Heyho ihr lieben,

ich möchte euch den Microcontroller Arduino, seine vorzüge und spielerein vorstellen

Die Arduino Plattform
Die Arduino-Plattform ist eine aus Soft- und Hardware bestehende Physical-Computing-Plattform. Beide Komponenten sind im Sinne von Open Source quelloffen. Die Hardware besteht aus einem einfachen I/O-Board mit einem Mikrocontroller und analogen und digitalen Ein- und Ausgängen. Die Entwicklungsumgebung beruht auf der Entwicklungsumgebung von Processing und Wiring, die insbesondere Künstlern, Designern, Bastlern und anderen Interessierten den Zugang zur Programmierung und zu Mikrocontrollern erleichtern soll. Arduino kann verwendet werden, um eigenständige interaktive Objekte zu steuern oder um mit Softwareanwendungen auf Computern zu interagieren
(z. B. Adobe Flash, Processing, Max/MSP, Pure Data, SuperCollider, diversen Skriptsprachen, Terminal, vvvv etc.). Arduino wird intensiv an Kunsthochschulen genutzt, um interaktive Installationen aufzubauen.

Das Arduino-Projekt erhielt 2006 eine Anerkennung im Rahmen des Prix Ars Electronica in der Kategorie Digital Communities.

Hardware
Die Hardware basiert auf einem Atmel AVR-Mikrocontroller aus der megaAVR-Serie. Ursprünglich wurde der ATmega8, später der
ATmega168 und aktuell der ATmega328, der ATmega1280 und der ATmega2560 verbaut. Alle Boards werden entweder über USB oder eine externe Spannungsquelle mit 5 Volt versorgt und verfügen über einen 16 MHz-Schwingquarz (es gibt Varianten mit 3,3 V Versorgungsspannung und solche mit abweichendem Takt).

Konzeptionell werden alle Boards über eine serielle Schnittstelle programmiert. Der Mikrocontroller ist mit einem Boot-Loader vorprogrammiert, wodurch die Programmierung direkt über die serielle Schnittstelle ohne externes Programmiergerät erfolgen kann. Bei älteren Boards wurde dafür die RS-232-Schnittstelle genutzt. Bei aktuellen Boards geschieht die Umsetzung von USB nach seriell über einen eigens entwickelten USB-Seriell-Konverter basierend auf dem ATmega8U2. Zuvor wurde das mit dem populären Baustein
FT232RL von FTDI realisiert. Die Version Arduino Leonardo verwendet als Prozessor den ATmega32u4, welcher die USB-Unterstützung nativ bereitstellt und sich damit auch als Tastatur oder Maus gegenüber einem PC ausgeben kann.

Die Arduino-Boards stellen die meisten I/O-Pins des Mikrocontrollers zur Nutzung für elektronische Schaltungen zur Verfügung. Die aktuell gängigen Boards bieten 14 digitale I/O-Pins, von denen sechs PWM-Signale ausgeben können und sechs als analoge Eingänge dienen können. Für die Erweiterung werden vorbestückte oder teilweise unbestückte Platinen – sogenannte „Shields“ – angeboten, die auf das Arduino-Board aufsteckbar sind. Es können aber auch z.B. Steckplatinen für den Aufbau von Schaltungen verwendet werden.

Die neueste Version Arduino Due besitzt einen ARM Cortex-M3 32-Bit-Prozessor vom Typ Atmel SAM3X8E und stellt mit 84MHz Taktfrequenz die leistungsstärkste Variante dar.

Software
Arduino bringt eine eigene integrierte Entwicklungsumgebung (IDE) mit. Dabei handelt es sich um eine plattformunabhängige Java-Anwendung. Sie basiert auf der IDE von Processing,
einer auf die Einsatzbereiche Grafik, Simulation und Animation
spezialisierten Entwicklungsumgebung. Die Arduino-IDE bringt einen Code-Editor mit und bindet gcc als Compiler ein. Zusätzlich werden die avr-gcc-Library und weitere Arduino-Librarys eingebunden, die die Programmierung in C und C++ stark vereinfachen.

Für ein funktionstüchtiges Programm genügt es, zwei Methoden zu definieren:

• setup() – wird beim Start des Programms (entweder nach dem
  Übertragen auf das Board oder nach Drücken des Reset-Tasters) einmalig
  aufgerufen, um z.B. Pins als Eingang oder Ausgang zu definieren.
• loop() – wird durchgehend immer wieder durchlaufen, solange das Arduino-Board eingeschaltet ist.

Hier ein Beispiel für ein Programm (in der Arduino-Diktion: Sketch), welches eine an das Arduino-Board angeschlossene LED blinken lässt:

int ledPin = 13; // die LED ist an Pin 13 angeschlossen, was in der Variablen ledPin gespeichert ist
                 // (Diese LED ist bei den meisten Boards integriert)
 
void setup() {
    pinMode(ledPin, OUTPUT); // legt den LED-Pin als Ausgang fest
}
 
void loop() {
    digitalWrite(ledPin, HIGH); // LED anschalten
    delay(1000); // 1 Sekunde (=1000 ms) warten (delay() braucht den Parameter in ms)
    digitalWrite(ledPin, LOW); // LED ausschalten
    delay(1000); // 1 Sekunde warten
}

Ihr versteht jetzt alle bestimmt nur Bahnhof, nicht schlimm, für die Leute die technisch sowie Programmiertechnisch nicht ganz legasteniker sind können sich damit anvertrauen ;).

Hier noch einige Videos was man mit dieser Platform alles machen kann.
Video 2, Video 3 und Video 4 sind die besten

Ich setze mich gerade ein wenig damit auseinander und lese fleissig tutorials, werde mir nächste Woche auch allen schnick schnack bestellen und dann mal richtig anfangen ;). Sobald ichs hab sag ich euch bescheid.

Wenn Interesse eurerseits da sein sollte, dann teilt es hier bitte mit, vielleicht wird es dann bald auch mehrere geben die sich damit beschäftigen, Tutorials fertige Codeschnipsel, fertige Projekte e.t.c.

LG
Chris