Arduino

Einführung

Arduino

Der Arduino ist quasi ein Computer, der sich auf einer kleinen Platine befindet und bietet die Möglichkeit verschiedene elektronische Bauteile anzuschließen, auszulesen und zu steuern. Von den Arduinos gibt es sehr viele verschiedene Varianten. Die folgende Einführung bezieht sich auf die Arduino UNO Variante. Auf der Platine eines Arduinos befinden sich immer mehrere Anschlüsse an verschiedenen Postionen mit den folgenden Bezeichnungen. Übersicht über einen Arduino UNO

USB-Anschluss (Blau)

Der USB-Anschluss dient zum Anschließen des Arduinos am PC und stellt gleichzeitig die Stromversorgung für unsere Projekte bereit. Angeschlossen wird der Arduino über diesen Port mit den blauen USB-Kabeln direkt an einen der USB-Ports am Computer.

Resetknopf (Weiß)

Der Resetknopf startet den Arduino und das dort installierte Programm komplett neu.

Obere Leiste mit Anschlüssen (Rot)

Die obere Leiste beinhaltet die meisten Anschlüsse für unsere Projekte und bietet insgesamt 12 Pins die direkt angesprochen werden können. Die Pins 2 bis 13 können direkt im Arduino verwendet werden und sind sogenannte DIGITALe Ausgänge. Digital bedeutet hierbei, dass die Pins entweder Strom (Plus-Pol) liefern oder nicht. Es werden 5V von diesen Pins ausgegeben. Die Pins 0 und 1 sollten normalerweise nicht verwendet werden, da diese vom Arduino verwendet werden um die Programme auf den Arduino zu kopieren. Das Pins GND steht für den Minus-Pol.

Untere Leiste mit Anschlüssen (Grün)

Die untere Leiste beinhaltet weitere Anschlüsse für unsere Projekte und bietet insgesamt 6 sogenannte ANALOG Ports die z.B. zur Spannungsmessung verwendet werden können. Diese Ports liefern dem Arduino bestimmte Werte in einem Bereich (z.B. 0-255) und dienen als Eingang. Die weiteren Ports liefern bestimmte Spannungen (z.B. 5V oder 3.3V für die Spannungsversorgung von Bauteilen also PLUS-Pole) und weitere GND-Ports als MINUS-POL.

Breadboard

Das Breadboard dient zum einfachen Anschließen von verschiedenen Bauteilen ohne eine aufwendige Verbindung durch z.B. Löten. Das Breadboard sieht wie folgt aus: Bild eines Breadboards Die beiden äußeren Reihen (rot und blau) sind jeweils miteinander verbunden, d.h. wenn an einem der roten Punkte Strom (PLUS Pole) anliegt, fließt durch alle roten Punkte Strom. Genauso verhält sich das Breadboard bei der blauen Markierung (MINUS Pole). Alle anderen Punkte auf dem Breadboard sind anders miteinander verbunden. Hier sind immer die einzelnen Reihen miteinander verbunden (grün markiert).

Achtung!

Bei größeren Breadboards kann es passieren, dass die äußeren Verbindungen für PLUS und MINUS nicht über das ganze Breadboard verbunden sind.

Kabel

Mit den vorhandenen Kabeln können die einzelnen Bauteile direkt oder über das Breadboard verbunden werden. Hierbei gibt es insgesamt drei Varianten von Kabeltypen:

männlich/männlich
männlich/weiblich
weiblich/weiblich

Ansicht eines Kabels Männliche Kabelenden haben am Ende einen Metallstift (grün), die weiblichen Kabelenden haben keinen (weiß). Je nach Anwendungszeck müssen also verschiedene Varianten verwendet werden. Bei der Auswahl der Farben sollte immer gleich verfahren werden. Als Empfehlung bieten sich die Farben ROT für den "positiven" Strom/Plus-Pol (3.3V, 5V und VCC) und schwarz für den "negativen" Strom/Minus-Pol (GND) an. Auch andere Farben können verwendet werden, sollten dann aber immer gleich genutzt werden.

LEDs

LED = LichtEmittierende Diode ist ein elektronisches Bauteil, das nach dem Anlegen von Strom (+ und -) anfängt zu leuchten. Vor dem "Erleuchten" ist es aber wichtig die beiden folgenden Dinge zu berücksichtigen:

Richtig Anschließen (Richtung)

Eine LED muss in der richtigen Richtung angeschlossen werden, ansonsten wird sie durch den durchfließenden Strom zerstört! Das lange Beinchen ist der + Pol (sollte also an ROT angeschlossen werden). Das kurze Beinchen ist der - Pol (sollte also an BLAU angeschlossen werden). Die Beinchen selber können ruhig etwas verbogen werden (langsam und gleichmäßig) und sollten kein anderes Bauteil berühren. Je nach Farbe der LED wird eine unterschiedliche Spannung benötigt. Um dies zu ermöglichen muss der Strom begrenzt werden.

Strom begrenzen (Widerstand)

Der Strom, der durch eine LED fließt, muss begrenzt werden, ansonsten wird sie durch den durchfließenden Strom zerstört! Hierzu wird ein sogenannter Widerstand eingebaut, der den Strom begrenzt. Die Farben auf den Ringen geben den jeweiligen Wert des Widerstandes an. Für unsere Projekte ist der genaue Widerstand erstmal nicht wichtig. Es sollten Werte zwischen 100 und 1k Ohm verwendet werden. Abbildung von LEDs

Widerstand

Der Widerstand ist ein elektrisches Bauteil zur Begrenzung des elektrischen Stroms und wird bei LEDs verwendet. Die Größe des Widerstands ergibt sich durch die farbigen Ringe und für unsere Projekte werden Widerstände zwischen 100 und 1k Ohm verwendet. Eine genaue Berechnung erfolgt über die jeweiligen Farbcodes. Bei den Widerständen ist die Richtung beim Anschließen egal! Bild eines Widerstands