Arduino

Arduino ist eine Open-Source Platform, welche aus Hardware und Software besteht. Sie sind einfach zu bedienen, welches ein Einstieg in die Welt der Mikrocontroller einfach gestaltet. Mit einem Arduino Board ist es möglich Eingänge zu lesen, wie z.B. das Auslesen von Messwerten bei Temperatursensoren. Es können ebenfalls Ausgänge festgelegt werden, wodurch man z.B. einen Motor starten kann oder eine LED zum Leuchten bringen kann. Mit einem Arduino lassen sich auch die Werte verarbeiten, sodass sich beispielsweise ab einer bestimmten Temperatur der Motor anfängt zu drehen. Dadurch ließe sich ganz einfach eine Steuerung erstellen, die dafür sorgt, dass wenn es zu warm im Zimmer wird, das Fenster geöffnet wird. Der Fantasie sind bei Arduinos keine Grenzen gesetzt und das tolle ist, dass es bereits viele öffentliche Projekte von anderen Nutzern gibt, die dir das Verwenden von bestimmten Bauteilen deutlich erleichtern.

Die Hardware

Ein Arduino besteht aus mehreren Bauteilen, die auf einer Platine zusammengelötet sind.
Zunächst betrachten wir die serielle Schnittstelle. Dies ist der USB-Stecker, an dem der Arduino mit dem Computer verbunden wird. Über diese USB-Verbindung lassen sich Programme auf das Board überspielen und das Board kann auch Rückgabewerte an den Computer liefern. Wenn man zum Beispiel an den Arduino ein Temperatursensor angeschlossen hat, ist es möglich die Temperatur auf dem Computerbildschirm abzulesen. Die serielle Schnittstelle sorgt also für die Komunikation zwischen Computer und Arduino.
Um den Arduino mit Strom zu versorgen gibt es 2 Möglichkeiten. Entweder über die USB-Schnittstelle mit 5V oder über die Netzbuchse, welche sich rechts neben der USB-Schnittstelle befindet. Hierfür wird allerdings eine Spannung von 7-12V benötigt.
Auf der Platine befindet sich eine Taste. Es handelt sich dabei um eine Reset-Taste. Sollte sich also das Programm aufhängen, oder man will das Programm von vorne abspielen lassen, dann genügt es wenn man die Taste drückt. Das Programm beginnt dann von vorne.
Prozessor
Das Wesentliche an den Arduinos sind die sogenannten Pins. An diesen Stellen lassen sich Sensoren, LEDs oder sogar Displays anschließen. Jedoch gibt es auch hier Unterschiedliche. Zu einem sind 14 digitale und 6 analoge Pins vorhanden. Der Unterschied bei den beiden ist, dass die digitale Pins „schalten“. Es gibt nur die Zustände „0“ oder „1“, also „aus“ oder „an“, wobei 0 V „aus“ und 5 V „an“ entspricht. Damit können Beispielsweise Bitmuster eingelesen werden oder LEDs ein- oder ausgeschaltet werden. Bei den analogen Pins ist der komplette Spannungsbereich von 0 V – 5 V möglich. Die Werte sind in Bereiche von 0 – 1023 aufgeteilt, wobei 0 V = 0 und 5 V = 1023 ist.

PWM