Arduino – ein kurzer Blick hinter die Fassade

arduino logoWunder der Technik gibt es überall zu bestaunen, doch mit der Open Source Community Arduino kann jeder etwas Großes erschaffen. Ob Du nun gerade so das technische Verständnis besitzt, um einen Computer und seine rudimentären Funktionen zu nutzen, oder aber Informatikstudent bist. Mit der Arduino-Plattform kann sich jeder technisch Interessierte mit eigenen Projekten entfalten. Hier sollt Ihr die Grundzüge dieser Open Source Technik kennen lernen – We all love Arduino.

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Zunächst sollte man verstehen was Arduino überhaupt ist, bevor es verständlich wird, was es alles kann. Es beinhaltet sowohl Soft- und Hardware: Die Hardware ist eine Computerplatine wie sie in tausenden Rechnern verbaut ist und die Software eine speziell entwickelte Programmiersprache namens „Processing“. Darauf werde ich jedoch später eingehen, da vielleicht einige bei den Worten „Programmiersprache“ und „Platine“ schon abschalten und das Thema als „nerdig“ abstempeln. Arduino ist somit eine „Physical-Computing-Plattform“. Schweres Wort, einfache Erklärung, denn „Physical- Computing“ begegnet uns immer häufiger im Alltag. Viele haben zum Beispiel Bewegungsmelder an ihren Häusern, sodass logischerweise bei Bewegung dieser Melder einer Lichtquelle Bescheid gibt sich einzuschalten. So kann man sich „Physical- Computing“ vorstellen. Es soll also die digitale Welt mit der Realität interagieren und das läuft in jedem Bereich immer über Schnittstellen, wie etwa mit Bewegungssensoren.

Arduino-Mega

Somit sollte der „Sinn“ des Arduinos dargestellt sein, also ist es jetzt Zeit sich mit der Hardware zu beschäftigen. Das Arduino ist ein sogenanntes Input/Output-Board, kurz I/O-Board. Es kommuniziert mit der Außenwelt, in dem es mit Eingaben „gefüttert“ wird. Beispielsweise einem Programm. Die Außenwelt ist dabei der Anteil an Hardware-Komponenten des Systems. Um das vielleicht besser zu verstehen, stellt man sich eine Firma vor bei der ein Produkt in Auftrag gegeben wird. Der „Befehl“ erreicht das „Verwaltungszentrum“ der Firma, welche dann die anderen „Komponenten“, beispielsweise die Produktion, heranzieht um den Auftrag zu erfüllen. So sind die rudimentären Funktionen von Ein- und Ausgabegeräten aufgebaut.

Um seine Eingaben an das Arduino zu senden, gibt es eine spezielle Entwickleroberfläche, die mit dem Mikrocontroller auf dem Arduino-Board kommuniziert. Der Mikrocontroller kann als das „Gehirn“ bezeichnet werden, welches die geschriebenen Zeilen aus der Entwickleroberfläche interpretiert. Dieses Programm nennt sich, wie am Anfang schon erwähnt, „Processing“ und ist mit der Programmiersprachenlogik von „Java“ ausgestattet. Mit der Logik kann man sich das wie mit den Sprachen aus der ganzen Welt vorstellen. Gibt es grammatikalisch im Deutschen der, die, das, ist es in der englischen Sprache mit „the“ getan. In diesem Programm schreibt man wie etwa in Word ein sogenanntes „sketch“. Das sieht dann so aus:

void setup() {

pinMode(ledPin, OUTPUT);

Der Programmcode wird als Datenpaket über ein USB-Kabel an das Arduino geschickt. Dabei kann das Board auf andere Computerprogramme reagieren oder mit diesen interagieren, als auch mit physischen Objekten ein interaktives Verhältnis beginnen.

Arduino-Mega

Plattenbau

Alles beginnt mit der Hardware, denn bevor man die magischen Künste der Programmierung anwenden will, muss man in Hogwards studiert haben. Natürlich nicht! Nur sollte man vielleicht wissen, wo man hin möchte, denn es gibt neun verschiedene Arduino-Boards. Der größte Unterschied besteht wohl in der Anzahl an digitalen I/O Pins, Analogen Eingängen, der Abmessung im Allgemeinen und der Größe des Flash-Speichers. Damit dies nicht wie Fachchinesisch wirkt, könnt ihr die einzelnen Komponenten noch einmal in dieser Grafik genauestens betrachten.

Arduino-Mega

Es gibt spezielle Boards die in Textilien verarbeitet werden können, sowie Ethernet-Stecksätze, damit das Arduino über das Internet kommunizieren kann. Hat man sich also für die passende Hardware entscheiden, lassen sich so die abenteuerlichsten Gerätschaften basteln. Man braucht dazu nur noch eine zündende Idee, denn viele Codezeilen können im Internet heruntergeladen werden, um sie legal auf dem eigenen Gerät wieder zu verwenden. Das ist das Einfache an Open Source. Möchte man zum Beispiel ein Display auf das Arduino stecken und es die aktuelle Uhrzeit anzeigen lassen, findet sich mit großer Wahrscheinlichkeit ein netter „Freelancer“ im Netz, der seinen Programmcode für die Lösung von diesem Problem öffentlich gemacht hat. Auch elektronische Schaltpläne lassen sich so auftreiben.

Zusatzkomponenten lassen sich dabei gut auf „ebay“ finden und bestellen. Nehmt euch also dieses Wochenende ein bisschen Zeit für ein spannendes Arduino-Projekt, denn Kreationen sind keine Grenzen gesetzt! Als Anregung gibt es hier noch ein nettes Video, wie komplex einige Projekte ausfallen können. Das Leuchten eines LED Pins reicht als erster Schritt natürlich auch und weckt den Drang sich selbst immer weiter zu steigern. Technik kann durchaus interessant sein, darauf gebe ich euch Brief und Siegel. Viel Spaß dabei und bis bald in der Welt des Arduinos.

Super Mario on Arduino:

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Christian Porsch

studierte Informationsmanagement und beschäftigt sich für die Netzpiloten mit allem was in der Gamer-Szene passiert! Desweiteren interessiert er sich gleichermaßen für Film und Kino. Mitglied des Netzpiloten Blogger Networks.


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