Die Mikrokontroller-Entwicklungsplattform „Arduino“ ist der perfekte Einstieg in die Welt der Elektronik und eigene Projekte. Es gibt jede Menge Anleitungen und Communities. Die Programmierung ist leicht zu erlernen und wer schon einmal etwas mit PHP oder einer anderen, an C angelehnten Sprache gemacht hat, hat es noch einfacher. Für den Einstieg sind Arduino-Kits interessant, da sie alles für einen problemlosen Start notwendig ist beinhalten. Aber welches ist das richtige Kit? Hier gibt es ein paar Empfehlungen für Arduino Kits.

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Zu Beginn vielleicht erst einmal ein paar Worte zum Arduino selbst: Arduino bezeichnet eine Mikrocontroller-Entwicklungsplattform auf Open Source Basis, bestehend aus dem Arduino Board und einer Software-Entwicklungsumgebung. Arduinos arbeiten in 3D-Druckern, in CNC-Fräsen, in der Steuerung von Foto-Slidern, steuern Kameras für Zeitrafferaufnahmen und sind häufig das Herzstück von Quadrocoptern. Man kann damit USB- und MIDI-Controller bauen, eine individuelle Wetterstation mit Netzwerkanbindung realisieren oder die Modelleisenbahn steuern. Auch für das „nächste große Ding“ im Internet, das Internet of Things (IoT), spielt die Arduino-Plattform eine große Rolle.

Beschränkt wird man nur durch den eigenen Ideenreichtum und seine elektro- und programmiertechnische Fähigkeiten.

Der Mikrocontroller der dabei zum Einsatz kommt wird von der Firma ATMEL hergestellt. Programmiert wird der Arduino ganz einfach über eine USB-Schnittstelle. Die Arduino Entwicklungssoftware gibt es kostenlos für Windows, OS X und Linux.

Arduino Editor mit dem berühmten "Blink" Programm, das einfach eine LED blinken lässt

Arduino Editor mit dem berühmten „Blink“ Programm, das einfach eine LED blinken lässt

Auf dem Arduino Board befinden sich (je nach Modell) viele digitale und analoge Ein- und Ausgänge, über die man z. B. LEDs oder Motoren ansteuern oder z. B. Schalter, Potentiometer, GPS-Empfänger, einen elektronischen Kompass oder Mikrofone auslesen kann. Natürlich gibt es noch jede Menge anderer Sensoren und Aktoren. Genau hier setzen die Arduino-Kits an.

Unterschiedliche Arduino Boards

Da der Arduino Open Source ist, darf auch jeder eigene Arduino-Boards herstellen und vertreiben. Man könnte sich ein Arduino-Board aber auch recht einfach selber bauen. Für den Einstieg ist ein fertiges Modell allerdings sehr viel empfehlenswerter.

Mittlerweile gibt es auch unterschiedlich leistungsfähige und ausgestattete Arduino-Boards. Diese unterscheiden sich hauptsächlich durch andere ATMEL Mikrocontroller. Der klassische Arduino ist der UNO mit dem ATmega328P Controller. Dieser bietet 14 digitale Ein-/Ausgänge (I/O), 6 PWM I/Os und 6 analoge Pins. Er ist mit 16 MHz getaktet. Der Arduino Mega 2560 kann hingegen mit 54 digitalen I/Os, 16 analogen Inputs und mehr aufwarten.

Arduinos im Vergleich: (oben l. n. r.) Arduino Uno und Mega. Unten Arduino Nano, Micro, Tiny85 Board und ein ATTiny 45 als IC

Arduinos im Vergleich: (oben l. n. r.) Arduino Uno und Mega. Unten Arduino Nano, Micro, Tiny85 Board und ein ATTiny 45 als IC

Für den Einstieg genügt ein UNO jedoch vollkommen, zumal der UNO für Einsteiger etwas übersichtlicher als ein Mega 2560 ist. In der Praxis sprechen für einen Arduino Mega 2560 weniger die vielen Anschlüsse, sondern der 8 mal größere Flash-Speicher. Beim Uno stehen 32 kB für das Programm zur Verfügung. Beim Mega 2560 sind es 256 kB.

Was ein Arduino-Kit nicht ist (oder sein sollte)

Man darf (oder sollte) die Arduino-Plattform nicht mit Lego Mindstorms oder anderen Baukästen vergleichen. Natürlich macht es Spaß mit den Kits alle möglichen Schaltungen aufzubauen. Es handelt sich aber um eine Entwicklungsumgebung was bedeutet, dass man darauf Ideen und Prototypen umsetzt, die man später als eigenes Gerät und fest verdrahtet in die Praxis und in den Praxiseinsatz überführt. Natürlich lassen sich aber Arduino und Lego (oder mein geliebtes Fischertechnik) prima miteinander einsetzen.

Da man mit den Kits mit Steckboards, sog. Breadboards, arbeitet und einfache Drahtsteckbrücken benutzt, wäre das im täglichen Einsatz nicht sehr robust. Hat man aber Spaß am Bau und der Programmierung von Robotern die ständig erweitert oder umgebaut werden, ist auch die Breadboard-Lösung durchaus tauglich und verbreitet.

Arduino Uno mit fliegendem Aufbau auf einem Breadboard

Arduino Uno mit fliegendem Aufbau auf einem Breadboard

Für einfache Aufgaben die nur wenige Ein- und Ausgänge benötigen, muss man auch nicht immer ein komplettes Arduino-Board verbraten. Das kann man zwar günstig aus China bestellen, es gibt aber noch viel günstigere und kompaktere Lösungen. So gibt es kleinere Boards wie das Nano oder Micro und man kann mit einem Arduino-Board auch einen einzelne ATMEL Microkontroller wie den ATTiny45 programmieren, der weniger als einen Euro kostet. Dazu aber in einem meiner nächsten Beiträge mehr.

Zum Start genügt uns ein Arduino-Kit

Welches Arduino-Kit ist für mich richtig?

Das ist zunächst mal eine Frage des Geldbeutels. Gute Kits kommen von SunFounder und SainSmart. Hier gibt es sehr umfangreiche Kits mit praktisch allen wichtigen Bauelementen vom Widerstand über LEDs, Schrittmotoren, LC-Displays, Ultraschallentfernungsmessern, RFID-Lesern und Chips etc.

Eine sehr empfehlenswerte Alternative sind aber die Funduino-Kits. Diese sind zwar im Vergleich zu den oben genannten Kits etwas teurer, bieten dafür aber eine sehr gute Anleitung und schnelle Unterstützung durch den Hersteller. Das „Hello World“ des Arduinos, ist eine blinkende LED. Wie man das mit einem Arduino umsetzt, beschreibe die Anleitungen von Funduino sehr verständlich und ausführlich z. B. HIER. Grundsätzlich kann man aber die Anleitungen aller Kits nutzen, sofern man den gleichen Arduino-Typ und die entsprechenden Bauteile hat.

Bauanleitung von Funduino

Bauanleitung von Funduino für einen Wechselblinker

Im Set „UNO 3“ ist ein Arduino UNO enthalten, sowie ein Breadboard mit 700 Kontakten, 65 Breadboard-Kabel,Temperatursensoren, LEDs in vielen Farben, Lautsprecher, Potentiometer etc. Dieses Kit ist bereits für knapp 50 Euro erhältlich und bietet jede Menge Spaß und Experimente.

Da es sich bei den Bauelementen um ganz normale Elektronikbauteile handelt, kann man dieses Kit auch durch Erweiterungen anderer Hersteller ergänzen.

Kleiner Prototyp mit zwei kleinen Breadboards und einem 3D-gedruckten Case für den Uno

Kleiner Prototyp mit zwei kleinen Breadboards und einem 3D-gedruckten Case für den Uno

Wer gleich mehr möchte, kann das Funduino UNO 8 Kit wählen. Hier bekommt man dann auch gleich noch einen Schrittmotor, Servo, Fernbedienung, Bewegungsmelder, LC-Display und noch vieles mehr dazu. Mit dem mitgelieferten Regensensor, Temperaturfühler und Bodenfeuchtemesser, kann man auch schon eine kleine Wetterstation aufbauen.

Man kann aber auch einzelne Komponenten kaufen – vom Tastenfeld für Code-Schlösser bis zum Bluetooth-Empfänger oder Gas-Sensor. Außerdem gibt es sogenannte „Shields“, die man „huckepack“ auf einen Arduino aufsteckt. Das können einfache Experimentierboards sein, auf die man eigene Schaltungen löten kann, aber auch Ethernet-Adapter oder Displays.

Arduino Uno mit Ethernet-Shield und Entwicklungs-Shield huckepack. Daneben ein von mir entwickeltes Programmier-Shield für ATTiny Controller

Arduino Uno mit Ethernet-Shield und Entwicklungs-Shield huckepack. Daneben ein von mir entwickeltes Programmier-Shield für ATTiny Controller

Übrigens bekommt man viele Arduino-Teile und Zubehör bei Ebay unverschämt günstig direkt aus China. Das dauert zwar gerne mal 3-5 Wochen, aber bislang ist bei mir alles intakt angekommen und die Händler sind sehr kulant, wenn mal etwas nicht funktionieren sollte.

Meine Arduino-Kollektion bei Ebay

Meine Arduino-Kollektion bei Ebay

Ich habe dort übrigens in einer Kollektion jede Menge interessanter und günstiger Arduino-Teile zusammengetragen. Wenn man vorher schon eine Ahnung hat, in welche Richtung man entwickeln möchte, kann man sich auch dahingehend ein passendes Kit auswählen. Wenn man nie vor hat, etwas mit RFID zu machen, braucht man das auch nicht im Kit.

Was kommt dann?

Wenn ihr mit den Experimenten in der Anleitung des Kits durch bist heißt das noch lange nicht, dass damit auch der Spaß vorbei wäre. Die Schaltungen und Programme in den Anleitungen geben einen guten Überblick über die Möglichkeiten. Man lernt, wie man Pins ausliest oder etwas darüber ausgibt. Wie man LEDs blinken lässt oder Text auf einem Display ausgibt. Sensoren werden ausgelesen und steuern einen Motor oder Servo an.

Bauteilschränke in meinem "Labor"

Bauteilschränke in meinem „Labor“

Hat man diese Grundlagen verstanden geht es erst so richtig los. Denn man will immer höher und weiter und steigt immer tiefer in die Welt der Elektronik und Programmierung ein. Irgendwann sind einem Breadboards zu wenig und man greift zum Lötkolben, entwickelt und ätzt Platinen.

Einige dieser Grundlagen werde ich euch in der nächsten Zeit näherbringen und auch einige meiner Projekte vorstellen.

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2 Responses

  1. Ron

    Hallo,

    habe den Beitrag falsch bewertet, wollte 5 Sterne geben, kann mann es Rückgängig machen?

    Antworten

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