Beginne deine Reise in die Welt des Mikrocontrollings mit unserem Starterkurs! Wir starten mit der Frage: Was ist ein Mikrocontroller? Lernen die wichtigsten Bauteile kennen, konstruieren unsere ersten Schaltungen und Programmieren die ersten Codezeilen.
Wähle bei jedem Codeblock aus, welchen Pin du programmierst und welchen Zustand (an oder aus) die LED haben soll.
Mit dem Codeblock kannst du die LED einschalten: Wähle HOCH aus
Mit dem Codeblock kannst du die LED ausschalten: Wähle NIEDRIG aus
Manchmal ist es wichtig „zu warten“. Der Arduino Mikrocontroller ist schnell, viel zu schnell. Ohne den Codeblock „WARTEN“ siehst du manchmal gar nicht, dass die LED an oder ausgeht.
Die LED soll blinkt (lange an, kurz aus). Du kannst die einzelnen Blöcke bewegen und in den großen Codeblock „für immer“ ziehen.
Schreibe deine eigenen Programme, schließe Bauteile an baue deine eigenen Hardware-Projekte. Wo/Wie möchtest du den Arduino programmieren?
In einem Starter-Set findest du viele Bauteile, mit denen du eigene Schaltungen aufbauen und programmieren kannst: Jumperkabel und Breadboard zum Anschließen ohne Löten, Widerstände, LEDs, Taster und mehr. Den Code entwickeln wir in TinkerCAD (oder CodeKIT) und können ihn anschließend auf unseren selbst aufgebauten Schaltungen laufen lassen.
In TinkerCAD (einem Simulationstool) kannst du die Hardware virtuell bewegen und programmieren. Vor allem am Anfang ist das eine gute Alternative – du brauchst keine Hardware und kannst sofort starten.
Hinweis: Bevor du weitermachst, musst du deine Programmierumgebung (siehe oben) vorbereiten.
Die LED ist fest auf dem Mikrocontroller verlötet (angebracht), du erkennst sie an dem Buchstaben „L“. Sie ist bei fast allen Boards (Arduinos) mit dem Pin 13 verbunden und wird genau so programmiert, wie die „externen Bauteile“ (LEDs), die wir später anschließen.
Die onBoard-LED hat auch einen eigenen Befehl: „integrierte LED“
Wenn du einen neuen Arduino anschließt (egal ob mit der echten Hardware oder im Simulationstool), ist schon ein kleines Programm darauf, dass die onBoard-LED blinken lässt. Hier wird der Befehl „integrierte LED“ verwendet.
Wir verwenden stattdessen: „Anschluss [Pin]“ mit Pin 13
Wir gehen direkt einen Schritt weiter: Wir programmieren die LED direkt mit dem Pin 13. Danach können wir direkt (zusätzliche) externe Bauteile anschließen und sie genau so programmieren, wie wir es jetzt lernen.
Programmiere die onBoard-LED so, dass sie permanent leuchtet.
Erweitere deinen Code so, dass di onBoard-LED blinkt (lange an, kurz aus).
Wir unterscheiden zwischen 2 Arten von Widerständen: Kohleschicht (braun mit 4 Ringen) und Metallschicht (blau mit 5 Ringen). Welche Art von Widerstand wir verwenden, ist egal. Die Werte (Größe der Widerstände) können wir mithilfe der farbigen Ringe unterscheiden. Der letzte Ring beschreibt dabei die Toleranz und kann vernachlässigt werden.
Es gibt tausende Bauteile, die man anschließen und programmieren kann. Alle diese Bauteile haben eins gemeinsam: Du musst sie erst mit dem Arduino verbinden!
Die Widerstände schützen nicht nur die Bauteile, sondern auch deinen Mikrocontroller vor zu hohen Strömen. In deinem Set hast du Widerstände mit unterschiedlichen Werten: 100Ω, 220Ω und 10kΩ.
Es sind immer mehrere Widerstände mit einem Papierstreifen zusammen.
Um eine elektrisch leitende Verbindung herzustellen, gibt es mehrere Möglichkeiten: Wir nutzen Jumper-Kabel und ein Breadboard, um unsere Bauteile mit dem Mikrocontroller zu verbinden.
Wir unterscheiden zwischen 2 Anschlusstypen: SMA-Stecker & Buchse
Das Ende mit dem SMA-Stecker wird als männlich bezeichnet.
Das Ende mit der Buchse wird als weiblich bezeichnet.
Da jedes Kabel 2 Enden und damit 2 Anschlüsse besitzt, können sie in M-M, M-W, W-W unterteilt werden. Die Anschlüsse sind genormt und besitzen ein Durchmesser (Raster) von 2,54mm.
Wichtig: Die Farbe spielt keine Rolle!
Im Inneren der Jumper-Kabel befindet sich ein Kupferdraht. Während der Strom durch den Draht im Inneren fließt, soll die bunte Schicht außen das Kabel lediglich isolieren.
In der Steckplatine (eng. breadboard) sind sogenannte Federkontakte, in die die Bauteile gesteckt werden.
In Aufgabe 3 und 4 (blinken & leuchten) hast du die onBoard-LED mit Pin 13 programmiert. Schließt du an diesen Pin jetzt eine (externe) LED an, macht sie genau dasselbe, was die onBoard-LED macht.
Leuchtdioden (kurz LEDs) sind polarisiert, es ist wichtig, wie du sie anschließt:
Kurzes Bein an GND
Langes Bein an Pin 13
Zum Vergleich: Ein Widerstand ist nicht polarisiert. Du kannst ihn auch herumdrehen (andersherum anschließen) und er funktioniert trotzdem. Wenn du die LED falsch herum anschließt, leuchtet sie hingegen nicht!
Achte beim Steckbrett auf die grünen Punkte im Bild. Ein oft gemachter Fehler ist, dass die Kabel in die falsche Reihe gesteckt werden! Klicke das Bild an, um es zu vergrößern.
Beim Arduino kannst (und musst) du jeden Pin einzeln steuern: Im Beispiel sind 2 LEDs an die Pins 12 und 13 angeschlossen, die beide gleichzeitig leuchten.
Baue eine Schaltung mit 2 LEDs auf und erweitere den Code so, dass die LEDs abwechselnd blinken.
Du brauchst 2 blaue Codeblöcke für 2 LEDs
Mit jedem Kurspaket schaltest du dir automatisch ausgewählte Themen aus dem Projekt-Space frei. Passende Hardware-Projekte für den Anfang findest du hier:
Die Kursreihe begleitet dich durch die spannende Welt des Mikrocontrollings. Jedes Kurspaket behandelt einen anderen Schwerpunkt, dauert 1 Monat und besteht aus mehreren Live-Kursen (3x 1,5h) sowie zusätzlichen Hardware-Projekten aus dem Projekt-Space. Die nächsten Projekte warten schon auf dich!
Aus diesem Kurspaket
Arduino Kursreihe