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2 Inhalt Einleitung VII 1 Was ist ein Mikrocontroller Wozu kann man ihn verwenden? Allgemeiner Aufbau Die Arduino-Familie Was für Arduino-Boards gibt es? Das jüngste Arduino-Kind: Der Yún Einführung Arduino Yún Erste Schritte mit dem Yún Das Arduino-Board ausführlich vorgestellt Die Stromversorgung Die Kommunikationswege Die Programmiersprachen C/C Wie und womit kann ich Arduino programmieren? Die Arduino-Entwicklungsumgebung Die Portkommunikation Befehl und Gehorsam Die Elektronik Was ist Elektronik eigentlich? Bauteile Weitere interessante Bauteile III

3 6 Elektronische Grundschaltungen Widerstandsschaltungen Kondensatorschaltungen Transistorschaltungen Fritzing Die Oberfläche der Anwendung Das Fritzing Creator Kit Wo finde ich was? Das Zusammenfügen der Bauteile und weitere Tipps Was ist eine Platine? Das Steckbrett (Breadboard) Verschiedene Kabel und ihre Tücken Die flexiblen Steckbrücken Die Durchgangsprüfung mit einem Multimeter Nützliches Equipment Nützliches Equipment Grundlegendes zur Programmierung Was ist ein Programm bzw. ein Sketch? Was bedeutet Datenverarbeitung? Die Struktur eines Arduino-Sketches Wie lange läuft ein Sketch auf dem Board? Die Programmierung des Arduino-Boards Die digitalen Ports Die analogen Ports Die serielle Schnittstelle Elektronikprojekte mit dem Arduino-Board : Der erste Sketch : Einen Sensor abfragen : Blinken mit Intervallsteuerung : Der störrische Taster : Ein Lauflicht : Porterweiterung : Porterweiterung mal : Die State Machine IV Inhalt

4 12-9: Der elektronische Würfel : Der elektronische Würfel (und wie erstelle ich eine Bibliothek?) : Das Mini-Roulette : Lichtsensoren : Der Richtungsdetektor : Die Ansteuerung eines Servos : Das Lichtradar : Das Tisch-Sonar : Die Siebensegmentanzeige : Die Siebensegmentanzeige (mir gehen die Pins aus) : Der Reaktionstester : Das KeyPad : Das KeyPad (diesmal ganz anders) : Eine Alphanumerische Anzeige : Kommunikation über I 2 C : Der Schrittmotor : Der ArduBot : Die Temperatur : Der Sound und mehr : Data Monitoring : Der Arduino-Talker : Die drahtlose Kommunikation über Bluetooth : Bluetooth und das Android-Smartphone : Der ArduBot wird funkgesteuert : Netzwerk-Kommunikation : Ein TFT ansteuern : Digital ruft analog : Interrupt-Steuerung : Arduino-Interaktion : Yún Prozesse starten : Der Webserver des Yún : Temboo für den Yún nutzen Twitter-API : Temboo für den Yún nutzen Google Spreadsheet : Der Yún und die Datenbank : Das Arduino-SimpleBoard : Der Shieldbau A Wo bekomme ich was? Index Inhalt V

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6 First Kapitel 4 Das Hier Mini Arduino-Board IVZ eingeben! ausführlich vorgestellt 4 Erstellen auf den Arbeitsseiten (siehe Muster) Abstand untere Tabellenlinie zu Textanfang 1,8 cm -> also: manuell auf den Arbeitsseiten ziehen!!! In diesem Kapitel möchte ich mit dem Hauptakteur beginnen, um den sich alles dreht. Das Arduino-Mikrokontroller-Board. Ich verwende dazu das Modell Arduino Uno, weil es das momentan populärste Arduino-Board ist. Werfen wir zunächst einen Blick auf das Objekt der Begierde. Abbildung 4-1 Das Arduino-Board Auf diesem Bild kannst du natürlich nicht erkennen, welche geringen Ausmaße das Arduino-Mikrocontroller-Board hat. Mit den folgenden Maßen ist es wirklich sehr handlich: Breite: ca. 7 cm Länge: ca. 5 cm

7 Der Arduino passt locker in eine Hand und ist sehr kompakt. Wir erkennen auf der Platine die unterschiedlichsten Bauteile, auf die ich noch im Detail eingehen werde. Der größte Mitspieler, der uns direkt ins Auge fällt, ist der Mikrocontroller selbst. Er ist vom Typ ATmega 328. Über die Jahre wurden die unterschiedlichsten Arduino-Boards entwickelt, die mit abweichender Hardware bestückt sind. Ich habe mich für das Board mit der Bezeichnung Arduino Uno R3 entschieden, das sich trotz weiterer Nachfolgeboards wie z.b. Arduino Due oder Arduino Yún zum Quasi-Standard herauskristallisiert hat. Für den Einstieg in die Mikrocontroller-Thematik ist das Board hervorragend geeignet. Jetzt ist es an der Zeit, einen genaueren Blick in Richtung Arduino zu riskieren. Aus welchen einzelnen Komponenten besteht unsere kleine Platine, die so unscheinbar vor uns liegt? Manch einer mag behaupten, dass auf so kleinem Raum kaum etwas Platz hat, mit dem sich etwas anfangen lässt. Doch in den letzten Jahren sind die Bauteile immer kleiner geworden, und was früher z.b. in fünf separaten Chips untergebracht war, leistet heute ein einziger. Abbildung 4-2 Was ist wo auf der Arduino- Experimentierplatine? Das sind für den Anfang die wichtigsten Komponenten auf dem Arduino-Board, was natürlich nicht bedeutet, dass die restlichen für uns uninteressant sind. Auf einige andere kommen wir zu gegebener Zeit zu sprechen. Jetzt endlich die Frage, die sicherlich alle brennend interessiert. Was kann das Arduino-Board? Zunächst einmal die Eckdaten: Mikrocontroller ATmega 328 5V Betriebsspannung Kapitel 4: Das Arduino-Board ausführlich vorgestellt

8 14 digitale Ein- bzw. Ausgänge (6 als PWM-Ausgänge schaltbar) 6 analoge Eingänge (Auflösung 10Bit) 32Kbyte Flash-Speicher (vom Bootloader werden 0,5KByte belegt) 2KByte SRAM 1KByte EEPROM 16MHz Taktfrequenz USB-Schnittstelle Ein bescheidene Frage: Was soll daran so besonders sein? Kann ich in irgendeiner Weise mit dem Mikrocontroller kommunizieren? Und wenn ja, wie? Wie du aus der eben gezeigten Liste entnehmen kannst, steht uns zur Kommunikation mit dem Arduino-Board eine bestimmte Anzahl Ein- bzw. Ausgänge zur Verfügung. Sie stellen die Schnittstelle zur Außenwelt dar und ermöglichen uns, Daten an den Mikrocontroller zu senden bzw. von ihm zu empfangen. Wirf einen Blick auf das folgende Diagramm: Abbildung 4-3 Ein- und Ausgänge des Arduino-Boards Der blaue Kasten auf der linken Seite symbolisiert den Arduino- Mikrocontroller, der über bestimmte Schnittstellen mit uns kommunizieren kann. Manche Ports sind als Eingänge, andere als Einbzw. Ausgänge vorhanden. Ein Port ist dabei ein definierter Zugangsweg zum Mikrocontroller, quasi eine Tür ins Innere, derer wir uns bedienen können. Wirf noch einmal einen Blick auf das Board, und du wirst an der Ober- bzw. Unterkante jeweils schwarze Buchsenleisten erkennen. Das Arduino-Board ausführlich vorgestellt

9 Moment! Irgendetwas stimmt hier nicht. Unser Mikrocontroller sollte doch analoge wie digitale Ein- bzw. Ausgangsports vorweisen. Im Diagramm sehe ich jedoch von den analogen Ports nur Eingänge. Wo sind die Ausgänge? Da hast du sicherlich etwas vergessen! Das hast du gut beobachtet, Ardus! Ich muss dir aber sagen, dass das Diagramm vollkommen korrekt ist. Der Grund ist folgender (er wird später noch näher beleuchtet): Unser Arduino-Board ist nicht mit separaten analogen Ausgängen bestückt. Das hört sich erst einmal recht merkwürdig an, doch bestimmte digitale Pins werden als analoge Ausgänge missbraucht. Du fragst dich bestimmt, wie das funktionieren soll. Ich mache einen kleinen Vorgriff auf das, was noch im Kapitel über die Puls-Weiten-Modulation, auch PWM genannt, kommt. Das ist ein Verfahren, bei dem ein Signal mehr oder weniger lange An- bzw. Ausphasen vorweist. Ist die Anphase, also wenn der Strom fließt, länger als die Ausphase, leuchtet zum Beispiel eine angeschlossene Lampe augenscheinlich heller, als wenn die Ausphase länger ist. Ihr wird also mehr Energie in einer bestimmten Zeit in Form von elektrischem Strom zugeführt. Aufgrund seiner Trägheit kann unseres Auge sehr schnell wechselnde Ereignisse nicht unterscheiden und auch die Lampe weist beim Hin- und Herschalten zwischen den beiden Zuständen Ein bzw. Aus eine gewisse Trägheit auf. Dadurch hat es für uns den Anschein einer sich verändernden Ausgangsspannung. Klingt etwas merkwürdig, nicht wahr? Du wirst es ganz sicher besser verstehen, wenn wir das entsprechende Kapitel erreichen. Einen offensichtlich entscheidenden Nachteil hat diese Art der Portverwaltung schon. Verwendest du einen oder mehrere analoge Ausgänge, geht das zu Lasten der digitalen Portverfügbarkeit. Du hast dafür eben weniger zur Verfügung. Doch das soll uns nicht weiter stören, denn wir kommen nicht an die Grenzen, die eine Einschränkung unserer Versuchsaufbauten bedeuten würde. Bevor du weiter in dem Tempo erzählst, muss ich dich wieder einmal stoppen. Du hast in der Aufzählung der Eckdaten des Arduino- Boards einen Bootloader erwähnt. Was ist genau ein Bootloader? Ok, Ardus, das hätte ich beinahe vergessen! Ein Bootloader ist ein kleines Programm, das in einem bestimmten Bereich des Flash- Speichers auf dem Mikrocontrollerboard seinen Platz findet und für das Laden des eigentlichen Programms verantwortlich ist. Normalerweise wird ein Mikrocontroller über eine zusätzliche Hardware, z.b. einen ISP-Programmer, mit dem Arbeitsprogramm versehen Kapitel 4: Das Arduino-Board ausführlich vorgestellt

10 Durch den Bootloader entfällt diese Notwendigkeit, und so gestaltet sich das Uploaden der Software wirklich komfortabel. Nach dem erfolgreichen Übertragen des Arbeitsprogramms in den Arbeitsspeicher des Controllers wird es unmittelbar zur Ausführung gebracht. Angenommen, du müsstest deinen Mikrocontroller ATmega 328 auf der Platine aus irgendeinem Grund austauschen, dann würde der Neue nicht wissen, was zu tun wäre, da der Bootloader standardmäßig noch nicht geladen ist. Für diese Prozedur gibt es verschiedene Verfahren, die ich aus Platzgründen nicht erklären kann. Im Internet finden sich aber genügend Informationen, wie du den passenden Bootloader für den Mikrocontroller installieren kannst. Besuch doch einfach einmal meine Internetseite. Die Stromversorgung Damit unser Arduino-Board auch arbeiten kann, muss es in irgendeiner Weise mit Energie versorgt werden. Diese Versorgung erfolgt in erster Linie über die USB-Schnittstelle, die das Board mit dem Rechner verbindet. Über diesen Weg werden übrigens auch Daten zwischen Board und Rechner ausgetauscht. Wenn du dich also in der Entwicklungsphase mit deinem Arduino befindest, ist das die primäre Versorgung für das Board. Die zweite Möglichkeit besteht im Anschluss einer Batterie oder eines Netzgerätes an den Poweranschluss, der auch Power Jack genannt wird. Diese Variante kannst du z.b. verwenden, wenn du ein fahrbares Vehikel gebaut hast, das durch den Arduino gesteuert wird. Das Gefährt soll sich unabhängig von einem Kabelanschluss frei im Raum bewegen können, ohne am meist zu kurzen USB- Kabel hängen zu bleiben ein autarkes Gefährt halt. Abbildung 4-4 Spannungsversorgung des Arduino-Boards Die Stromversorgung

11 Hier zeige ich dir einmal die unterschiedlichen Steckervarianten. Du kannst sie nicht vertauschen, da sie vollkommen unterschiedliche Formen aufweisen und auch ganz abweichende Funktionen innehaben. USB-Stecker Power Jack Wenn es um Strom bzw. Spannung geht, sollten wir einen Blick auf die folgende Tabelle werfen: Tabelle 4-1 Strom- bzw. Spannungswerte Kategorie Betriebsspannung Spannungsversorgung über Extern (empfohlen) Spannungsversorgung über Extern (Grenzwerte) Gleichstrom pro Pin (maximal) Wert 5V (DC) 7 12V (DC) 6 20V (DC) 40mA Eine Bezeichnung DC hinter den Voltangaben bedeutet Direct Current, was übersetzt Gleichstrom bedeutet. Die USB-Schnittstelle kann maximal einen Strom von 500mA liefern. Das reicht aus, um die meisten Versuchsschaltungen aus diesem Buch zu realisieren. Sie ist sogar gegen Kurzschlüsse und zu hohe Ströme derart geschützt, dass eine sogenannte Poly-Sicherung ausgelöst wird. Das sollte aber nicht bedeuten, dass du weniger Sorgfalt beim Aufbau einer Schaltung walten lässt. Erinnere dich daran, was ich dir in der Einleitung über einen USB-Hub gesagt habe, und beherzige es. Die Kommunikationswege So ein Mikrocontroller-Board hat eine Menge Anschlüsse, die es auseinanderzuhalten gilt. Du musst sehen, dass du den Überblick bewahrst und die Dinge nicht durcheinanderbringst. Doch diese Verwirrung wenn sie überhaupt aufgekommt zeigt sich nur am Anfang. Nach ein paar Tagen gehen dir diese Feinheiten in Fleisch und Blut über. Wollen wir einmal die Unterschiede aufzählen Kapitel 4: Das Arduino-Board ausführlich vorgestellt

12 Der USB-Port Da haben wir zum einen den USB-Port. Ohne ihn wärst du nicht in der Lage, anfänglich mit dem Board in irgendeiner Weise zu kommunizieren. Wir können das Arbeiten mit dem Arduino-Board in zwei Phasen unterteilen. Die Zeit, in der du bestrebt bist, dein Projekt umzusetzen, also Programmierarbeit verrichtest und dir Gedanken über die Peripherie machst, nennt sich Entwicklungszeit (engl. Designtime). Die Programmierung erfolgt mit Hilfe einer Entwicklungsumgebung, die du gleich kennenlernen wirst. In ihr wird das von dir erstellte Programm eingegeben und zum Mikrocontroller übertragen. Ist das erfolgreich verlaufen, beginnt sofort die Laufzeit (engl. Runtime). Du musst dem Mikrocontroller also nicht explizit sagen:»so, mein Freund, jetzt fang an zu arbeiten!«er legt sofort los, wenn er alle Instruktionen von dir erhalten hat. Zusätzlich kannst du aber auch Daten über den USB-Port von deinem Computer empfangen oder an ihn versenden. Wie das funktioniert, werden wir später noch sehen. Die Ein- bzw. Ausgabeports Kommen wir zu den eigentlichen Ports, die die Schnittstelle des Mikrocontrollers darstellen. Es sind quasi Augen, Ohren und Mund des Controllers, so wie diese Organe bei uns Menschen auch Daten empfangen bzw. aussenden. Es findet eine Interaktion durch und über diese Kommunikationskanäle mit der Umgebung statt. Dein Arduino nutzt einerseits Sensordaten (z.b. Temperatur, Licht, Feuchtigkeit) zur internen Bewertung, die durch seine Programmierung vorgegeben wurde. Er wird darauf reagieren und dir seine Entscheidung in Form von bestimmten Aktionen mitteilen. Das können Lichtsignale, Töne oder auch Bewegungen über angeschlossene Aktoren (Motoren + Sensoren) sein. Du hast sicherlich erkannt, dass wir es mit zwei steuerungstechnischen Signal-Kategorien zu tun haben. Sensoren liefern Daten und Aktoren wandeln Eingangsgrößen in Ausgangsgrößen um. Dieser Prozess verläuft nach dem EVA-Prinzip (Eingabe, Verarbeitung, Ausgabe). Abbildung 4-5 EVA-Prinzip Die Kommunikationswege

13 Wo befinden sich diese Ein- bzw. Ausgabeports auf unserem Arduino-Board? Hältst du es so herum, dass du den Schriftzug UNO lesen kannst, dann befinden sich die digitalen Ein- bzw. Ausgabeports am oberen Rand. (1 x Zehner- / 1 x Achterblock) Abbildung 4-6 Digitale Ein- bzw. Ausgänge Natürlich ist es wichtig zu wissen, welcher Port welche Bezeichnung hat, um ihn später in der Programmierung eindeutig ansprechen zu können. Deshalb ist jeder einzelne Pin mit einer Nummer versehen. Beachte, dass die Nummerierung des ersten Pins mit 0 beginnt. Auf dieses Phänomen wirst du während deiner Programmierung noch des Öfteren stoßen. Fast jegliche Aufzählung beginnt mit der Ziffer 0. Unterhalb vereinzelter Ziffern befindet sich ein Tilde-Zeichen (~), das auf den Umstand hindeutet, dass dieser Pin auch als analoger Ausgang geschaltet werden kann. Es handelt sich um einen PWM-Pin (Du erinnerst dich: Pulse-Weiten-Modulation, auf die ich noch ausführlich eingehen werde). Am unteren Ende der Platine findest du sowohl die Versorgungs-Ports (links), als auch die analogen Eingangsports. (1 x Achter- / 1 x Sechserblock) Abbildung 4-7 Versorgung + analoge Eingänge Auch hier siehst du wieder, dass die Nummerierung der anlogen Ports mit 0 beginnt, diesmal allerdings von links gesehen. Das könnte wichtig für dich sein Bevor du die einzelnen Pins verkabelst, orientiere dich immer an den entsprechenden Bezeichnungen, die entweder darüber oder darunter stehen. Man kann sich aufgrund der dicht beieinanderstehenden Pins schnell verlesen oder beim Verkabeln einen Pin links oder rechts daneben erwischen. Ganz schlimm kann es werden, wenn du zwei oder mehr benachbarte Pins durch Unachtsamkeit miteinander verbindest und einen Kurzschluss erzeugst. Das könnte dazu führen, dass der eine oder andere Kamerad auf der Schaltung Rauchzeichen von sich Kapitel 4: Das Arduino-Board ausführlich vorgestellt

14 gibt. Am besten schaut man senkrecht von oben auf die Leisten. Ein Blick schräg von der Seite birgt die genannten Gefahren in sich. Die spätere Fehlersuche gestaltet sich dann etwas mühsam. Liegt ein Fehler in der Programmierung vor oder einer in der Verkabelung? Zu allem Übel kann eine falsch verdrahtete Leitung einen Schaden am Board verursachen. Verkable nicht das Board, wenn es noch oder schon unter Spannung über den USB-Port steht. Also nicht hektisch werden und beim Verkabeln der Schaltung schon an den späteren Versuchslauf denken. Sei immer ganz präsent bei den Dingen, die du gerade tust, und im jetzigen Augenblick verhaftet. Dann wird nichts schiefgehen. Die Programmiersprachen C/C++ Damit die Kommunikation mit dem Arduino-Board erfolgreich verläuft, mussten sich die Entwickler auf eine Sprachbasis einigen. Nur wenn alle Beteiligten die gleiche Sprache sprechen, kann es zur Verständigung untereinander kommen und ein Informationsfluss einsetzen. Wenn du ins Ausland fährst und die Landessprache nicht beherrschst, musst du dich in irgendeiner Form anpassen, um dich zu verständigen. Die Art und Weise ist dabei egal. Das kann entweder durch Laute oder auch mit Händen und Füßen geschehen. Hast du mit deinem Gegenüber eine Basis gefunden, kann s losgehen. Bei unserem Mikrocontroller ist das nicht anders. Wir müssen jedoch zwischen zwei Ebenen unterscheiden. Der Mikrocontroller versteht auf seiner Interpretationsebene nur Maschinensprache auch Nativer Code genannt, die für den Menschen sehr schwer zu verstehen ist, da es sich lediglich um Zahlenwerte handelt. Wir sind es gewohnt, mit Worten und Sätzen sprachlich zu interagieren. Das ist also reine Gewohnheitssache. Würden wir von Geburt an über Zahlenwerte miteinander»reden«, wäre das auch ok. Jedenfalls gibt es trotz dieses Sprachdilemmas eine Möglichkeit, verständlich mit mit dem Mikrocontroller zu kommunizieren. Es gibt eine Entwicklungsumgebung, die Befehle über eine sogenannte Hochsprache das ist eine Sprache in einer abstrakten Form, ähnlich der unseren entgegennimmt. Doch wir stecken dann wieder in einer Sackgasse, denn der Mikrocontroller versteht diese Sprache leider nicht. Es fehlt so etwas wie ein Übersetzer, der als Verbindungsglied zwischen Entwicklungsumgebung und Mikrocontroller Die Programmiersprachen C/C

15 arbeitet und dolmetscht. Aus diesem Grund existiert ein sogenannter Compiler. Das ist ein Programm, das ein in einer Hochsprache geschriebenes Programm in die Zielsprache des Empfängers (hier unsere CPU des Mikrocontrollers) umwandelt. Abbildung 4-8 Der Compiler als Dolmetscher Da fast alle Programmiersprachen sich des englischen Wortschatzes bedienen, kommen wir nicht umhin, auch diese Hürde zu nehmen. Ich denke, dass unser Schulenglisch hierbei gut weiterhilft. Die Instruktionen, also die Befehle, die die Entwicklungsumgebung versteht, sind recht kurz gehalten und gleichen einer Militärsprache, die in knappen Anweisungen ausdrücken, was zu tun ist. Mikro hergehört: Lampe an Port 13 anschalten. Ausführung! Kein Grund zur Sorge, wir werden sie Schritt für Schritt erlernen. Die Überschrift deutet darauf hin, dass es sich bei C bzw. C++ ebenfalls um Hochsprachen handelt. Alle professionellen Programme werden heutzutage in C/C++ oder verwandten Sprachen wie C# oder Java geschrieben, die allesamt ähnliche Syntaxformen aufweisen. Hoffentlich bricht nun kein Donnerwetter von den Programmierern aus, die ihre favorisierte Sprache hier nicht aufgelistet sehen. Das soll in keinster Weise bedeuten, dass alle restlichen Sprachen und es gibt eine Menge davon nicht in die Kategorie professionell fallen. Wir wollen uns hier auf C/C++ konzentrieren, da Arduino bzw. der Compiler eine Teilmenge der Funktionalität der Sprachen C/C++ innehat. Wer schon mit C bzw. C++ programmiert hat, wird sich hier wie zu Hause fühlen. Alle anderen werden wir dahin führen, dass sie sich ebenfalls recht schnell in vertrauter Umgebung bewegen. Viele andere Mikrocontroller-Entwicklungspakete verwenden auch C/C++-ähnliche Compiler, so dass das Studium dieser Sprachen bald Früchte tragen wird. Doch hier Arduino angesagt, und wir wollen uns ganz diesem Thema widmen. Wie wir was in welcher Form programmieren, wird integraler Bestandteil dieses Buches sein. Hab noch ein wenig Geduld, im Kapitel über Befehl und Gehorsam wirst du den ersten Kontakt mit der Programmiersprache bekommen. Du kannst gespannt sein, was wir alles anstellen werden Kapitel 4: Das Arduino-Board ausführlich vorgestellt

16 Ich will jetzt schon Code sehen. Komm, zeig mir einfach jetzt schon etwas. Nur damit ich einen kleinen Einblick bekomme ok!? Na, du bist auch einer von denen, die s nicht erwarten können. Also gut. Aber nur ein einfaches Beispiel, das wir nachher sowieso als Erstes kennenlernen werden. int ledpin = 13; // Variable mit Pin 13 deklarieren + initialisieren void setup(){ pinmode(ledpin, OUTPUT); // Digitaler Pin 13 als Ausgang } void loop(){ digitalwrite(ledpin, HIGH); delay(1000); digitalwrite(ledpin, LOW); delay(1000); } // LED auf HIGH-Pegel (5V) // Eine Sekunde warten // LED auf LOW-Pegel (0V) // Eine Sekunde warten Zufrieden? Mit diesem Beispiel lässt du eine angeschlossene Leuchtdiode blinken, die am digitalen Ausgang Pin 13 angeschlossen wird. Willst du das etwa jetzt ausprobieren? Ich habe die Grundlagen zur Treiberinstallation doch noch gar nicht besprochen. Die solltest du abwarten und anschließend die Entwicklungsumgebung richtig konfigurieren. Können wir so verbleiben? Wie und womit kann ich Arduino programmieren? Wie ich schon erwähnt habe, steht uns zur Programmierung des Arduino-Mikrocontrollers eine Entwicklungsumgebung auch IDE (Integrated Development Environment) zur Verfügung. Über sie nehmen wir direkten Kontakt mit dem Board auf und übertragen das Programm in den Mikrocontroller. Ein Programm wird übrigens im Arduino-Umfeld Sketch genannt, was grob übersetzt so viel wie Skizze bedeutet. Wir reden also ab jetzt nur noch von Sketchen, wenn es sich um Arduino-Programme dreht. Um ein möglichst breites Publikum mit Arduino anzusprechen, wurden für die unterschiedlichsten Plattformen Entwicklungsumgebungen geschaffen, die sich gleichen. Das bekannteste und weitesten verbreitete Betriebssystem ist Windows. Alle meine Sketche, die ich in diesem Buch anführe, habe ich unter Windows entwickelt, was Wie und womit kann ich Arduino programmieren?

17 jedoch nicht bedeutet, dass andere Plattformen schlechter wären. Auf der Internetseite von Arduino, die Software lautet, findest du die unterschiedlichen Versionen für folgende Betriebssysteme: Windows Mac OS X Linux (32 Bit) Dort befinden sich auch die sogenannten Release Notes (übersetzt: Freigabevermerk), die wichtige Informationen über die betreffende Version der IDE enthalten. Da geht es z.b. um neue Features oder behobene Fehler, die in der Vorgängerversion aufgetreten sind. Es lohnt sich, einen Blick dort hinein zu riskieren. Die Installation der Entwicklungsumgebung inklusive Treiber Ich habe jetzt so lange von der Entwicklungsumgebung geredet, dass es langsam an der Zeit ist, einen Blick darauf zu werfen. Ich werde mit Windows beginnen, mit Mac OS X fortfahern und bei Linux enden. Die Reihenfolge stellt dabei keine Wertung der genannten Betriebssysteme dar. Verbindest du ohne die korrekte Installation der Entwicklungsumgebung dein Arduino-Uno-Board z. B. bei Windows mit der USB-Schnittstelle, wird zuerst versucht, automatisch einen passenden Treiber zu finden. Das schlägt jedoch fehl, so dass du mit der folgenden Fehlermeldung beglückt wirst. Abbildung 4-9 Der Treiber für Arduino fehlt Kapitel 4: Das Arduino-Board ausführlich vorgestellt

18 Die Entwicklungssystem-Versionen ändern sich mit der Zeit, du solltest immer die aktuellste verwenden. Bei Erscheinen des Buches kann es durchaus sein, dass die hier vorgestellte Version schon etwas veraltet ist, was jedoch nicht bedeutet, dass die im Buch vorgestellten Sketche nicht mehr lauffähig sind. Eine Abwärtskompatibilität sollte gewährleistet sein. Abbildung 4-10 Die Arduino-Entwicklungsumgebung für die unterschiedlichen Betriebssysteme Installation unter Windows 7 Schritt 1 Für die Installation unter Windows habe ich mich für die Windows- Installer-Variante entschieden. Darüber werden automatisch die benötigten Treiber in das System eingebunden. Abbildung 4-11 Download des Windows- Installer-Setups Klicke auf die Datei Speichern-Schaltfläche, um die Setup-Datei in deinem Filesystem zu speichern. Wie und womit kann ich Arduino programmieren?

19 Schritt 2 Öffne die Setup-Datei und folge den Anweisungen der Dialoge. Klicke zu Beginn auf die I Agree-Schaltfläche. Abbildung 4-12 Das Setup wird ausgeführt (Teil 1) Danach wirst du sehen, dass die aufgelisteten Installationen bzw. Änderungen durchgeführt werden. Klicke auf die Next-Schaltfläche. Abbildung 4-13 Das Setup wird ausgeführt (Teil 2) Im folgenden Dialog kannst du den Installationspfad anpassen. Bestätige nach Möglichkeit ohne Änderungen diesen Dialog, indem du auf die Install-Schaltfläche klickst Kapitel 4: Das Arduino-Board ausführlich vorgestellt

20 Abbildung 4-14 Das Setup wird ausgeführt (Teil 3) Die Installation wird gestartet, über den Verlauf wirst du anhand des Fortschrittsbalkens informiert. Abbildung 4-15 Das Setup wird ausgeführt (Teil 4) Während der Installation erscheint eine Windows-Sicherheitswarnung, die dich nicht zu beunruhigen hat. Bestätige den Dialog über die Schaltfläche Diese Treibersoftware trotzdem installieren. Diese Abfrage erscheint, wenn der Herausgeber der Treibersoftware nicht ermittelt werden konnte. Das stellt in diesem Fall kein Problem dar. Wie und womit kann ich Arduino programmieren?

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