1 Einführung Das Arduino-Projekt Aufbau und Zielgruppe des Buches... 10

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Eva Hochberg
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1 Inhalt 1 Einführung Das Arduino-Projekt Aufbau und Zielgruppe des Buches Aufbau und Funktion der Hardware Große Auswahl: Arduino-Typen In allen Variationen erhältlich: Shields Proto Shield Motor Shield Ethernet Shield Ohne Power läuft nichts: Die Stromversorgung Der Controller das Herz des Arduinos Das USB-Interface die gute Verbindung zum PC Entwicklungsumgebung und Programmiergrundlagen Die Integrierte Entwicklungsumgebung (IDE) Auch für Linux-Freunde: Die Arduino-IDE unter UBUNTU Einfacher Einstieg der Warnblinker Die allgemeine Struktur eines Arduino-Programms Grundelemente der Programmiersprache C für den Arduino Programm-Strukturen Arduino-spezifische Funktionen Punkt und Komma für den Controller: Syntax-Elemente Elementare Datenspeicher: Variablen Die hohe Kunst der Mathematik: Operatoren Für eindeutige Aussagen: Logische Operatoren Unveränderliche Parameter: Konstanten Umgang mit größeren Datenmengen: Variablenfelder Programmsteuerung und Kontrollstrukturen Zeitsteuerung Mathematische und trigonometrische Funktionen Zufallszahlen Erweiterte Möglichkeiten: Einfügen von Bibliotheken Elektronische Bauelemente und Low Cost Freeduinos Breadboards Einfach und effektiv ohne Löten Lochraster Dauerhafte Aufbauten ohne Chemie Low Cost Freeduinos Arduino und seine Helfer: Die wichtigsten elektronischen Bauelemente USB-Kabel Widerstände Kondensatoren Potentiometer LEDs

2 INHALT RGB-LEDs Drucktaster Siliziumdioden Transistoren Hello World Lauflichter in allen Varianten Es geht auch heller: Ansteuerung von Power-LEDs POVino: Persistence of Vision-Display Displays und Anzeigetechniken Bargraph-Anzeigen die Klassiker für Meßanwendungen Einfach und preisgünstig: Sieben-Segmentdisplays stellige Siebensegment-Displays: Basis für Messgeräte und Uhren LED-Matrix Minimonitor für Zeichen und Graphik Das Dot-Matrix-Display als zweistellige Digitalanzeige Der Mikrocontroller lernt schreiben: Alphanumerisches Display LCD-Anzeigen Messtechnik und Sensoren Flexibel und schnell ablesbar: LED-Voltmeter Volt- und Amperemeter präzise Messgeräte für das Hobbylabor Kiloohmmeter für individuelle Anwendungen Nie mehr Ärger mit defekten Elkos Kondensator-Tester Elkodino picofaradino: Messung kleiner Kapazitäten Transistortester Transistino Ein einfaches NTC-Thermometer Heiß oder kalt? Temperaturmessung mit dem AD Fernthermometer Thermodino präzises Thermometer mit Siebensegment-Display Wann fühlt man sich am wohlsten? Hygrometer Akkudino das Kapazitätsmessgerät für Akkus Optosensoren nicht nur beim Photographieren wichtig! Reflexlicht für Geo-Caching Für Profi-Photographen: Digital-Luxmeter Radarstation für zu Hause: Distanzmessung mit Ultraschall Timer, Uhren und Interrupts Für Spaß am Morgen und am Abend: Formel-I-Zahnputzuhr Präzise und praktisch: Digitaluhr mit LED-Anzeige Wer ist schneller? Ein Reaktionszeitmesser Timerino ein Universal-Timer mit Siebensegment-Display Steckdosen-Timer erleichtern das tägliche Leben Mit atomarer Präzision: DCF77-Funkuhr

3 INHALT 8.7 Ausgabe von Zeit und Datum auf die serielle Schnittstelle DCF77-Funkuhr mit LC-Display als Stand-alone-Gerät Schnittstellen Universell und einfach: Die I2C-Schnittstelle Wenn die Pins mal knapp werden: Port-Erweiterung Mega-Lauflicht mit 24 LEDs Hex-Debugger mit 2-stelliger Siebensegment-Anzeige LC-Display-Steuerung via I2C und PCF Diesmal voll digital: LM75-Temperaturmessung Stromsparend: Realtime-Clock mit Datumsanzeige Drahtlos praktisch gut: Die IR-Schnittstelle Lampino, die IR gesteuerte RGB-Lampe Luxus pur Digitaluhr mit IR-Fernbedienung Optimal für Mikrocontroller: die PS/2-Schnittstelle Tastatur und Maus als universelle Eingabemedien Ein kompletter Mikrocomputer mit LCD-Monitor und Tastatur Sound und Synthesizer Schallwandler und Verstärker Einfache Töne Schnelle PWM macht s möglich: nicht nur Töne sondern Klänge Theremin Die berührungslose Sound-Maschine Audio-Processing VCO: Durchstimmbare Sinusquelle Digitales Signal-Processing Klangwolken: Digitaler Synthesizer Digitale Regelungstechnik Reglertypen Der P-Regler Der I-Regler Der PI-Regler Der PD-Regler Der PID-Regler Optimale Arbeitsplatzbeleuchtung: Digitaler Helligkeitsregler Klassiker der Regelungstechnik: Der Gravitationskompensator Physical Computing Servos steuern die Welt Photino, der 2-D-Kamera Schwenker Kranino: Kransteuerung mit Maus Processing Arduino & Processing ein erfolgreiches Duo Interaktion mit Processing Datenlogger, Trendkurven und Co Modulares Großprojekt Wohnzimmerbox Immer nützlich: die Uhr

4 14.2 Bedienung aus der Ferne: IR-Schnittstelle V-Steuerung für HiFi, TV oder Lampen etc Timer und Sensoren als Basis für die Heimautomatisierung Thermometer für Innen und Außen Nie mehr zu trockene Luft: Hygrometer Die Hardware Das Beispielprogramm zur Wohnzimmerbox Anhang Literatur Bezugsquellen Programme, Informationen und Updates Verzeichnis der Beispielsketche und -programme Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Stichwortverzeichnis

5 STICHWORTVERZEICHNIS Stichwortverzeichnis 2-D Kameraschwenkarm 233 A Akkus 112 Analogkanäle 243 Arduino 9 arithmetische Operatoren 36 ATmega ATmega Audio-Prozessing 206 B Balkengrafik 243 Bandpassfilter 209 Bargraph-Anzeige 61 Bargraphvoltmeter 85 Bibliotheken 45 Breadboards 47 D Dämmerungsschalter 116 Datenlogger 247 DCF-77 Funkmodul 129 DCF77-Modul 150 Digitaluhr. 136 Dioden 53 Displays 61 Drucktaster 53 E Elektrolytkondensatoren 94 Elektromagnet 236 Elkos 94 externen Spannung 17 F Feuchtesensoren 110 Fototransistor 117 Fuse-Bits 9 G Geo-Caching 118 Gravitationskompensator 222 H Hallfedern 209 Hallplatten 209 Helligkeitsregler 218 HEX-Debugger 162 I I2C-Bus 155 IDE 21 Inter-Integrated-Circuit-Bus 155 IR-Empfänger 175 IR-Fernbedienung 182 IR-Schnittstellen 175 K Kalibrierung 90 Konstanten 39 Kranino 236 L Lauflichteffekte 55 LC-Displays 79 Leistungs-LEDs 57 Leiterplatte 47 lichtempfindliche Bauelemente 116 Lichtschranken 116 Lochrasterplatine 48 Logische Verknüpfungen 36 Luxmeter 120 M Magnet 225 Mikrocontroller 18 Minimal-Arduino 49 Mood-Lights 179 Multicolor-LEDs 53 N Nachhall 209 Netzrelais 146 Netzspannungsgeräte 146 NiMH-Akkumulatoren 112 NTCs

6 ANHANG P PCF PC-Tastaturen 185 PD-Regler 226 Photodioden 116 Physical Computing 229 Potentiometer 52 POV 58 Power-LED 220 Processing 241 PS/2-Mäuse 185 PS/2-Schnittstelle 185 Pulsweitenmodulation 197 Punktmatrix-Anzeigen 69 Q Quarz 129 R RC5 Code 175 Reaktionszeit 140 Regelkreis 215 Regelung 215 relativen Luftfeuchte 110 RGB-LED 179 Ringspeicher 209 RTC-Baustein 171 U UBUNTU 27 Ultraschallkapseln 122 Ultraschallmessgeräte 122 Upload 25 USB-Kabel 24 V Variablen 34 Variablenfelder 40 Variablentypen 35 VCO 207 Verify 25 Verstärker 193 W Warnblinker 29 Widerstände 50 Wohnraumhygrometer 110 Wohnzimmerbox 251 Z Zahnputzuhr 129 Zufallszahlen 44 S Schwebezustand 225 Sensoren 85 Shields 15 Shift-Operatoren 37 Sieben-Segmentanzeigen 62 Steckplatinen 47 Steuericons 241 Steuerungen 215 Stromversorgung 17 Strukturen 41 Synthesizer 193 T Temperatursensor 103 Theremin 204 Thermometer 101, 105 Timer 143 Transistorparameter

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