Vorwort Lichteffekte mit Arduino_NEU.indd :00:47

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "Vorwort Lichteffekte mit Arduino_NEU.indd :00:47"

Victor Kruse
vor 6 Jahren
Abrufe

1 Vorwort 5 Das Lernpaket»Lichteffekte mit Arduino«wurde genauso wie die Arduino Plattform für Künstler, Designer und Bastler entwickelt. Es richtet sich ganz besonders an alle, die möglichst schnell erste Ideen umsetzen wollen. Gleichzeitig ist es aber auch für jene konzipiert, die nicht lange auf dem Anfängerniveau verharren, sondern möglichst bald in die Tiefen der Arduino-Programmierung vordringen wollen. Damit das gelingt, fokussieren wir auf Themen, die mit Licht zu tun haben. Das umfasst die Erstellung eigener Programme genauso wie die Bearbeitung von Bildern per Grafikprogramm. Diesem Paket liegt eine spezielle Arduino-kompatible Platine bei. Alle benötigten Teile sind bereits fest auf der Platine integriert. Dadurch entfällt jeglicher Verdrahtungs- oder Bastelaufwand und Sie können schneller mit den ersten Schritten beginnen. Selbst Fortgeschrittene profitieren von diesem speziellen Aufbau, weil er sowohl bei der Entwicklung als auch bei der Fehlersuche nützlich ist. Mit einfachen Programmen werden zunächst die Entwicklungsumgebung und die Grundfunktionen des Arduino untersucht. Danach beginnen wir mit grundlegenden Lichteffekten. Diese führen wir fort bis zu»persistence of Vision«-Effekten die sich vor allem für Lightpainting (Lichtmalerei) gut eignen. Unterwegs erlernen wir den Umgang mit dem EEPROM und Interrupts. Der Lichtmalerei ist dann ein eigenes Kapitel gewidmet, das sich vor allem mit der Nachbearbeitung in Grafikprogrammen beschäftigt. Danach tauchen wir in die Tiefen der Entwicklungsumgebung ein, um zu erkunden, wie genau ein Programm in den Arduino kommt. Ein weiteres Kapitel ist dem Thema Performance-Optimierung gewidmet. Die gesammelten Erkenntnisse setzen wir ein, um die Lichteffekte deutlich zu verbessern. Abschließend folgen ausführliche Hinweise für eigene Projekte und zur geschickten Fehlersuche. Mein besonderer Dank geht an Frau Wilma Murr, Herrn Uwe Federer und Herrn Sebastian Pinno, die die Rohfassung des Textes durchgearbeitet und dabei sehr gute Verbesserungsvorschläge eingebracht haben. Udo Klein Lichteffekte mit Arduino_NEU.indd :00:47

2 Lichteffekte mit Arduino_NEU.indd :01:09

3 Inhaltsverzeichnis 7 1 Arduino was ist das? Arduino-Hardware Arduino-Software Arduino-Community Entwicklungsumgebung Installation Windows Linux Apple Fehlersuche bei der Installation Grundfunktionen Einfache Programme Alle Pins high Alle Pins low Alle Pins hochohmig Alle Pins als Eingabe mit Pull-up Nichts tun Einfache Effekte Springender Ball Zufallsblinker Larson Scanner EEPROM und Resets Resets zählen EEPROM schonen Eine Bibliothek anlegen Effekte umschalten Lichteffekte mit Arduino_NEU.indd :01:11

4 8 Inhaltsverzeichnis 6 Persistence of Vision MsTimer2 und Interrupts Direkte Port-Manipulation Arrays und Progmem Makros Strom sparen im Schlaf Persistence-of-Vision-Programme generieren Python installieren Persistence-of-Vision-Generator Persistence-of-Vision-Effekte umschalten Malen mit Licht Hinter den Kulissen Die Entwicklungsumgebung Arbeitsverzeichnis erstellen C++-Programm erstellen C-Programm kompilieren Bibliotheken kompilieren Bibliotheken einpacken Programm binden hex-datei erzeugen Programm in den Prozessor laden Der C-Compiler Der Linker Avrdude und der Bootloader Board und Programmieradapter-Einstellungen Performance-Optimierung Performance messen Code Tuning Unnötige Funktionen entfernen Aktives Warten Ein- und Ausgabeoperationen Operationen, die implizit warten digitalread und digitalwrite Delay Bibliotheksfunktionen Fließkommaoperationen Lichteffekte mit Arduino_NEU.indd :01:11

5 Inhaltsverzeichnis Einfachere Operationen und passende Variablentypen Näherungsverfahren Algebraische Identitäten Mehrfachauswertungen vermeiden Vorberechnete Werte Entscheidungen möglichst früh und schnell treffen Schleifen Mehrdimensionale Arrays durch eindimensionale ersetzen Compiler-Einstellungen Assembler Flimmern entfernen Larson Scanner Binäre Pulsweitenmodulation Binäre Pulsweitenmodulation mit Interrupts Larson Scanner mit binärer Pulsweitenmodulation Zufallsblinker mit binärer Pulsweitenmodulation LED-Kamera Eigene Projekte Vorgehensweise Fehlersuche Sicherstellen, ob überhaupt ein Fehler vorliegt Fehler stabil reproduzieren Fehler isolieren Nachsehen statt spekulieren Fehler beheben Prüfen, ob die Korrektur den Fehler beseitigt Nachsehen, ob weitere ähnliche Fehler vorhanden sind Typische Fehler Upload funktioniert nicht Programm lässt sich nicht kompilieren Kurzschluss Arduino ohne fertig gekaufte Platine Low Fuse High Fuse Extended Fuse Wahl eines ISP Lichteffekte mit Arduino_NEU.indd :01:11

6 10 Inhaltsverzeichnis 14 Elektronik Einführung Strom und Spannung Widerstand Reihen- und Parallelschaltung Diode und Leuchtdiode Kondensator Arduino-Platine Schaltplan Pin-Belegung Technische Daten Befehlsübersicht Grundstruktur Kontrollstrukturen Funktionen Operatoren Rechenoperatoren Bitweise Rechenoperatoren Kurzschreibweisen für Operatoren Vergleichsoperatoren Logische Operatoren Werte Datentypen Qualifikatoren Häufig benötige Konstanten Arrays und Strings Pin-Zugriffe Direkte Port-Zugriffe Bit-Operationen Zeit Mathematik Zufallszahlen Serielle Schnittstelle EEPROM Progmem Lichteffekte mit Arduino_NEU.indd :01:11

Ähnliche Dokumente

Arduino und Amateurfunk (1)

Arduino und Amateurfunk (1) Vortrag OV-Meeting H08 am 10.01.2012 / 01.09.2012 Historie Der Kern Entwicklungsumgebung Hardware Software Massimo Banzi Und wozu das Ganze? Historie (1) Arduino ist ein Open-Source-Prototypen-System,