Mark VHS Augsburg Einführung in die Mikrocontroller-Programmierung.

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1 Mark VHS Augsburg 2015

2 Mark Fink Testautomation & PerformanceEngineering Finance, Telco, Logistic

3 Mark Fink Webmaster Media-Site Github Robotics

4 Seminar-Ablauf

5 Haftungs-Ausschluss Nutzung der Arduino Schnittstellen um mit Netz-Spannung und Geräten wie z.b. Lampen, Motoren, Pumpen, Türen und vielem mehr zu arbeiten, ist eine der interessantesten und nützlichsten Anwendungen. Arbeiten mit 220V Netzspannung sind kompliziert und ggf. gefahrvoll und müssen vom Fachmann durchgeführt werden. Der Autor übernimmt keinerlei Gewähr für die Aktualität, Korrektheit, Vollständigkeit oder Qualität der bereitgestellten Informationen. Haftungsansprüche gegen den Autor, welche sich auf Schäden materieller oder ideeller Art beziehen, die durch die Nutzung oder Nichtnutzung der dargebotenen Informationen bzw. durch die Nutzung fehlerhafter und unvollständiger Informationen verursacht wurden, sind grundsätzlich ausgeschlossen, sofern seitens des Autors kein nachweislich vorsätzliches oder grob fahrlässiges Verschulden vorliegt.

6 Mikrocontroller ATmega328P Betriebsspannung: 1.8 V to 5.5 V Datenbus: 8 bit Taktrate: 20 MHz Flash Program Memory: 32 kb Data RAM: 2 kb Data ROM: 1 kb Schnittstellen: I2C, SPI, USART ADC Kanäle: 6 ADC Auflösung: 10 bit I/Os Kanäle: 23 I/O

7 Typisches Mikrocontroller Projekt Hardware Konzeption Auswahl von Komponenten (SMT) Board Design (PCB) Board bestücken (SMT) Qualitätssicherung QA Software Anforderungen, Design, Implementierung, QA Beginnt mit Fertigstellung der Hardware

8 Mikrocontroller Projekt Arbeitsabläufe

9 Was ist eigentlich ein Arduino? Open Source Mikrocontroller Prototyp Plattform Hardware (Arduino Board) Mikrocontroller Speicher für Programmcode Pins für Input und Output Verbindung zum Laptop oder Computer Entwicklungsumgebung (Arduino IDE) Java Einfache Bedienung (besonders für Einsteiger) Made in Italy

10 Starter Kit

11 Warum Arduino? Niedrige Kosten < 20 Euro Experimentier- & Prototyp- Plattform Niedrige Einstiegshürde Einfache Bedienbarkeit Erweiterbar Lernen und Erforschen Damit werden Mikrocontroller Projekte auch für Hobby-Anwender machbar!

12 Arduino Board Digital Input/Output Pins Pins mit ~ sind PWM GND [Analog Output] Microcontroller ATmega328 Operating Voltage 5V Input Spannung (empfohlen)7-12v Input Spannung (Grenze) 6-20V Digital I/O Pins 14 (6 mit PWM output) 6 Analog Input Pins 6 DC Strom per I/O Pin 40 ma DC Strom der 3.3V Pin 50 ma USB RESET Taste 7-12 V 3V 5V GND Analog Input Pins

13 Arduino Board Types Arduino Uno (latest revision)

14 Arduino Board Types Arduino Duemilanove

15 Arduino Board Types Arduino Mega (doppelter Speicher, mehr Schnittstellen)

16 Arduino Board Types Arduino Nano Kompaktes Design für Experimentier-Boards

17 Arduino Alternativen Launchpad, Teensy, ATtiny85, ARM NXP LPC

18 Arduino Shields und Projekte Reflow Ofen, Relais, Ethernet, Robot, LCD, Buttons,,...

19 Arduino IDE Text Editor um Sketches (.ino Dateien) zu bearbeiten Sketches laden, speichern Verifizieren und Compilieren und Upload zum Arduino Board Zeigt Fehler an Serielle Kommunikation (Bootloader hochladen)

20 Arduino IDE Alternativen Stino (Sublime Text Plugin) Eclipse Visual Studio (Visual Micro Plugin) Atmel Studio (has a Simulator) AVR-GCC Xcode for Mac und viele andere interessante Alternativen

21 Arduino Installation Download und Installation Arduino IDE ZIP file for non admin install wählen: Zip entpacken Arduino Board über USB mit Computer verbinden Start Arduino IDE Menü File Preferences Hier Sketchbook location setzen!

22 ArduBlock Installation Sketchbook location im Datei-Manager öffnen Parallel zu libraries folgende Verzeichnisse anlegen: tools\ardublocktool\tool Download ardublock-all-...jar hier: speichern in tools\ardublocktool\tool (Re-)Start Arduino IDE Menü Tools ArduBlock nutzen um ArduBlock zu starten

23 Experimentier-Board (Breadboard) Schnelles Erstellen von Prototypen Keine Lötarbeiten! Wiederverwendbar Wichtig ist die Leitungs-Verbindungen unterhalb der Steckpunkte zu kennen um Fehler & Beschädigung der Komponenten zu vermeiden!

24 Weiterführende Informationen: Seminar Seite (incl. Foliensatz): Arduino Ebooks (in English): Getting Started with Arduino, 3rd Edition, Massimo Banzi, Michael Shiloh: Beginning C for Arduino, Jack Purdum: Practical AVR Microcontrollers, Alan Trevennor: Learning Programming: ArduBlock Lernmaterial: ArduBlock Referenz:

25 Fragen / Anregungen

26 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!

Mark Fink @ VHS Augsburg 2015. Einführung in die Mikrocontroller-Programmierung. mark@mark-fink.de

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