Erfahren Sie mehr über Arduino und das Arduino UNO und wie Sie können dieses Board in Ihr Makerspace- und Codierungsprogramm integrieren. Erstellen Sie interaktive Makerspace-Projekte, während Sie lernen, wie man programmiert und Probleme löst.
Immer mehr Makerspaces auf der ganzen Welt möchten ihren Maker-Schulungsprogrammen Codierung und Elektronik hinzufügen. Eine der besten Möglichkeiten, dies zu tun, besteht darin, ein Arduino-Board in Makerspace-Projekte und Lektionen zu integrieren.
Wir haben festgestellt, dass viele Maker-Pädagogen den Sprung in das Codieren oder Arduino nicht gewagt haben, weil sie denken Programmierung ist beängstigend. Aus diesem Grund wollten wir sicherstellen, dass dieses Tutorial für den absoluten Anfänger ohne jegliche Erfahrung geschrieben wurde.
Dieses Tutorial bietet eine allgemeine Ansicht aller Teile und Teile des Arduino-Ökosystems. In zukünftigen Beiträgen werden wir Sie Schritt für Schritt bei der Erstellung Ihres ersten einfachen Arduino-Projekts unterstützen.
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Arduino ist ein Open Source-Programm Leiterplatte, die einfach und komplex in eine Vielzahl von Makerspace-Projekten integriert werden kann. Diese Karte enthält einen Mikrocontroller, der so programmiert werden kann, dass er Objekte in der physischen Welt erfasst und steuert. Durch die Reaktion auf Sensoren und Eingänge kann der Arduino mit einer Vielzahl von Ausgängen wie LEDs, Motoren und Displays interagieren. Aufgrund seiner Flexibilität und geringen Kosten ist Arduino eine sehr beliebte Wahl für Hersteller und Makerspaces, die interaktive Hardwareprojekte erstellen möchten.
Arduino wurde bereits 2005 in Italien von Massimo Banzi als Weg für Nicht-Entwickler eingeführt. Ingenieure haben Zugriff auf ein kostengünstiges, einfaches Tool zum Erstellen von Hardwareprojekten. Da das Board Open Source ist, wird es unter einer Creative Commons-Lizenz veröffentlicht, mit der jeder sein eigenes Board produzieren kann. Wenn Sie im Internet suchen, werden Sie feststellen, dass Hunderte von Arduino-kompatiblen Klonen und Variationen verfügbar sind, aber die einzigen offiziellen Boards haben Arduino im Namen.
Im nächsten Abschnitt werden wir einige diskutieren der verfügbaren Arduino-Boards und wie sie sich voneinander unterscheiden.
Arten von Arduino-Boards
Arduino ist eine großartige Plattform für Prototyping-Projekte und Erfindungen, kann jedoch verwirrend sein, wenn Sie das richtige Board auswählen müssen. Wenn Sie neu in diesem Bereich sind, haben Sie vielleicht immer gedacht, dass es nur ein „Arduino“ -Board gibt, und das war’s. In Wirklichkeit gibt es viele Variationen der offiziellen Arduino-Boards, und dann gibt es Hunderte mehr von Wettbewerbern, die Klone anbieten Aber keine Sorge, wir werden Ihnen später in diesem Tutorial zeigen, mit welchem Sie beginnen sollen.
Nachfolgend finden Sie einige Beispiele für die verschiedenen Arten von Arduino-Boards. Die Boards mit Der Name Arduino auf ihnen ist das offizielle Board, aber es gibt auch viele wirklich großartige Klone auf dem Markt. Einer der besten Gründe, einen Klon zu kaufen, ist die Tatsache, dass sie im Allgemeinen günstiger sind als ihr offizielles Gegenstück. Adafruit und Sparkfun Verkaufen Sie beispielsweise Variationen der Arduino-Boards, die weniger kosten, aber dennoch die gleiche Qualität der Originale aufweisen. Ein Wort der Vorsicht, seien Sie vorsichtig, wenn Sie Boards von Unternehmen kaufen, die Sie nicht kennen.
Ein weiterer Faktor, der bei der Auswahl eines Boards berücksichtigt werden muss, ist die Art des Projekts, das Sie durchführen möchten. Wenn Sie beispielsweise ein tragbares elektronisches Projekt erstellen möchten, sollten Sie das LilyPad-Board von Sparkfun in Betracht ziehen. Das LilyPad lässt sich leicht in E-Textilien und tragbare Projekte nähen. Wenn Ihr Projekt einen kleinen Formfaktor hat, können Sie den Arduino Pro Mini verwenden, der im Vergleich zu anderen Boards einen sehr geringen Platzbedarf hat. Im Arduino-Vergleichshandbuch von Sparkfun finden Sie eine Aufschlüsselung und einen Vergleich der Top-Boards.
Als Nächstes konzentrieren wir uns auf unser Lieblings-Arduino-Board, mit dem Anfänger beginnen sollten.
Arduino Uno
Eines der beliebtesten Arduino-Boards ist das Arduino Uno. Obwohl es nicht das erste Board war, das veröffentlicht wurde, bleibt es das aktivste und am häufigsten dokumentierte auf dem Markt. Aufgrund seiner extremen Beliebtheit bietet das Arduino Uno eine Vielzahl von Projekt-Tutorials und Foren im Internet, die Ihnen beim Einstieg oder bei der Überwindung eines Staus helfen können. Wir sind große Fans des Uno aufgrund seiner großartigen Funktionen und seiner einfachen Bedienung.
Board Breakdown
Hier sind die Komponenten, aus denen eine Arduino-Karte besteht, und welche Funktionen sie haben.
- Reset-Taste – Hiermit wird jeder Code neu gestartet, der auf die Arduino-Karte geladen wird.
- AREF – Steht für „Analog Reference“ und wird zum Einstellen einer externen Referenzspannung
- Erdungsstift – Auf dem Arduino befinden sich einige Erdungsstifte, die alle gleich funktionieren.
- Digitaler Ein- / Ausgang – Die Stifte 0-13 können für den digitalen Ein- oder Ausgang verwendet werden.
- PWM – Die mit dem Symbol (~) gekennzeichneten Pins können den Analogausgang simulieren.
- USB-Verbindung – Zum Einschalten Ihres Arduino und Hochladen von Skizzen
- TX / RX – LEDs zum Senden und Empfangen von Datenanzeigen
- ATmega-Mikrocontroller – Dies ist das Gehirn und der Ort, an dem die Programme gespeichert werden.
- Power-LED-Anzeige – Diese LED leuchtet jedes Mal auf, wenn die Karte an eine Stromversorgung angeschlossen ist Quelle
- Spannungsregler – Hiermit wird die Spannungsmenge gesteuert, die in die Arduino-Platine eingespeist wird li> 3.3V Pin – Dieser Pin liefert es 3,3 Volt Strom für Ihre Projekte
- 5-V-Pin – Dieser Pin versorgt Ihre Projekte mit 5 Volt.
- Erdungsstifte – Auf dem Arduino befinden sich einige Erdungsstifte und alle arbeiten die gleichen
- analogen Pins – Diese Pins können das Signal von einem analogen Sensor lesen und in ein digitales
Arduino-Netzteil
umwandeln Arduino Uno benötigt eine Stromquelle, damit es funktioniert, und kann auf verschiedene Arten mit Strom versorgt werden. Sie können das tun, was die meisten Leute tun, und die Karte über ein USB-Kabel direkt an Ihren Computer anschließen. Wenn Sie möchten, dass Ihr Projekt mobil ist, sollten Sie einen 9-V-Akku verwenden, um ihm Saft zu geben. Die letzte Methode wäre die Verwendung eines 9-V-Wechselstromnetzteils.
Arduino-Steckbrett
Ein weiteres sehr wichtiges Element bei der Arbeit mit Arduino ist ein lötfreies Steckbrett. Mit diesem Gerät können Sie Prototypen Ihres Arduino-Projekts erstellen, ohne die Schaltung dauerhaft miteinander verlöten zu müssen. Mit einem Steckbrett können Sie temporäre Prototypen erstellen und mit verschiedenen Schaltungsdesigns experimentieren. In den Löchern (Verbindungspunkten) des Kunststoffgehäuses befinden sich Metallklammern, die durch Streifen aus leitendem Material miteinander verbunden sind.
Nebenbei bemerkt, das Steckbrett wird nicht alleine mit Strom versorgt und benötigt Strom von der Arduino-Platine mit Überbrückungsdrähten dorthin gebracht. Diese Drähte werden auch verwendet, um die Schaltung zu bilden, indem Widerstände, Schalter und andere Komponenten miteinander verbunden werden.
Hier sehen Sie, wie eine fertige Arduino-Schaltung aussieht, wenn sie an ein Steckbrett angeschlossen wird.
So programmieren Sie Arduino
Nachdem die Schaltung auf dem Steckbrett erstellt wurde, müssen Sie das Programm (als Skizze bezeichnet) auf das Arduino hochladen. Die Skizze besteht aus einer Reihe von Anweisungen, die der Karte mitteilen, welche Funktionen sie ausführen muss. Ein Arduino-Board kann jeweils nur eine Skizze halten und ausführen. Die zum Erstellen von Arduino-Skizzen verwendete Software heißt IDE und steht für Integrated Development Environment. Die Software kann kostenlos heruntergeladen werden und ist unter https://www.arduino.cc/en/Main/Software
Every zu finden Die Arduino-Skizze besteht aus zwei Hauptteilen des Programms:
void setup () – Legt Dinge fest, die einmal ausgeführt werden müssen und dann nicht erneut auftreten.
void loop () – Enthält die Anweisungen, die immer wieder wiederholt werden, bis das Board ausgeschaltet wird.
Wie alles zusammenarbeitet
Das folgende 15-Sekunden-Video gibt Ihnen eine schnelle Vorstellung davon, wie ein Steckbrett funktioniert. Arduino, Überbrückungsdrähte und die Skizze arbeiten zusammen, um eine Funktion auszuführen. In diesem Beispiel verwenden wir einen kurzzeitigen Druckknopfschalter, um eine LED zu blinken. In einem zukünftigen Beitrag werden wir uns eingehender mit der Erstellung von Schaltkreisen und Programmen für einige Anfängerprojekte befassen.
KOSTENLOSES EBOOK (PDF) – Ultimativer Anfängerleitfaden für Arduino
Arduino-Projekte
Sie fragen sich möglicherweise, was ein Arduino-Board neben dem Blinken einer LED tun kann. Im Folgenden finden Sie einige Beispielprojekte, die zeigen, wie erstaunlich dieses Board ist und welche Funktionen es bietet. Wenn Sie nach weiteren Projektideen suchen, besuchen Sie Websites wie Instructables oder Make Magazine, die mit hilfreichen Tutorials geladen sind.
Arduino-Licht nach Roboter – Instructables
Arduino-Drohne, die Ihnen folgt – Instructables
LED-Würfel w / Arduino Uno – Instructables
Steuern eines Türschlosses mit Arduino und Bluetooth – MAKE Magazine
Tools Benötigt
Als nächstes werden wir Ihnen helfen, einige der häufigsten Tools hervorzuheben, die Sie für die Arbeit mit Arduino-Projekten benötigen.
- Spitzzange
- Abisolierzangen
- Präzision Schraubendreher-Set
- Spülschneider
- Gerade Pinzette mit feiner Spitze
- Digitalmultimeter
- Lötkolben
- Panavise Jr
- Solder Sucker
Arduino Shields
Wenn Sie Ihrem Arduino eine ganz bestimmte Funktionalität hinzufügen möchten, müssen Sie einen Shield verwenden. Arduino-Schutzschilde werden oben auf der Arduino-Platine eingesteckt und können Funktionen wie WLAN, Bluetooth, GPS und vieles mehr hinzufügen. Es stehen buchstäblich Hunderte von Schildern zur Auswahl, und hier einige Beispiele.
- WiFi-Schild
- LCD-Schild
- GPS-Logger-Schild
- MP3 Music Maker Shield
- Ethernet Shield
- Motor / Stepper / Servo Shield
Arduino-Sensoren
Wenn Sie möchten, dass Ihr Arduino die Welt um sich herum wahrnimmt, müssen Sie einen Sensor hinzufügen. Es stehen eine Vielzahl von Sensoren zur Auswahl, die jeweils einen bestimmten Zweck erfüllen. Im Folgenden finden Sie einige der in Projekten häufig verwendeten Sensoren.
- Entfernungsbereichssensor
- PIR-Bewegungssensor
- Lichtsensor
- Grad des Flex-Sensors
- Drucksensor
- Näherungssensor
- Beschleunigungssensor
- Schallerkennungssensor
- RGB- und Gestensensor
- Feuchtigkeits- und Temperatursensor
Elektronikeinzelhändler
Nachfolgend sind einige unserer bevorzugten Orte aufgeführt, an denen wir Makerspace-Materialien oder elektronische Materialien benötigen Komponenten.
- Adafruit
- Sparkfun
- Makershed
- Radio Shack
- Jameco
- Digikey
- MCM Electronics
- Mouser
Schlussfolgerung
Sind Sie bereit, Ihr erstes Arduino-Projekt zu erstellen? Unser nächster Beitrag mit dem Titel „Einfache Arduino-Projekte für Anfänger“ führt Sie Schritt für Schritt vom Setup bis zur Fertigstellung. Diese einfachen Arduino-Projekte sind eine großartige Möglichkeit, Ihre Füße nass zu machen und mehr über das Board und die Codierungssprache zu erfahren.
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