Einführung in Arduino: Erstellen von interaktiven Projekten

Praxisnahes Kursprojekt

Richte 5 einfache Arduino-Experimente mit Licht-, Bewegungs- und Tonausgaben ein.

Einführung

1. Entdecke die Möglichkeiten von Arduino.

   Durchsuche „Arduino-Projekte“ online nach Artikeln und Videos von interessanten Projekten und teile dann deine Favoriten im Skillshare-Community-Forum!

   Ein paar Links, um zu beginnen:

   • Sieh dir den TED Global-Vortrag von Arduino-Erfinder Massimo Banzi im Juni 2012 an: „Wie Arduino Open-Sourcing Imagination ist“ (15 Min.).
   • Das MAKE -Magazin nennt Arduino „den kleinen Mikrocontroller, der eine Macher-Revolution auslöste“. Durchsuche das Arduino-Archiv nach Videos, Artikeln und Projekten.
   • Viele Websites bieten clevere Arduino-Anwendungen. Diese Liste von ReadWrite.com enthält eine Twitter-fähige Kaffeekanne und eine sprechende Uhr.

   Um den Secret-Knock-Kaugummiautomaten in Aktion zu sehen (natürlich angetrieben von einem Arduino), klicke hier.

   

2. Sammle deine Materialien.

   Zusätzlich zu deinem Laptop oder Computer brauchst du eine Reihe von Materialien.

   Alle diese Teile sind relativ preiswert und online verfügbar.

   Schaue dir die Links unten an und erkunde Websites wie SparkFun, die diese und ähnliche Teile oft in einfachen und erschwinglichen Kits bündeln!

   1. Arduino Uno (Verfügbar unter www.arduino.cc)
   2. USB-Kabel (Amazon)
   3. Lötfreie Steckplatine (Amazon)
   4. Drei verschiedene Widerstände: 4,7 kΩ, 220 Ω, 100 Ω (Amazon)
   5. Fotowiderstand (Amazon)
   6. Potentiometer (Sparkfun)
   7. LED (Amazon)
   8. Einfache Lautsprecher (8 Ohm/1 W) (Amazon)
   9. Servomotor (Amazon)
   10. Kopfstifte (Amazon)
   11. Überbrückungsdrähte (Amazon)

   Wenn du daran interessiert bist, Materialien für zukünftige Projekte und Kurse zu erwerben, kannst du dir auch das Inventor Kit für Arduino von SparkFun ansehen, das fast alle Materialien für die Experimente in diesem Kurs sowie viele mehr enthält.

   

Installation

1. Lade die Arduino-Software herunter und installiere sie.

   Gehe zu www.arduino.cc und lade die Arduino-IDE für deinen Computer (Windows, Mac oder Linux) herunter.

   

2. Verbinde und konfiguriere deinen Arduino.

   Verwende dein USB-Kabel, um deinen Arduino mit deinem Computer zu verbinden.

   Sobald es verbunden ist, konfiguriere es mit zwei Bildschirmbefehlen:

   1. „Tools“ > „Board“ > „Arduino Uno“
   2. „Tools“ > „Serial Port“ > „/dev/tty/usbmodem...“

   Dein Arduino ist jetzt einsatzbereit!

   

Experimente I

1. Experimentiere mit einer einfachen blinkenden Lichtausgabe.

   In diesem Experiment ist die Eingabe die Skizze, die Verarbeitung erfolgt durch den Arduino und die Ausgabe ist das blinkende Licht auf der Platine.

   1. Navigiere auf deinem Computer zur Blink-Skizze („Datei“ > „Beispiele“ > „01 Grundlagen“ > „Blinken“) und lade das Programm auf den Arduino hoch.

   2. Die LED auf dem Arduino-Board sollte blinken!

   3. Finde die „Verzögerungs“-Befehle im Code und experimentiere mit verschiedenen Zahlen, indem du die Skizze jedes Mal neu hochlädst. Kannst du die LED langsamer blinken lassen? Wie sieht es mit schneller aus?

   

2. Experimentiere mit dem Licht der nächsten Stufe: einer blinkenden LED.

   In diesem Experiment ist die Eingabe die Skizze, die Verarbeitung erfolgt durch den Arduino und die Ausgabe ist die blinkende LED.

   1. Verbinde ein Erdungskabel zwischen dem Arduino und der Steckplatine. Stecke dazu ein Ende eines Überbrückungskabels in einen Erdungsstift des Arduino (mit „GND“ gekennzeichnet). Führe das andere Ende des Drahtes in die blaue Schiene der Steckplatine ein.

   2. Verwende einen Widerstand, um den Stromfluss zum LED-Licht zu begrenzen, damit es nicht durchbrennt. Füge den 220 Ω-Widerstand zu Pin #13 auf dem Arduino und J18 auf der Steckplatine hinzu.

   3. Stecke die kurze Leitung der LED irgendwo entlang der negativen Schiene der Steckplatine und die lange Leitung in die gleiche Reihe wie den Widerstand (H18).

   4. Checkpoint! Die LED sollte jetzt mit der gleichen Geschwindigkeit blinken wie das kleine Licht auf dem Arduino.

   5. Experimentiere wie zuvor mit unterschiedlichen Blinkratenzeiten in der Arduino-Skizze. Kannst du deinen Effekt auf der LED sehen?

   

3. Experimentiere mit einem Potentiometer zur Steuerung der LED.

   In diesem Experiment ist die Eingabe das Potentiometer und die Verarbeitung erfolgt durch den Arduino und die Ausgabe ist die blinkende LED.

   1. Beginne mit dem blinkenden LED-Setup aus der vorherigen Kurseinheit.

   2. Setze das Potentiometer in die Steckplatinen-Pins 1, 3 und 5 in Spalte J ein. Es passt perfekt!

   3: Befestige jetzt 3 Überbrückungsdrähte:

   • Befestige einen Draht aus der Reihe der Steckplatine 5 an der Erdschiene (die blaue Säule). Dies gibt eine Erdungsverbindung zum Potentiometer an.
   • Befestige einen zweiten Draht aus dieser ersten Reihe auf der Steckplatine an einem 5-Volt-Arduino-Pin. Dies schafft eine Stromverbindung durch das Potentiometer.
   • Befestige einen letzten Überbrückungsdraht in der Reihe Nr. 3 der Steckplatine und verbinde ihn mit dem analogen Pin 0 des Arduino (auch bekannt als A0).

   4. Navigiere auf deinem Computer zur analogen Skizze („Datei“ > „Beispiele“ > „03 Analog“ > „Analoge Eingabe“) und lade das Programm auf den Arduino hoch.

   5. Experimentiere mit dem Potentiometer, um die Blinkrate zu beeinflussen, wie in der Video-Kurseinheit, erkunde die Skizze und probiere verschiedene Zahlen. Wie beeinflussen deine Änderungen deinen Schaltkreis?

   

Experimente II

1. Experimentiere mit Bewegungsausgabe.

   In diesem Experiment ist die Eingabe das Potentiometer, die Verarbeitung erfolgt durch den Arduino und die Ausgabe ist der Servomotor (Bewegung).

   1. Führe das Potentiometer in die Steckplatine in J1, J3 und J5 ein.

   2. Verbinde deine Überbrückungsdrähte:

   • Befestige einen blauen Überbrückungsdraht von Reihe 1 bis zur blauen (Erdungs-) Schiene.
   • Befestige einen roten Überbrückungsdraht von Reihe 5 an der roten Schiene.
   • Befestige einen roten Überbrückungsdraht von der roten Schiene an einem 5-Volt-Arduino-Pin.
   • Befestige einen schwarzen Überbrückungsdraht von der blauen Schiene an einem Arduino-Erdungs-Pin („GND“).
   • Befestige einen gelben Überbrücker von Reihe 3 an dem analogen Arduino-Eingabe-Pin „0“ („A0“).

   3. Führe den Servomotor in Reihe H ein, sodass der schwarze Draht in 10 ist, der rote Draht in 11 ist und der gelbe Draht in 12 ist.

   4. Verbinde deine Überbrückungsdrähte:

   • Befestige einen roten Überbrückungsdraht von Reihe 11 an der roten Schiene.
   • Befestige einen schwarzen Überbrückungsdraht von Reihe 10 an der blauen Schiene.
   • Befestige einen gelben Überbrückungsdraht von Reihe 12 an dem digitalen Arduino-Pin #9.

   5. Navigiere auf deinem Computer zu dieser Experimentierskizze („Datei“ > „Beispiele“ > „Servo“ > „Knopf“) und lade das Programm auf den Arduino hoch.

   6. Experimentiere! Drehe den Potentiometerknopf, um den Servomotor zu steuern. Kannst du die Geschwindigkeit ändern? Wie wäre es mit der Richtung? Welche Gegenstände, Bilder oder Schmuckstücke könntest du einfach zum Spaß am Arm des Servomotors befestigen? Wie könntest du diese Fernsteuerung verwenden, um eine Nachricht zu senden? Brainstorme neue Richtungen für dieses Projekt und teile deine Gedanken in den Skillshare-Community-Foren!

   

2. Experimentiere mit Soundausgabe.

   In diesem Experiment ist die Eingabe der Widerstand, die Verarbeitung erfolgt durch den Arduino und die Ausgabe ist der Lautsprecher (Sound).

   1. Befestige den 100 Ω-Widerstand (braun-schwarz-braun) vom digitalen Arduino-Pin #9 an der Reihe der Steckplatine 14. (Die Video-Kurseinheit verwendet J14.)

   2. Verbinde den Lautsprecher mit der Steckplatine: führe seinen schwarzen Draht in die blaue Erdungsschiene und führe seinen roten Draht in I14 ein.

   3. Verbinde den Foto-Widerstand mit der Steckplatine: führe eine seiner Leitungen in J20 ein und führe seine andere Leitung in die rote Schiene ein.

   4. Verbinde den Foto-Widerstand mit dem Arduino: befestige ein Überbrückungskabel aus der Reihe der Steckplatine 20 an dem analogen Arduino-Pin „0“ („A0“).

   5. Befestige den 4,7 kΩ-Widerstand (gelb-violett-rot) von H20 an der blauen Erdungsschiene.

   6. Verbinde einen Überbrückungsdraht von der blauen Erdungsschiene der Steckplatine mit einem Arduino-Erdungs-Pin („GND“).

   7. Verbinde einen Überbrückungsdraht von der roten Erdungsschiene der Steckplatine mit dem 5-Volt-Arduino-Pin.

   8. Navigiere auf deinem Computer zu dieser Experimentierskizze („Datei“ > „Beispiele“ > „Digital“ > „Tone Pitch Follower“) und lade das Programm auf den Arduino hoch.

   9. Experimentiere! Spiele mit unterschiedlichen Lichtmengen, die auf den Foto-Widerstand treffen. Wie wirkt sich Licht auf den Lautsprecher-Sound aus? Kannst du den Sound vollständig abbrechen? Einen sehr hohen Pitch erstellen? Einen sehr niedrigen Pitch? Den Rhythmus deines Lieblings-Songs?

   

Schlussbemerkung

1. Träume groß und lerne durch Üben.

   Lerne weiter! Für eine großartige Einführung am Anfang hole dir eine Kopie von Massimo Banzi, Mitschöpfer von Arduino, Erste Schritte mit Arduino.

   Unter www.arduino.cc findest du Beispiele für Code, den du kopieren, einfügen und in Skizzen bearbeiten kannst. Die beste Möglichkeit, die Arduino-Programmierung zu lernen, ist, sie in echten Projekten anzuwenden

   Um mehr über das Erdnussbutterglas-Mixer-Projekt zu erfahren, sieh dir Marks Skillshare-Kurs zur Herstellung an, Einführung in DIY: Macher werden.

   Am wichtigsten ist, dass du, selbst wenn du dich in den frühen Stadien der Arduino-Meisterschaft befindest, nicht zögerst, in großen Dimensionen zu denken. Brainstorme Anwendungen für Arduino, die deinen Tag ein wenig einfacher, interessanter oder lustiger machen. Teile deine Ideen, Bilder und Fragen in der Skillshare-Community und den Projektforen und lerne weiter!