Schlaufuchs Logo

Die Arduino Plattform

Die Arduino-Plattform (Link zu Arduino.cc) besteht aus Software und Hardware, die aufeinander abgestimmt sind. Sowohl die Software, als auch die Hardware (Schaltpläne / Komponenten) sind quelloffen (Open Source) und können von jedermann im Internet eingesehen und auch heruntergeladen werden. Diese open Source Philpsophie dürfte wesentlich für den Erfolg der Arduino-Plattform verantwortlich sein. Im WWW existieren zahlreiche Tutorials, Blogs und Websites, die sich mit Arduino beschäftigen und eigene Projekte vorstellen. Es gibt eine sehr große, aktive Community, die sich mit Arduino beschäftigt.

Vor- und Nachteile der Arduino Plattform

Die Arduino-Plattform bietet eine Menge Vorteile, wenn es darum geht, Mikrocontroller in den verschiedensten Bereichen einzusetzen. Dennoch wird ihr Einsatz von Experten immer wieder kontrovers diskutiert.

Ein wesentlicher Vorteil ist, dass dem Benutzer viel Arbeit abgenommen wird, wenn es um den Einsatz unterschiedlicher Hardware geht. Verschiedene Typen von Mikrocontrollern können in einer gemeinsamen "Sprache" programmiert werden, die darüberhinaus auch gut "verständlich" ist. Dies vereinfacht vor allem Neulinge das Erlernen der Programmierung von Mikrocontrollern.

Die Arduino IDE ist dabei ein Universal-Tool und die Menge an Hardware, die mit der Arduino IDE programmiert werden kann, wächst dank der fleißigen Entwicklungsarbeit einer sehr großen Community stetig.

Das Ausblenden des Großteils der Hardware-Spezifika kann jedoch auch als Nachteil gesehen werden, wenn es um das Verständnis von Mikrocontrollern im Detail geht. Es werden von der IDE auch nicht immer alle Features unterstützt, die hardwareseitg möglich wären.

Bei sicherheitsrelevanten Bauteilen oder Systemen ist der Einsatz der Arduino-Plattform auf jeden Fall kritisch. In diesen Fällen müssten die IDE und alle verwendeten Bibliotheken genau auf ihre Funktion und Tauglichkeit für den jeweiligen Fall geprüft werden!

Die Arduino Hardware

Die gängigen Arduino-Boards bauen auf einem Mikrocontroller der Firma Atmel (z.B. ATmega 328) auf. Zur Anbindung an die Außenwelt ist häufig noch zusätzliche Hardware auf dem Board vorhanden, z.B. ein USB oder Mini-USB Anschluss, über den das Board mit dem PC verbunden werden kann und der gleichzeitig die Versorgungsspannung liefern kann. Anschlüsse für Versorgungsspannung weiterer Boards und für die I/O-Pins des Mikrocontrollers sind ebenfalls auf den meisten Boards vorhanden. Die Boards haben unterschiedliche Baugrößen. Es gibt auch spezielle Boards mit erweitertem Funktions- und Hardwareumfang. Der Arduino UNO wird in vielen Projekten als Standard-Board eingesetzt.

Inzwischen können aber auch zahlreiche Boards anderer Hersteller mit Hilfe der Arduino IDE programmiert werden.

Neben den eigentlichen Boards gibt es zusätzliche Hardware für spezielle Einsatzbereiche, die auf die Arduino-Boards abgestimmt sind. Als Shields bezeichnet man Zusatzhardware, die beispielsweise direkt auf ein Arduino-UNO Board aufgesteckt werden kann. Passende Shields ersparen dem Anwender eine Menge an zusätzlicher Verkabelung.

Die Arduino IDE

Die Arduino IDE (Integrated Development Environment) dient zum Entwerfen und Editieren von Programmen und zur Übertragung von Programmcode zum Arduino. Der in der IDE enthaltene Serielle Monitor dient zur Kommunikation zwischen PC und Arduino während des Programmablaufs. Der Programmablauf lässt sich so komfortabel kontrollieren. Dies hilft auch beim Debuggen (Fehlersuche) von Programmen.

Installation der Arduino IDE

Die IDE kann man sich für verschiedene Betriebssysteme auf Arduino.cc kostenlos herunterladen. Eine Anmeldung irgendeiner Art ist nicht erforderlich. Im Bereich Downloads findet man die jeweils neueste Version.

Bei der Installation auf Linux-Systemen muss man darauf achten, dass man als User in der Gruppe dialout vorhanden ist. Sonst klappt die Anbindung an ein Board nicht.

Die Installation der IDE wird auf Arduino.cc für alle gängigen Betriebssysteme ausführlich beschrieben.

Anbinden eines Boards

Das Arduino-Board wird mit einem USB-Kabel mit dem Rechner verbunden. Um eine korrekte Anbindung und Kommunikation mit der IDE sicherzustellen, sind einige Einstellungen zu machen:

Arduino IDE
Board-Einstellungen der Arduino IDE
(Screenshot)
  • Der COM-Port kann unter dem Menüpunkt Werkzeuge / Port eingestellt werden. Der Arduino sollte immer wieder am selben USB-Port angesteckt werden. Andernfalls kann es möglich sein, dass der COM-Port neu eingestellt werden muss.
  • Das Board (Board-Typ, Hardware) muss im Menüpunkt Werkzeuge / Board eingestellt werden.
  • Mit dem Menüpunkt Werkzeuge / Get Board Info kann die Kennung des Mikrocontrollers ausgelesen werden. So lässt sich auch die Funktion der Kommunikation zwischen Board und Rechner testen.