Arduino ist heute eines der wertvollsten Werkzeuge für den Einstieg in die Elektronik , da es für Künstler, Designer, Bastler und alle, die sich für die Entwicklung elektronischer Projekte – sowohl in Software als auch in Hardware – interessieren, konzipiert wurde. Dies liegt vor allem daran, dass Arduino keine separate Hardware zum Hochladen neuen Codes auf den Mikrocontroller benötigt ; es verwendet ein USB-Kabel.
Dank der Verwendung einer vereinfachten C++-Version zeichnet sich die Arduino IDE zudem durch ihre Programmierfreundlichkeit aus. Darüber hinaus kann das Board mit Tasten, Motoren, Lautsprechern, Kameras, LEDs , GPS-Geräten, Smartphones und dem Internet interagieren. Dies macht es zu einer flexiblen Software- und Hardwarelösung für Bildungsprojekte und Elektronikprojekte aller Art.
Neben den nützlichen Funktionen für diesen Zweck ist es wichtig, jede einzelne Komponente eines Arduino-Boards zu kennen . Diese Elemente sind unerlässlich, um von Grund auf zu beginnen und Ihre ersten Open-Source-Projekte korrekt zu programmieren. Daher erfahren Sie im Folgenden mehr über die Module, aus denen ein Arduino-Board besteht.
Alle Komponenten eines Arduino-Boards, die Sie kennen müssen, um das Programmieren von Grund auf zu lernen
Es stimmt zwar, dass Arduino eine Plattform für die Entwicklung von Elektronik-Prototypen ist, die auf einer Platine mit mehreren Komponenten basiert, aus denen sie als Gerät fungiert, das die analoge Welt mit der digitalen Welt verbindet.
Um genauer zu erklären, woraus ein Arduino-Board besteht, ist es daher hilfreich zu wissen, welche Teile es gibt und welche Funktion sie haben:
Mikrocontroller
Es handelt sich um einen integrierten Schaltkreis , der alle Informationen verarbeitet und daher der Bereich ist, in dem der in der Arduino-Software als „Sketch“ bezeichnete Code gespeichert wird . Er gilt als das Gehirn eines Arduino-Boards und ist an seiner schwarzen Farbe und den Metallstiften erkennbar.
In diesem Sinne fungiert der Mikrocontroller eines Arduino -Boards als programmierbarer integrierter Schaltkreis, der standardmäßig in der Lage ist, komplexe mathematische Operationen mit hoher Geschwindigkeit durchzuführen.
Digitale Pins
Diese Pins erkennen, ob ein logischer Null- oder Eins-Pegel anliegt und dienen sowohl der digitalen Ein- als auch Ausgabe . Beispielsweise können sie zum Drücken eines Tasters bzw. zum Einschalten einer LED verwendet werden . Digitale Pins werden also zum Betätigen von Tasten oder für Geräte genutzt, die digitale Informationen senden und/oder empfangen . Diese Pins sind von 0 bis 13 nummeriert.
Analoge Pins
Diese Pins entsprechen dem Pinbereich im „Analog“ -Bereich und können daher analoge Signale (z. B. Temperatur oder Licht) erfassen. Ihr Betriebsspannungsbereich liegt zwischen 0 und 5 Volt . Analoge Pins lesen also das Signal eines analogen Sensors und wandeln es in einen digitalen Wert um, der angezeigt werden kann . Dadurch lassen sich mit analogen Pins Messungen in der realen Welt durchführen.
Sensor-Stromanschlüsse
Sie liefern eine 6-12-Volt-Stromversorgung , die direkt an den Spannungsregler angeschlossen wird. Diese Pins können auch verwendet werden, um den Arduino mit Batterien zu betreiben . Allerdings bietet diese Methode keinen Verpolungs- und Überstromschutz.
PWM-Pins
Hierbei handelt es sich um spezielle Pins, die als normale digitale Pins fungieren und auch für die Pulsweitenmodulation ( PWM ) verwendet werden können . Diese Pins sind physisch durch eine Tilde (~) neben einigen der digitalen Pins, wie z. B. 3, 5, 6, 9, 10 und 11 , gekennzeichnet.
Abzeichen AREF
Es handelt sich um einen einzelnen Pin , der in den meisten Fällen unverändert bleiben kann. Er dient als analoge Referenzspannung und wird mitunter verwendet, um eine externe Referenzspannung zwischen 0 und 5 Volt einzustellen. Diese Spannung bildet die obere Grenze für die analogen Eingangspins.
Pin GND
Auf einem Arduino-Board gibt es immer mehrere GND-Pins , und jeder davon kann verwendet werden, um die Schaltung mit Masse zu verbinden . Daher auch der Name, die Abkürzung für „Ground “ (Masse). Der Pin befindet sich direkt neben dem AREF-Pin.
Reset-Knopf
Dies bezieht sich auf den Reset-Knopf, der direkt mit Pin 1 des Mikrocontrollers verbunden ist . Dieser Pin ist allgemein als „Clear“ oder „Master Clear “ bekannt. Durch Drücken dieses Knopfes wird der Reset-Pin kurzzeitig mit Masse verbunden, wodurch Sie jeglichen auf das Arduino-Board hochgeladenen Code zurücksetzen können.
Es ist zu beachten, dass für die Ausführung des Programms 5 Volt benötigt werden, während der Knopf die Spannung auf 0 Volt unterbricht, um dasselbe Programm, das der Arduino gerade ausführt , zu stoppen und es anschließend erneut zu starten.
USB-Anschluss
Diese Komponente, auch als „USB-Anschluss “ bekannt, ermöglicht es Ihnen, das Arduino-Board mit einem Computer zu verbinden. Dadurch können Sie den benötigten Code hochladen und das Board korrekt mit Strom versorgen.
USB-Steuerung
Im Wesentlichen beinhaltet die USB-Steuerung einen Vermittler, der zwischen dem Mikrocontroller und der Software fungiert . Daher konzentriert sie sich darauf, die vom Mikrocontroller übertragenen Informationen in Daten umzuwandeln, die an das verwendete Gerät gesendet werden.
Stecker
Wie der Name schon sagt, ermöglicht diese Komponente die Stromversorgung der Platine mit einer Gleichspannung von 7 bis 12 Volt. Die Betriebsanzeige-LED sollte aufleuchten, sobald die Arduino-Platine an eine Steckdose angeschlossen ist . Leuchtet sie nicht, liegt wahrscheinlich eine Fehlfunktion vor.
Spannungsregler
Auf einem Arduino-Board steuert der Spannungsregler die an das Board angelegte Spannung . Er dient im Wesentlichen als Sicherheitsmechanismus und verhindert, dass Überspannung eindringt und die Schaltung beschädigt. Dieser Spannungsregler liefert typischerweise eine stabile Ausgangsspannung von 5 Volt, unabhängig von der Eingangsspannung.
Serieller Empfang (RX) und Übertragung (TX)
Hierbei handelt es sich um Markierungen, die in der Elektronik verwendet werden, um die für die serielle Kommunikation zuständigen Pins zu kennzeichnen . Diese Komponente des Arduino Uno-Boards zeigt somit visuell an, ob das Board Daten empfängt oder sendet. Die Übertragung erfolgt über die Pins Null und Eins.
Cristal
Dieses Bauteil ermöglicht es, den Betriebsimpuls bzw. das Timing des Mikrocontrollers so einzustellen, dass dieser auf einem Arduino-Board korrekt funktioniert. Ein Quarz ist ein elektronischer Oszillator, der ein elektrisches Signal mit präziser Frequenz erzeugt, um die genaue Betriebszeit zu steuern.
Liste der besten Arduino-Kits für Ihre ersten Open-Source-Projekte
Um mit Arduino Schaltungen zu bauen , benötigen Sie ein Arduino-Kit, mit dem Sie Ihre Projekte effizienter umsetzen können . Dieses Kit enthält alle notwendigen Materialien, beschleunigt Ihren Lernprozess erheblich und ermöglicht Ihnen das Experimentieren mit verschiedensten Bauteilen.
Aktuell sind zahlreiche solcher Bausätze auf dem Markt erhältlich, und einige davon erzielen sehr gute Verkaufszahlen . Daher können Sie Ihre ersten Open-Source-Projekte mithilfe eines Arduino-Bausatzes realisieren.
Im Folgenden stellen wir Ihnen fünf der besten aktuell erhältlichen Modelle vor und erläutern deren Hauptmerkmale:
Elegoo MEGA 2560
Zunächst einmal gibt es dieses recht umfangreiche Kit für Hobbybastler, das einen GY-61-Sensor enthält, mit dem LCD1602-Modul kompatibel ist und aus über 200 Bauteilen besteht . Dadurch lassen sich damit alle möglichen Tests durchführen und es eignet sich für Dutzende verschiedener Projekte.
In diesem Zusammenhang verfügt es über beeindruckende Werkzeuge wie einen Schrittmotor zum Üben der Bewegung verschiedener Teile, einen Ultraschallsensor zum Messen von Abständen und zum Erkennen von Bewegungen , einen kleinen Lüfter zum Testen der Kraftübertragung, insgesamt 25 mehrfarbige LED-Lampen und vieles mehr.
Um praktisch von Grund auf loszulegen, empfiehlt sich daher dieses Arduino-Kit. Dank der Vielzahl an Komponenten und Zubehör bietet es Nutzern die Freiheit, unterschiedlichste Projekte zu realisieren und ihrer Fantasie freien Lauf zu lassen . Leider verfügt es jedoch nicht über ein eingebautes Gyroskop für Projekte, die Richtungsinformationen erfordern.
XCSOURCE Arduino TE167
Dieses Set umfasst über 100 Teile und enthält diverses Zubehör, um die Umsetzung verschiedenster Projekte zu erleichtern. Daher eignet es sich sowohl für Anfänger mit Grundkenntnissen als auch für Fortgeschrittene und schließt die Lücke zwischen Anfänger- und Expertenniveau.
Betrachtet man die wichtigsten Komponenten, so ist erwähnenswert, dass das XCSOURCE Arduino TE167 ein Mini-Steckbrett, ein Prototypen-Shield, Sensoren, Taster, Widerstände, Segmentanzeigen, Jumperkabel und viele weitere Bauteile enthält, die zu einem technisch ausgereiften Endprodukt zusammengebaut werden. Es wird unter anderem mit einer Box zur Aufbewahrung aller Komponenten für einen einfachen Transport geliefert, jedoch ohne Tragetasche.
Zu den Hauptvorteilen zählt, dass es sich besonders für Anfänger eignet, die mehr über Arduino-Boards lernen möchten. Zudem fördert es dank der zahlreichen mitgelieferten Werkzeuge (15 LEDs, 8 Taster, Flammen-, Neigungs- und Temperatursensoren usw.) die Kreativität. Allerdings fehlt eine Bedienungsanleitung, die die korrekte Verwendung erklärt.
Arduino-Starter-Kit
Dieses Arduino-Kit ist ideal für Einsteiger . Es zählt zu den einfachsten Kits, da es die Entwicklung von nur 15 Projekten ermöglicht . Ein Handbuch mit klaren und praktischen Erklärungen erleichtert den Designprozess. Da es sich perfekt für Anfänger eignet, ist in den meisten Fällen kein Löten erforderlich, was ein großer Vorteil ist.
Es enthält außerdem Komponenten mit diversen Zubehörteilen, die für die Realisierung jedes Projekts von Grund auf unerlässlich sind, wie z. B. Montagebasen, Prototypenplatinen, Drucktaster, Sensoren, Jumperkabel, Potentiometer, Widerstände und Dioden . Dadurch werden nur wenige zusätzliche Teile benötigt, um ein effektives Endprodukt zu realisieren.
Nun zu den Hauptvorteilen: Es ist für alle Altersgruppen (zwischen 9 und 99 Jahren) geeignet und wird mit einer 170-seitigen Anleitung geliefert, die die mit diesem Set realisierbaren Projekte detailliert beschreibt. Darüber hinaus ermöglicht es die Steuerung der physischen Welt mithilfe von Sensoren und Aktoren durch die Nutzung aller enthaltenen Komponenten. Das Set unterstützt außerdem eine 9-Volt-Batterie und kann somit auch eigenständig entwickelte Projekte mit Strom versorgen.
Elegoo MEGA 2560 NANO
Dieses Arduino-Kit umfasst insgesamt 300 Teile und ist damit eine sehr umfassende Lösung. Darüber hinaus zeichnet es sich durch ein hervorragendes Preis-Leistungs-Verhältnis aus , denn trotz der vielen enthaltenen Komponenten gehört es zu den günstigsten Kits auf dem Markt. Dieses spezielle Modell kostet nur 20 Euro.
Das Elegoo MEGA 2560 NANO ist unter anderem ein Arduino-Kit, das von zahlreichen Experten empfohlen wird, da es einen idealen Einstieg in die Arduino-Welt bietet und alle enthaltenen Komponenten das Benutzererlebnis verbessern. Es ist erwähnenswert, dass kein gedrucktes Handbuch beiliegt, dafür aber eine Website mit vielfältigen Informationsressourcen zur Verfügung steht, die Nutzern helfen, das Kit effektiv zu erlernen und einzusetzen.
Zu den Vorteilen zählt die hohe Kompatibilität , die eine problemlose Verwendung sowohl mit Arduino IDE-Kits als auch mit Starterkits ermöglicht. Mit 300 Teilen eignet es sich zudem für jedes Projekt und benötigt keine zusätzlichen Komponenten . Allerdings ist kein Netzteil im Lieferumfang enthalten; die Verwendung mit einem 9V-DC-Anschluss oder über USB wird empfohlen.
Kuman K4-UK
Dieses Set enthält 44 Komponenten und ermöglicht so die einfache Umsetzung verschiedenster Projekte. Es gilt als eine der besten Optionen für Anwender, die sich schnell mit der Arduino-Umgebung vertraut machen möchten, ohne eine große Anzahl an Komponenten zu benötigen. Für optimale Ergebnisse werden nur die wichtigsten Komponenten benötigt.
Das Set enthält Mini-Leiterplatten, mehrfarbige LEDs, Steckplatinen, Summer, Temperatursensoren , Widerstände, eine Fernbedienung und vieles mehr . Zusätzlich ist eine CD-ROM mit Benutzerhandbüchern, Anleitungen und Projektbeschreibungen enthalten, die den Aufbau deutlich vereinfachen . Außerdem zählt es zu den günstigsten Sets auf dem Markt.
Daher ist es eine gute Wahl für alle, die ein preiswertes und effizientes Set suchen . Eines seiner größten Verkaufsargumente ist zweifellos der LCD-Bildschirm mit LED-Hintergrundbeleuchtung , der bis zu zwei Zeilen mit je 16 Zeichen darstellen kann. Darüber hinaus zeichnet es sich durch seine Vielseitigkeit aus und eignet sich dank der zahlreichen Funktionen für jeden – vom absoluten Anfänger ohne Elektronikkenntnisse bis hin zu Studenten und Ingenieuren.
Lerne, wie du das beste Arduino-Kit auswählst.
Um zu entscheiden, welches das beste Arduino-Kit auf dem Markt ist , müssen verschiedene Aspekte berücksichtigt werden, die es ermöglichen, es als optimale Option gegenüber anderen Lösungen zu bewerten.
Um Ihnen die Auswahl des richtigen Arduino-Kits zu erleichtern, empfehlen wir Ihnen, bei Ihrer Entscheidung die folgenden Parameter zu berücksichtigen:
- Anzahl der Stücke oder GegenständeDies ist der wichtigste Aspekt, um ein Arduino-Kit als das leistungsfähigste von allen einzustufen. Denn wenn es eine große Anzahl von Teilen hat, Es ermöglicht Ihnen, zahlreiche Programmiermethoden auszuprobieren, was für die Erstellung verschiedener Projekte nützlich sein wird.Darüber hinaus müssen keine weiteren Elemente hinzugefügt werden.
- Die Arten von KomponentenFür ein erfolgreiches Projekt ist es unerlässlich, dass das Arduino-Kit die grundlegendsten Elemente enthält. Ob Widerstände, Sensoren, Steckverbinder, Drucktaster, LEDs, LCD-Bildschirme usw..
- Benutzerhandbücher oder TutorialsUm Projekte deutlich einfacher und schneller zu gestalten, ist es sehr hilfreich, wenn dem Bausatz Anleitungen oder Benutzerhandbücher beiliegen. Nutzen Sie die Komponenten auf die geeignetste Weise und vermeiden Sie Fehler..
- Tragetasche zur Aufbewahrung der TeileWenn das betreffende Set einen Koffer oder eine Box zur Aufbewahrung der Komponenten enthält, ist es praktischer. Denn dadurch bleibt alles nicht nur gut organisiert, Sie können es ohne großen Aufwand transportieren..
