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Z-Lab Kurs Arduino-Grundlagen oder: Wir bauen eine Ampel
Übersicht
In diesem Kurs bauen wir mit einem Mikrocontroller, drei LEDs und einem Knopf eine Ampel.
- Zuerst einmal lernen wir, was der Unterschied zwischen einem Mikrocontroller und einem normalen PC ist. Zudem, was die Vor- und Nachteile eines Mikrocontrollers sind und was man damit z.B. alles machen kann
- Dann lernen wir die Grundstruktur eines Arduino-Programms und wie wir das Programm in Maschinensprache übersetzen und auf den Arduino laden.
- Danach lernen wir, wie wir die auf dem Arduino feste eingebaute LED zum Blinken bringen.
- Im nächsten Projekt lernen wir, was ein Breadboard ist und wie eine externe LED angeschlossen wird.
- Im 4. Projekt lernen wir, wie wir einen Knopf mit dem Arduino auslesen können
Danach haben wir schon alles gelernt, was wir brauchen, um eine Ampel zu bauen.
Materialliste
Wir benötigen dazu folgendes:
- 1x Arduino Uno
- 3x LEDs. Am besten eine rote, eine gelbe und eine grüne
- 1x einen Tastknopf
- 1x ein sog. Breadboard
- Einen Satz Jumper-Kabel mit PINs auf beiden Seiten
- 3x Widerstände. 220Ohm - 1kOhm sollten funktionieren
Was ist ein Mikrocontroller und was ist der Unterschied zu einem PC
PC: Viel größer, braucht viel Strom Mikrocontroller: Kann ganz klein sein und kommt mit viel weniger Strom aus
PC: Viel RAM und viel Festplatte Mikrocontroller: Sehr wenig RAM und sehr wenig Flash-Speicher
PC: Es sind viele Programme auf der Festplatte gespeichert, die gestartet werden können Mikrocontroller: Es ist nur ein Programm gespeichert
PC: Startet und dann können mehrere Programme gleichzeitig starten (z.B. Fortnite und Discord) oder wieder beendet werde Mikrocontroller: Hier läuft immer nur ein Programm. So lange der Mikrocontroller Strom hat läuft es, schaltet man ihn ab läuft es nicht mehr. Wie bei einer Bohrmaschine
PC: Es ist nicht garantiert, in welcher Zeit ein PC auf eine Eingabe reagiert (das hängt damit zusammen, dass mehrere Programme gleichzeitig laufen aber zwischendrin immer wieder pausieren) Mikrocontroller: Hier kann ausgerechnet werden, wie lange die Reaktionszeit auf eine Eingabe ist, sodass auch innerhalb einer garantierten Zeit auf diese reagiert werden kann (für sog. Echtzeitanwendungen)
PC: Teuer Mikrocontroller: Gibt es schon sehr günstig (ab ca. 2€)
Mikrocontroller lassen sich auch sehr leicht erweitern um WLAN-Module, Bluetooth, Sensoren und Schalter.
Ein Mikrocontroller kann also z.B. verwendet werden, wenn nicht viel Platz und nur wenig Strom da ist. Also z.B. für:
- Sensoren wie Temperatur- und Luftfeuchtigkeitssensoren
- Schalter wie ein Licht
- Steuerungen von z.B. Robotern oder elektrischen Rolläden
Die Projekte
Und hier gehts dann zu den einzelnen Projekten: