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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
- Weil wir dann schon alles gelernt haben, um eine Ampel zu bauen kombinieren wir im letzten Projekt alles zur Ampel.
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: