Geschenkideen

Ja, Weihnachten steht vor der Tür und was soll man nur seinen Liebsten schenken, wenn sie doch schon alles haben?? Ich habe mir hierzu ein paar Gedanken gemacht, auch wenn das ein bisschen Off-Topic ist, denn auch ich habe eine liebe Familie zu beschenken :-)

Ein Überblick über Arduino-Sets gibt es auf dieser Unterseite: Arduino Starter Kits Kaufberater, passende Bücher gibt es hier: Bücher zum Arduino-Einstieg.

(Bei diesen Links handelt es sich um Affiliate Links. Solltet ihr über diese Links etwas kaufen, unterstützt ihr dadurch meine Arbeit, ohne dass es euch einen Cent mehr kostet.)

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Bücher zum Arduino-Einstieg

Bücher für Arduino gibt es mittlerweile sehr viele. Die Qualität reicht von Google-Translator-Übersetzung auf Kopierpapier bis zum Top-Tutorial-Buch mit perfekten Illustrationen.

Arduino Praxiseinstieg

Arduino Praxiseinstieg
Das Buch von Thomas Brühlmann ist sowohl für Einsteiger als auch Fortgeschrittene bestens geeignet. Auf 684 Seiten liefert es einen tiefen Einstieg in die Materie.

Aus dem Inhalt:

  • Hardwarekomponenten
  • Entwicklungsumgebung
  • Eingänge und Ausgänge verarbeiten
  • Einsatz von Sensoren, Aktoren und Anzeigen
  • Serielle Datenübertragung
  • Daten sammeln und speichern
  • Softwarebibliotheken und Hardware-Erweiterungen
  • Praxisanwendungen wie Kompass, Wasserwaage, digitales Netzteil und Miniroboter
  • Internetanwendungen mit Arduino wie Twitter-Tool, RSS-Reader, Mailchecker und Wetterstation
  • Eigene DIY-Boards und Arduino-Clones
  • Arduino im Miniformat mit ATtiny

Hier der Link zum Buch: Arduino Praxiseinstieg.

Die elektronische Welt mit Arduino entdecken

Die elektronische Welt mit Arduino entdecken
Mit 1080 Seiten gehört dieses Buch von Erik Bartmann auf jeden Fall zu den Schwergewichten auf diesem Gebiet.

Es richtet sich an Anfänger und Fortgeschrittene, ist als Lehrbuch genau so geeignet, wie als Nachschlagewerk – übersichtlich gestaltet, klar geschrieben und gegliedert. Es vermittelt elektronische Grundlagen, führt in die Welt der Mikrocontroller ein und beschreibt Arduino-Projekte bis ins Detail

Wer auf der Suche nach einem umfangreichen Gesamtwerk ist, ist mit diesem Buch fündig geworden.

Hier der Link zum Buch: Die elektronische Welt mit Arduino entdecken.

Roboter bauen mit Arduino: Die Anleitung für Einsteiger

Roboter bauen mit Arduino: Die Anleitung für Einsteiger
Dieses Buch ist ebenfalls ein Einsteigerbuch für Arduino. Markus Knapp führt mit dem Ziel in die Arduino-Grundlagen ein, einen eigenen Roboter zu bauen.

Aus dem Inhalt:

  • Einführung in die Robotik
  • Die Arduino-Plattform kennenlernen
  • Werkzeuge, richtige Verdrahtung, Löten und Co.
  • Benötigte Programmiergrundlagen
  • Einführung in die Elektronik: LEDs, Schalter, Sensoren, Servos, Motoren u. v. m.
  • Den Roboter aufbauen und testen
  • Den Roboter zum Fahren bringen
  • LCD-Ansteuerung und -Nutzung
  • Interaktion per Tastatur
  • Weiterführende Ideen (z. B. Kommunikation per Infrarot, Sprache oder Bluetooth)

Das Buch ist unterhaltsam geschrieben und eine absolute Kaufempfehlung: Roboter bauen mit Arduino.
Fehlt nur noch ein Roboter-Starter-Set.

Arduino-Workshops: Eine praktische Einführung mit 65 Projekten

Arduino-Workshops: Eine praktische Einführung mit 65 Projekten
Dieses Buch bietet 63 praktische Arduino-Projekt für Einsteiger und Fortgeschrittene.

Die Projekte sind gut dokumentiert und werden von schrittweise immer komplexer.

Leider ist es in schwarz/weiß gedruckt, was das »Lesen« der Abbildungen deutlich erschwert. Trotzdem ist dieses Buch einen näheren Blick absolut wert.

Hier der Link zum Buch: Arduino-Workshops.

Arduino Starter Kits – Kaufberater

Die Tage werden kürzer und es wird merklich frisch. Die perfekte Zeit, sich mit Arduino und Co. die Zeit zu vertreiben.

Mit einem Arduino allein lässt sich nicht viel anfangen. Man benötigt natürlich noch entsprechende Bauteile, doch welche sind das genau? Soll man diese einzeln bestellen? Klar, das geht und ist sogar relativ günstig (Bezugsquellen am Ende des Artikels). Komfortabler ist es aber, wenn man sich ein Starter Kit besorgt. Ich habe mir mal die Starter Kits auf Amazon angesehen und stelle hier ein paar Optionen vor:

(Gleich zur Übersicht und dem Fazit)

Das Genuino Starter Kit

genuino/arduino starter kit

Hierbei handelt es sich um das offizielle Arduino Starter Kit. Nach der Beilegung des Namensstreits zwischen den Arduino-Erfindern gibt es hier noch etwas Verwirrung. So durfte der eine Teil der Arduino-Erfinder Arduinos in Europa nur noch unter dem Namen Genuino verkaufen. Das aber nur am Rande. Alles, was Genuino heißt, ist ein echtes Arduino.

Das Genuino Starter Kit ist ein umfassendes Einsteigerset und für Anfänger bestens geeignet. Wissen wird durch das beiliegenden Buch anhand von Projekten und Experimenten anschaulich vermittelt.

Neben den Standard-Bauteilen wie Wiederständen, LEDs, Taster, Potentiometer, einem Breadboard und Steckkabeln bietet das Genuino Starter Kit ein LCD-Display, auf dem Text ausgegeben werden kann, einen Servo- sowie einen Elektromotor. Ein Genuino UNO Rev 3 ist ebenfalls enthalten.

Arduino legt dem Starter Kit ebenfalls eine gelaserte Grundplatte aus Sperrholz und Bastelbögen bei, mit denen die Projekte noch begreifbarer und plastischer werden.

Mit knapp hundert Euro ist dieses rundum gelungene Set zwar nicht besonders günstig, ermöglicht aber den perfekten Einstieg in die Welt der programmierbaren Mikrocontroller.

Auch als Weihnachtsgeschenk auch für Jugendliche ab 14 ist es sicherlich empfehlenswert.

Wichtig ist, dass man darauf achtet, das Set in der eigenen Sprache zu bestellen.

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Elegoo UNO – Ultimate Starter Kit

elegoo uno ultimate starter kit

Dieses Kit richtet sich an ambitionierte Einsteiger, die es auch in Kauf nehmen, an Grenzen zu stoßen. Es beinhaltet alle für den Einstieg relevanten Teile und darüber hinaus eine Vielzahl komplexerer Komponenten.

Breadboard, LEDs, Widerstände, LCD Display, Temperatur- und Luftfeuchtigkeitssensor, Joystick-Modul, Schallsensor-Modul, Echtzeituhren-Modul, Drehimpulsgeber, Membranschalter, PIR-Modul (Bewegungsmelder), Beschleunigungssensor, Wasserfüllstanderkennung-Sensormodul, Schrittmotor und vieles mehr.

Im Set ist kein Original-Arduino enthalten, sondern das ELEGOO UNO R3. Probleme hatte ich bisher damit nicht. Ein Qualitätsunterschied zum echten Arduino stelle ich zwar fest, der kann aber auch eingebildet sein.

Das Kit wird mit einer CD mit rudimentären Anleitungen, den Code-Beispielen und benötigten Bibliotheken geliefert.

Auf Grund der doch recht komplexen Bauteile und recht oberflächlichen Anleitungen, empfiehlt sich dieses Set für Anwender mit höherem technischen Verständnis, bzw. mit sehr hoch gesteckten Zielen ;-)

Der Preis liegt bei ca. 69 Euro.

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Arduino Uno R3 Ultimate Starter Kit

arduino uno starter kit

Hierbei handelt es sich um ein rundes, gelungenes Starter Kit. Es beinhaltet alle Bauteile, die man für den Einstieg benötigt und der Preis von rund 45 Euro ist angemessen. Ein echtes Arduino UNO R3, ein DC-Motor, ein Servo-Motor, Grundplatte, Steckkabel, Breadboard, Fotowiderstand, Batterieadapter – alles dabei. Ein Anleitungsbuch ist ebenfalls im Lieferumfang, von der Verwendung rate ich allerdings ab. Die Texte sind nicht gut übersetzt und unpräzise. Zum Glück gibt es ja sehr gute Anleitungen im Internet ;-)

Für den besonnenen Einkäufer eine sehr gute Option. Hier kann man wenig falsch machen.

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Elegoo UNO Project Basic Starter Kit

elegoo uno basic starter kit

Für den ganz schmalen Geldbeutel bietet sich dieses Starter Kit an. Mit ca. 20 Euro beinhaltet es ein Elegoo UNO R3, Breadboard, Steckkabel und eine Auswahl von Standardkomponenten. Für alle, die mal etwas Arduino-Luft schnuppern wollen und sich noch nicht so sicher sind, bietet es sich trotzdem an.

Eine CD mit Anleitungen, Code-Beispielen und Bibliotheken ist ebenfalls dabei.

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Übersicht

Arduino Starter Set Das Genuino Starter Kit Elegoo UNO –Ultimate Starter Kit Arduino Uno R3 Ultimate Starter Kit Elegoo UNO Project Basic Starter Kit
Echtes Arduino Ja Nein Ja Nein
Grundplatte Ja Nein ja nein
Anleitung Umfangreiches Buch CD-Rom Enthalten CD-Rom
Bastelbögen Ja Nein Nein Nein
Standard-Bauteile Ja Ja Ja Ja
Erweiterte-Bauteile Ja Ja Nein Nein
Spezialbauteile Nein Ja Nein Nein
Preis ca. 99,90 € ca. 69 € Ca 45 € Ca. 19 €
Link Genuino Starter Kit Elegoo UNO – Ultimate Starter Kit Arduino Uno R3 Ultimate Starter Kit Elegoo UNO Project Basic Starter Kit

Fazit

Der Einstieg in die Welt des Arduino-Boards ist natürlich mit Kosten verbunden. Will man die gering halten, kommen sicherlich die beiden günstigen Sets im Vergleich in Frage. Beide sind von der Materialauswahl durchaus geeignet. Will man gleichzeitig die Arduino-Community unterstützen, sollte man sich sicherlich mit dem Arduino Uno R3 Ultimate Starter Kit für ein echtes Arduino-Board entscheiden.

Für ambitionierte Einsteiger ist das Elegoo UNO – Ultimate Starter Kit auf jeden Fall interessant, da es auf Grund der Fülle an Bauteilen einen großen Möglichkeitshorizont eröffnet. Natürlich kann das auch ein Hindernis im schnellen Vorankommen darstellen.

Das perfekte Rundum-Sorglos-Paket ist aber auf jeden Fall das Genuino Starter Kit. Mit seinem liebevoll gestalteten Buch und der sorgfältigen Auswahl an Bauteilen bietet es den einfachsten und unterhaltsamsten Start.


Nun sei noch angemerkt, dass es natürlich auch eine Menge weiterer Arduino Starter Kits gibt. Bezugsquellen dafür und auch für die Beschaffung von Einzelteilen gibt es hier:

Arduino zu MySQL via Wifi

In diesem Beispiel zeige ich, wie sich Daten vom Arduino per Wifi (Wlan) in einer MySQL Datenbank speichern lassen und per Browser anzeigen lassen.

Download: Dateien auf GitHub

Ich verwende ich einen DTH22 Temperatur- und Luftfeuchtigkeitssensor. Dessen Daten werden von einem Arduino / Genuino MKR1000 ausgelesen und per Wifi und HTTP GET an eine bestimmte Internetadresse geschickt. (GET hat natürlich Vor- und Nachteile. Es ist einfach zu benutzen, aber über die Browserzeile auch leicht zu manipulieren.) Ein PHP-Script nimmt diese Daten und speichert sie in eine MySQL-Datenbank.

Arduino MKR1000 mit DHT22

Ich gehe davon aus, dass es bereits eine existierende MySQL-Datenbank gibt. Diese kann auf dem eigenen Computer (localhost) oder im Internet sein. In dieser Datenbank muss man nun eine Tabelle mit dem Namen dht001 anlegen.

Jetzt benötigt man die Login-Daten für die MySQL-Datenbank und muss diese in den beiden Dateien writeData.php und showData.php anpassen: Servername, Benutzername, Benutzerpasswort, Datenbankname. Ich bin Kunde von 1und1 und bei mir haben diese Daten folgendes Format:

Nun kann man beide Dateien auf den Webserver laden. Den Pfad sollte man sich merken, z.B. www.meineURL.de/dht001

Jetzt kann man die Arduino-Datei WifiWebClientDHT22.ino öffnen. Hier muss als erstes der WLan-Name und das WLan-Passwort gesetzt werden:

Danach muss die Ziel-URL angegeben werden. Hier nur die Adresse ohne Pfad, also nicht www.meineURL.de/dht001 sondern nur www.meineURL.de:

In der Methode void sendData() muss jetzt noch die Serveranfrage an zwei Stellen geändert werden. Im GET Aufruf muss nun der Pfad zur Datei angegeben werden:

Und die Host-Adresse muss noch einmal angegeben werden:

Nun kann die Datei auf das Board übertragen werden. Im Seriellen Monitor kann man überwachen, ob es funktioniert.

Ist alles richtig gelaufen, kann nun per Browser die Datei www.meineURL.de/dht22/showData.php aufgerufen werden und sollte ein Diagramm von Temperatur und Luftfeuchtigkeit anzeigen.

Arduino MKR1000 Diagramm

Alle Dateien stehen natürlich auf GitHub zum Download bereit. Im Ordner Server-Files finden sich die drei Dateien, die auf den Webserver kopiert werden müssen, im Ordner Arduino-Files befindet sich der Arduino-Code. Download: Dateien auf GitHub

Nachwort:
Bei diesem Beispiel geht es mir darum, zu zeigen, wie Daten per Wifi gesendet werden können und wir man eine MySQL-Datenbank verwendet, um diese zu speichern. Da Cloud-Services ziemlich viel Geld kosten können, ist das doch eine recht preiswerte Alternative dafür. Und nun viel Spaß damit.

Benötigte Bauteile:
Genuino MKR 1000
DHT22

Vom Breadboard zum Produkt

Wenn man ein Projekt auf dem Breadboard fertig gestellt hat, stellt sich oft die Frage, wie man daraus ein Produkt macht. Vielleicht möchte man nicht dauernd ein neues und teures Arduino-Board verbauen und natürlich sind Schaltungen auf Breadboards nicht besonders stabil. Wenn man auf den USB-Port verzichten kann, kann man einfach den Mikrocontroller des Arduinos allein verwenden.

Atmega328pu Arduino Mikrocontroller

Mikrocontroller Atmega328-PU

Hier gibt es wieder viele Möglichkeiten, von denen ich Euch eine an Hand eines Beispiels vorstellen möchte, das ich für Fritzing.org entwickelt hatte.

Bei dem Projekt handelt es sich um ein kleines Party-Gimmick: das Schnaps-O-Meter.

Schnapsometer

Schnapsometer im Einsatz

Es besteht im Grunde aus einem Arduino, einem Ethanol-Sensor und einem Streifen adressierbarer RGB-LEDs (NeoPixel). Man kann hineinpusten und je mehr Alkohol sich in der Atemluft befindet, desto mehr LEDs leuchten auf. Im Grunde ist es also eine Art Hau-Den-Lukas mit Alkohol.

Schnapsometer Breadboard Schaltung

Schnapsometer auf dem Breadboard (Made with Fritzing)

Ist das Projekt auf dem Breadboard fertig, kann man den Schaltplan per Layout-Editor in ein Platinenlayout umwandeln. Ich benutze dafür Fritzing. Es ist auch für Nicht-Elektroniker geeignet. Alternativ könnte man z.B. Eagle verwenden.

Schnapsometer Platine

Schnapsometer Platinenentwurf (Made with Fritzing)

Als erstes baut man die Schaltung auf dem Breadboard nach, dann wechselt man in die Platinenansicht und arrangiert alle Bauteile. Nun müssen die Kupferbahnen angelegt werden. Ist das alles fertig, kann man einen Design Rule Check durchführen und die Platine entweder als Gerber-Daten exportieren oder direkt über Fritzing Fab bestellen.

Platine-Fritzingfab

Fertige Platine mit Fritzing Fab produziert

Sind die Platinen geliefert, muss man sich noch mit Bauteilen bestücken. An der Stelle des Mikrocontrollers sollte ein IC-Sockel eingesetzt werden.

Bestückte Platine

Bestückte Platine

Den Mikrocontroller selbst kann man in ein Arduino-Board einsetzen und das gewünschte Programm darauf hochladen. Vorher muss allerdings der Arduino-Bootloader installiert werden. Wie das geht, hab ich in diesem Tutorial beschrieben: Arduino Bootloader auf ATMEGA Chip übertragen. Nun kann der Chip aus dem Arduino auf die eigene Platine gesteckt werden. Das Programm läuft, sobald die Platine mit Strom versorgt wird.

In meinem Beispiel füge ich nur noch einen Kondensator am Netzteil und einen 470Ω Widerstand an den Neopixeln ein. Fertig. Fehlt nur noch die passende Kickstarter Kampagne ;-)

Arduino Bootloader auf ATMEGA Chip übertragen

Der Arduino Bootloader ist so etwas wie das Betriebssystem auf dem Chip. Es wird benötigt, um z.B. einen ATMEGA328 IC(z.B. Arduino UNO) oder den älteren ATMEGA168 IC auf einem Arduino-Board zu nutzen.

Atmega328pu Arduino Mikrocontroller

Mikrocontroller Atmega328-PU

Ich zeige hier einen von vielen möglichen Wegen auf, um den Arduino-Bootloader auf einen neuen ATMEGA328 IC zu brennen (zu übertragen).

Dafür wird ein Arduino-UNO-Board (R3) und ein so genannter In System Programmer (ISP) benötigt. Ich verwende den AVR ISP MK2. Ob sich die Investition lohnt muss sich natürlich jeder selbst überlegen. Bei mir war das auf jeden Fall so. Das Gerät ist sehr einfach zu bedienen.

Als erstes tauscht man den originalen ATMEGA328 IC auf dem Arduino gegen den aus, den man brennen will. Den Chip aus dem Sockel zu heben kann etwas schwierig sein. Am besten, man hebelt ihn Schrittweise abwechselnd von links und rechts vorsichtig heraus. Beim Einsetzen des neuen Chips muss auf die richtige Ausrichtung geachtet werden. Sowohl Sockel als auch Chip haben eine sichtbare Aussparung an einer der schmalen Seiten.

ISP Arduino Verbindung

Nun kann man das Kabel des AVR ISP MK2 auf die ISP-Header stecken. Die rote Markierung des Flachbandkabels zeigt zu den digitalen Pins. Sowohl das Arduino als auch der ISP werden nun via USB-Kabel mit dem Computer verbunden.

ISP Arduino Verbindung

Unter Werkzeuge>Board muss nun das Arduino UNO ausgewählt werden. Dann wird unter Werkzeuge>Programmer der AVRISP mkII ausgewählt. Zum Schluss muss man nur noch unter Werkzeuge auf Bootloader brennen klicken.

Arduino Bootloader

Das Übertragen des Bootloaders kann ein paar Minuten dauern. Nach Abschluss kann man die USB-Kabel trennen und den ISP vom Arduino abschließen.

Wenn man jetzt ein Beispielprogramm z.B. Blink auf das Arduino überträgt, sollte das zum gewohnt Resultat führen.

Wie steuert man einen Motorfader mit Arduino?

Motorfader sind im Grunde Potentiometer mit eingebautem Motor. Sie lassen sich also per Software in eine bestimmte Position bewegen. Einsatz finden sie z.B. in professionellen Mischpulten, wo sie sich per Computer in voreingestellte Konfigurationen fahren lassen.

Sie sind auf jeden Fall ziemlich coole Bauteile und bestens geeignet, um per Arduino gesteuert zu werden.

Schaltung

Motorfader Arduino Schaltung

Die Schaltung besteht aus einem Motorcontroller (L293D), dem Motorfader (dargestellt als Fader und Motor), dem Arduino und einem Button.

Der Button ist optional und wird nur für dieses Beispiel benötigt. Er ist mit dem GND und dem digitalen Pin 8 verbunden. Da für dieses Beispiel ein interner Pullup-Widerstand verwendet wird (pinMode(button, INPUT_PULLUP);) wird kein Hardware-Pullup-Widerstand benötigt.

Der Motorcontroller ist mit den Pins 5 und 6 verbunden. Hier wird über die Drehrichtung des Motors entschieden. Der Enable Pin ist mit dem digitalen Pin 3 verbunden. Über ihn wird der Motor an- und ausgeschaltet. Weitere Informationen finden sich hier: …

Der Fader wird einfach an Plus, Minus und einen analogen Input geschaltet.

Code

Hierbei handelt es sich nur um einen Besipielcode. Wir wollen fünf verschiedene Positionen anfahren. Da das Potentiometer via Analog In Werte von 0 bis 1023 ausgeben kann, müssen auch die Positionswerte in diesem Wertebereich liegen.

Code Erklärung

Der Wechsel von einer zur anderen erfolgt über das Drücken des Buttons:

Der Wechsel selbst dauert natürlich etwas, da sich der Motor ja von der einen in die andere Position bewegen muss. Das lösen wir mit einem einfachen Timeout:

Jetzt fragen wir, ob der Wert des Faders größer, kleiner oder im Zielbereich liegt.

Sollte der Motorfader jetzt hin und herzucken, ist der Zielbereich zu eng gewählt und sollte erweitert werden.

Anmerkung

Auf jeden Fall sollte dieser Sketch vorsichtig getestet werden. Es ist gut möglich, dass der Motor anders herum gepolt werden muss, weil er sich falsch herum dreht. Das lässt sich am einfachsten durch das Tauschen der Kabel des Motors realisieren.

Bezugsquellen

Motorfader kann man z.B. hier bei Amazon kaufen:

Video

Hier habe ich mal ein Videotutorial zum Motorfader gemacht