Nun ist es tatsächlich so weit, wir sind bei der letzten Lektion des Online-Kurses angekommen.

Ein gutes Stück Weg haben wir zusammen zurückgelegt, einige schöne Projekte aufgebaut und du kennst inzwischen die wichtigsten Bauelemente und Programmiertricks, um deine eigenen Ideen mit dem Arduino zu verwirklichen.

Du hast gelernt, dass die Programmierung eines Mikrocontrollers kein Hexenwerk ist, sondern eigentlich recht einfach von der Hand geht, wenn man erstmal die Grundlagen begriffen hat.

Mit dem Arduino Uno und den anderen Mikrocontroller-Boards stehen dir als smartem Maker Plattformen zur Verfügung, um schnell und einfach Ideen umzusetzen und zu schauen, wie sie in der Praxis funktionieren. Zusammen mit dem Breadboard und einer Grundausstattung an elektronischen Bauteilen kannst du jederzeit spielend und experimentierend die Schaltungen erforschen, anstatt graue Theorie zu pauken. Im Ingenieurswesen nennt man das auch „Rapid Prototyping.“

Heute soll es nochmal darum gehen, wie es jetzt für dich weitergeht. Sicher hast du schon selbst viele Einfälle für zukünftige Projekte und neue Erfindungen. Du kannst über deine Ideen gerne in den Comments oder im Forum schreiben udn mit anderen Makern aus der Community darüber diskutieren. Ansonsten möchten wir dir heute mit der abschließenden Lektion nochmal einige Anregungen geben, in welche Richtung du jetzt weitermachern könntest.

Andere Arduino-Boards

Wir haben uns im Rahmen des Onlinekurses auf den Arduino Uno beschränkt. Es gibt aber noch andere Arduino-Boards, die bei manchen speziellen Projekten vielleicht besser geeignet sind.

  • Arduino Mega mit  54 digitalen Ein- Ausgabeports: Dies ist dein Kandidat, wenn du die maximale Peripherie brauchst! Mit dem Uno hatten wir ja immerhin schon 14 digitale Pins und haben beim letzten Projekt davon schon 12 benutzt. Angenommen, du möchtest die Drum Machine jetzt um ein Panel mit Tastern erweitern, um die Rhytmen nicht per Sketch, sondern direkt über die Hardware einzugeben, dann würden die Ports beim Uno nicht mehr ausreichen.
  • Arduino Nano: Wie der Name schon sagt, ist der Nano der Winzling unter den Arduino-Boards, den du für platzsparende Entwicklungen und Installationen einsetzen kannst. Er lässt sich auch auf ein Breadboard stecken und kann über einen Mini-USB Anschluss in gewohnter Weise mit dem Rechner verbunden werden. Allerdings lässt er sich nicht über den USB-Port mit Spannung versorgen, das heißt du musst die +5V auf andere Weise bereitstellen.
  • Arduino Leonardo: Der Leonardo erinnert äußerlich an den Uno, aber auf dem Board ist ein anderer Mikrocontroller-Chip verbaut, ein ATmega32u4. Das Besondere: Er hat den USB-Controller bereits im Chip intergriert. Die anderen Boards brauchen einen externen Baustein als Adapter zwischen der seriellen Schnittstelle des Mikrocontrollers und dem USB-Anschluss. Da der Leonardo aber das USB-Protokoll direkt versteht, kann er für den Computer, an dem er angeschlossen ist, als Maus oder Tastatur auftreten. Du kannst also Tatsatureingaben und Mausbewegungen mit ihm simulieren, ein perfektes Tool für Hacker und Gamer!
  • Arduino Galileo: Dieses Board hat keinen Atmel-Mikrocontroller verbaut wie die anderen, sondern einen 32-bit Intel Prozessor mit 400 MHz Taktfrequenz und 8 MB Flash-Speicher. Solltest du beim Uno an Speicher- oder Timinggrenzen geraten sein (so wie es z.B. bei den Audio-Projekten vorkam), dann ist dies dein Board! Das Beste: Die Programmierung ist kompatibel zu den Atmel-Boards, du musst also nicht mal umlernen, sondern kannst gewohnte Entwicklungsumgebung weiter benutzen.

Das war nur ein kleiner Ausschnitt, es gibt noch viel mehr interessante Arduino-Boards, auf der Wikipedia-Seite findest du eine Übersicht.

 

Andere Mikrocontroller-Plattformen

Neben dem Arduino mit seinen Atmel-Chipsätzern gibt es natürlich auch noch andere Microcontroller und Experimentierboards von anderen Herstellern. Auch hier kannst du die Grundkenntnisse aus dem Arduino-Kurs anwenden und auf eine spannende Entdeckungsreise gehen. Die Programmierung unterscheidet sich natürlich manchmal ein bißchen und es werden verschiedene Sprachen eingesetzt wie Basic, C oder Python. Aber die Konzepte beim Programmieren sind immer die Gleichen und wenn du sie einmal verstanden hast, dann lernst du andere Sprachen sehr schnell!

Warum der Arduino so genial ist, merkst du spätestens dann, wenn du einen der Atmel-Controller mal direkt benutzen willst, also ohne das Arduino-Board drumherum. Dann musst du dich nämlich um alles selbst kümmern, die richtige Spannungsversorgung, die Kommunikation über die seriellen Kanäle, die Übertragung des Programms, externe Taktgeber und vieles mehr. Aber als fortgeschrittener Maker kommst du irgendwann an den Punkt, wo du die Grenzen der Arduino-Boards sprengst und über den direkten Zugriff das noch Letzte aus der Hardware herausholst und es ist ein tolles Gefühl, diese Herausforderung gemeistert zu haben!

Musik (Audio und Midi)

Die letzten Praxis-Projekte des Onlinekurses galten der Tonerzeugung mit dem Arduino. Auch hier haben wir aber nur die Grundlagen gelegt und es gibt noch viel zu entdecken und weiterzuentwickeln. Beispielsweise könntest du mit dem Arduino Melodien generieren, aber die Tonerzeugung einem echten Synthesizer oder Computer überlassen. Sowas geht über das MIDI-Protokoll. Mit MIDI überträgt man keine Klanginformation, sondern sozusagen Noten zwischen verschiedenen Geräten. Das MIDI-Protokoll überträgt im Prinzip nur, welche Tonhöhe und Länge ein Ton hat. Die eigentliche Klangerzeugung findet dann extern im angesteuerten Gerät statt, das kann auch ein PC oder Mac mit entsprechender Software sein.

Bei der Audio-Erzeugung kamen wir mit dem Arduino an die Grenze seiner Leistungsfähigkeit, aber MIDI-Daten sind schlank und speicherschonend. Das verspricht also ein spannendes Betätigungsfeld für Musiker zu werden. Erste Schritte in dieser Richtung findest du hier.

Messen und Steuern im Haus

Ein klassisches Betätigungsfeld für Automatisierung aller Art:

  • Per Smartphone die Heizung zuhause einschalten, während du noch im Auto oder Zug nach Hause sitzt.
  • Das Licht abends unregelmäßig in verschiedenen Zimmern ein- und ausschalten wenn du verreist bist, damit Einbrecher nicht auf den Gedanken kommen, die Wohnung stünde leer.
  • Deine Zimmerpflanzen versogen, während du im Urlaub bist mit einer Vorrichtung, die regelmäßig gießt und die Temperatur konstant hält

Alles Projekte, die sich mit dem Arduino wunderbar verwirklichen lassen. Um externe Verbraucher im Hausnetz zu schalten brauchst du sogenannte Relais (oder auf Englisch Relay). Das sind magnetische Schalter, die mit einem digitalen Pin vom Arduino ein oder ausgeschaltet werden und die dann ein großes Gerät, das an der Steckdose hängt, ein- oder ausschalten. Es gibt fertige Relay-Module für den Arduino.

Aber Vorsicht: Arbeiten am 230 V Netz kann lebensgefährlich sein! 

  • Arbeite niemals an einem offenen Gerät, während der Netzstecker eingesteckt ist oder eine andere Verbindung zum 230V-Stromnetz besteht!

 

Roboter

Die Königsdisziplin ist immer noch der Roboterbau. Wir haben im Kurs die Ansteuerung von Servos und DC-Motoren behandelt. Damit hast du das Rüstzeug für spannende Projekte. Bei Robotern geht es darum, Sensordaten intelligent auszuwerten und Maschinen zu entwickeln, die autonom darauf reagieren und sich in ihrer Umwelt selbstständig zurechtfinden. Das ist gleichzeitig ein aktuelles Forschungsfeld und erste Projektideen in diese Richtung findest du auch hier in der Deskfactory. Auch bei den Roboterbausätzen gibt es eine große Auswahl verschiedener Plattformen in allen Preisklassen und Schwierigkeitsgraden.

 

Löten und auf Platinen bauen

Bisher haben wir alle Projekte auf ein Breadboard aufgebaut. Das hat den Vorteil, dass du nicht löten musst und die Bauteile immer wiederverwerten kannst.

Aber es kann natürlich vorkommen, dass du eine richtig tolle Schaltungsidee umgesetzt hasst und deine Entwicklung dauerhaft nutzen möchtest. Um eine Schaltung fest aufzubauen, musst du lernen zu löten. Aber keine Angst, das ist ganz einfach und geht mit etwas Übung leicht von der Hand.

Für den Aufbau der Schaltung kannst du eine sogenannte Punktasterplatine benutzen. Das sind Platinen, die eine regelmäßige Anordnung von kleinen Bohrungen haben. Dort kannst du die Anschlussdrähte der Bauteile durchstecken und dann von unten verlöten. Die Unterseite der Platine erkennst du an den kleinen Metallringen, die um die Bohrungen herum angebracht sind. Sie verbinden sich mit dem flüssigen Lötzinn und stellen so eine permanente Verbindung her.

Es gibt auch Streifenrasterasterplatinen, bei denen die Löcher in einer Reihe eine durchgehende elektrische Verbindung haben. Das kennst du ja schon vom Breadboard. Der Vorteil dieser Platinen ist, dass du das Layout des Breadboardes direkt umsetzen kannst.

Profis ätzen ihre Platinen selber, aber das ist recht aufwendig und lohnt sich nur, wenn du von eier Schaltung eine große Stückzahl herstellen willst. Dabei wird ein Layout aus einer Folie hergestellt und auf eine  Rohplatine gelegt, die mit Kupfer beschichtet ist.  Über eine Behandlung mit Säure wird das überflüssige Kupfer abgelost und es bleibt eine Platine zurück, auf der genau die benötigte Struktur aus Leiterbahenen vorhanden ist. Diese muss nur noch gebohrt und mit Bauteilen bestückt werden. Aber du siehst, dass man dafür schon ziemlich viel Werkzeug braucht.

 

Maker-Community (Messen, Meetups)

Und zum Schluß möchten wir dich dazu motivieren, dich zu vernetzen und in der Maker-Community aktiv zu werden. Das macht viel mehr Spaß, als alleine im stillen Kämmerlein seinen Basteleien nachzugehen. Verbreite deine Ideen in der Welt, schau nach, was andere Maker machen, welche neuen Entwicklungen es gibt, gehe zu Treffen und zu Messen, um Gleichgesinnte kennenzulernen und dich auszutauschen. Den Anfang kannst du natürlich hier im Forum machen.

 

Ich würde mich freuen, dich in Zukunft da draußen im smarten Maker-Universum mal wiederzutreffen.

Bis dahin, vielen Dank fürs treue Mitlesen und alles Gute!

 

 

 

 

 

 

Projektideen und Ausblick: Wie gehts weiter? | Arduino

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