Arduino Praxiseinstieg
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| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Wachtendonk
MITP
2015
|
| Ausgabe: | 3. Auflage |
| Schriftenreihe: | mitp professional
|
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
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| adam_text | Inhaltsverzeichnis
ι
Einleitung................................................ 13
i.r
3. Auflage................................................ 13
1.2 Aufbau des Buches........................................ 14
1.3 Mehr Informationen....................................... 16
1.4 Weitere Quellen........................................... 17
1.5 Danksagung..............................................
Ί
7
2 Arduino-Plattform......................................... 19
2.1 Am Anfang war der König.................................. 19
2.2
Be a Maker
............................................... 20
2.3 Arduino-Plattform......................................... 23
2.4 Hardware ................................................ 23
2.4.1 Arduino Uno....................................... 25
2.5 Software................................................. 28
2.6 Installation der Software.................................... 29
2.6.1 Installation des USB-Treibers unter Windows 7
und Windows 8..................................... 30
2.6.2 Installation des USB-Treibers unter Windows XP......... 31
2.6.3 Installation des USB-Treibers unter Mac OS
X
........... 32
2.6.4 Installation des USB-Treibers unter Linux............... 33
2.7
Get Connected............................................
33
2.7.1 Verbindungskabel.................................. 33
2.7.2 Verbindung und »Blink«............................. 34
2.7.3 Projekt Blink....................................... 37
2.8 Arduino-Entwicklungsumgebung............................ 38
2.8.1 Voreinstellungen................................... 38
2.8.2 Aufbau Entwicklungsumgebung....................... 40
2.8.3 Menü- und Symbolleiste............................. 40
2.8.4 Editor............................................, 42
2.8.5 Ausgabefenster..................................... 43
Inhaltsverzeichnis
2.9 Arduino-Boards........................................... 45
2.9.1 Arduino Leonardo................................... 45
2.9.2 Arduino
Duemilanove
............................... 45
2.9.3 Arduino
Diecimila
.................................. 47
2.9.4 Arduino
Due
....................................... 47
2.9.5 Arduino Yun....................................... 47
2.9.6 Arduino
Mega
2560................................ . 48
2.9.7 Arduino
Mega ADK
................................. 49
2.9.8 Arduino
Nano
...................................... 50
2.9.9 Arduino Mini...................................... 50
2.9.10 Arduino
ВТ
........................................ 50
119.
ii
Arduino LilyPad.................................... 51
2.9.12 Arduino
Fio
........................................ 51
2.10 Arduino-kompatible Boards................................. 52
3 Startschuss............................................... 53
3.1 Das Arduino-Board........................................ 54
3.1.1 Stromlaufplan...................................... 54
3.1.2 MikroController - Das Gehirn......................... 56
3.1.3 Anschlussbelegung.................................. 56
3.1.4 Stromversorgung................................... 58
3.2 Steckbrett - Experimentieren ohne Löten...................... 59
3.2.1 Spannungsversorgung auf dem Steckbrett............... 63
3.3 Spannung, Strom und Herr Ohm............................ 66
3.4 Widerstand &
Co
........................................... 70
3.4.1 Widerstand........................................ 71
3.4.2 Potentiometer...................................... 72
3.4.3 Kondensator....................................... 73
3.4.4 Diode............................................. 73
3.4.5 Leuchtdiode........................................ 74
3.4.6 Transistor......................................... 75
3.4.7 Integrierte Schaltung (1С) ............................ 76
3.4.8 Relais............................................. 78
3.4.9 Schalter........................................... 79
3.4.10 Taster............................................. 79
3.5 Programmcode............................................ 80
3.5.1 Integer, Typen und Variablen......................... 80
3.5.2 Struktur........................................... 84
Inhaltsverzeichnis
3.6 Testen................................................... 85
3.6.1 Serieller Monitor................................... 86
3.6.2
Code-Debugging
.................................... 89
3.7 Projekt Blink............................................. 91
3.8 Projekt Wechselblinker..................................... 94
4 Eingänge und Ausgänge.................................... 97
4.1 Digitale Eingänge......................................... 98
4.1.1 Port als Eingang setzen.............................. 98
4.1.2 Digitalen Eingang lesen.............................. 100
4.1.3 Digitalen Eingang entprellen.......................... 105
4.1.4 Hohe Eingangssignale............................... 109
4.2 Digitale Ausgänge...........................,.,...,......, 110
4.2.1 Ausgang setzen und ausgeben........................ 111
4.2.2 Praxis-Tipp: Status eines Ausgangs lesen. ............... 112
4.3 Analoge Welt............................................. 113
4.3.1 Analoge Signale einlesen............................. 115
4.3.2 Analoge Signale ausgeben............................
1
2.0
4.4 Serielle Kommunikation.................................... 124
4.4.1 Serielle Schnittstelle (RS232).......................... 124
4.4.2 Schnittstellenerweiterung............................ 129
4.4.3 PC/2-Wire
(Two-Wire)
............................... 131
4.5 Drahtlose Kommunikation.................................. 144
4.5.1 433-MHz-Kommunikation............................ 144
4.5.2 Daten übertragen mit RFM12B
Transceiver
.............. 152
4.6 Projekt: Würfel............................................ 167
5 Sensoren................................................. 1 75
5.1 LDR (Fotowiderstand)...................................... 1 76
5.2 NTC/PTC................................................ 1 78
5.3 Integrierte Temperatursensoren ............................. 182
5.4 Ptioo und Thermoelemente................................. 200
5.5 Feuchtesensoren.......................................... 213
5.6 Kombinierte Umweltsensoren ............................... 21 /
5.7 Schaltersensoren.......................................... 2.29
5.8 Abstandssensoren......................................... 230
5.9 Beschleunigungssensor.................................... 23
I
5.10
Kompass.
................................................ 234
5.11 Hall-Sensor.............................................. 237
Inhaltsverzeichnis
5.12 Projekt
Kompass
mit Richtungsanzeige....................... 243
5.13 Projekt Gefrierschrankwächter............................... 250
6 Aktoren.................................................. 255
6.1 Relais.................................................... 255
6.2
Servos
................................................... 258
6.2.1 Analoge Temperaturanzeige.......................... 264
6.2.2
Servos
als Motoren für Miniroboter.................... 267
6.3 Motoren................................................. 268
6.4 Hohe Lasten schalten...................................... 276
6.5 Projekt: Roboter mit Wii-Steuerung.......................... . 279
7 Anzeigen................................................. 291
7.1 Leuchtdiode (LED)......................................... 291
7.1.1 Konstantstromquelle mit Transistor.................... 292
7.1.2 Konstantstromquelle mit Spannungsregler.............. 293
7.1.3 Helligkeit steuern................................... 293
7.1.4 LED als Berührungssensor........................... 295
7.1.5 Jetzt wird es hell.................................... 299
7.2 7-Segment-Anzeigen....................................... 300
7.2.1 Port Expander über den PC-Bus....................... 304
7.3 LC-Display (LCD).......................................... 307
7.3.1 Paralleles LC-Display................................ 307
7.3.2 Serielle LC-Displays................................. 310
7.4 LC Display Nokia 3310/5110................................. 314
7.5 LED-Matrix............................................... 316
7.6 Projekt Geschwindigkeitsmesser fürs Fahrrad.................. 317
7.7 Projekt Schrittzähler....................................... 326
8 Datenverarbeitung......................................... 331
8.1 Daten speichern........................................... 331
8.
li
Daten im ATmega-Controller speichern................. 331
8.1.2 Daten in externem
EEPROM
ablegen................... 333
8.1.3 Daten auf SD-Karte speichern......................... 336
8.2 Daten ins Internet senden................................... 342
8.3 Datenverarbeitung mit Processing............................ 342
8.3.1 Processing - Bitte antworten.......................... 343
8.3.2 Arduino mit Processing steuern....................... 347
8.4 Gobetwino - Übernehmen Sie!.............................. 350
8
Inhaltsverzeichnis
8.5 Projekt: Programmierbarer Signalgeber....................... 352
8.6 Projekt: Digitales Netzteil................................... 358
8.6.1 Sollwerteingabe mit Drehgeber........................ 387
9 Erweiterungen............................................ 397
9.1 Bibliotheken............................................. . 397
9.1.1 Ethernet-Bibliothek................................. 398
9.1.2 Wire-Bibliothek..................................... 398
9.1.3
S
oftwar
e S
erial.
..................................... 400
9.1.4 TinyGPS-Bibliothek___............................. 402
9.1.5
NMEA
............................................ 403
9.1.6 PString-Bibliothek.................................. 405
9.1.7 TextFinder-Bibliothek............................... 405
9.1.8 Matrix-Bibliothek.................................. . 405
9.1.9
LiquidCrystal-
Bibliothek (LCD)........................ 406
9.1.10 JeeLib............................................. 406
9.1.11 MIDI............................................. 406
9.1.12 Stepper-Bibliothek.................................. 407
9.1.13 Webduino......................................... 409
9.1.14 Wii Nunchuk...................................... 409
9.2 Hardware-Erweiterungen
(Shields)
........................... 409
9.2.1 Proto-Shield....................................... 410
9.2.2 Protonly Proto-Shield................................ 411
9.2.3 Floweronly Proto-Shield.............................. 412
9.2.4 Ethernet-
Shield
..................................... 412
9.2.5 Datalogger und GPS
Shield
........................... 415
9.2.6 Adafruit
Motor-Shield
............................... 41 5
9.2.7 DFRobot
Motor-Shield.
.............................. 415
9.2.8
Diduino
MsMot
Shield
............................... 416
9.2.9
Keypad Shield
..................................... . 416
9.2.10
TouchShield
...................................... 416
9.2.
и
Wave Shield
....................................... 41 7
9.2.12
SD Card Shield
..................................... 41 7
9.2.13
MIDI Shield
....................................... 418
9.2.14
Nano
Shield
....................................... 419
9.2.15
Lithium Backpack.
.................................. 419
9.2.16
ITEAD Power-Shield
................................ 419
9.2.17
RFM12B Shield
.....................___............ 47.0
9
Inhaltsverzeichnis
9.2.18 Xbee
Shield........................................
420
9.2.19
ССзооо
WiFi Shield
................................ 421
9.2.20
Schraubklemmen-Shield
............................. 421
9.3
Hardware-Adapter
......................................... 422
9.3.1
RFM12B Breakout-Board
............................. 422
9.3.2
Wii-Nunchuk-Adapter
............................... 423
10
Arduino
im Einsatz........................................ 425
10.
ι
Verbindung zum Internet................................... 425
io.1.1
Netzwerkverbindung................................ 426
10.
ι.
2
Arduino
als
Webserver
............................... 431
10.1.3 Der
Arduino
als Webdient............................ 434
10.
1.4 Ethernet mit
Eí^^Sjóo-Modul
............
,
........... 439
ίο.ι.
5 Eingänge und Ausgänge übers Internet steuern.......... 442
10.1.6
Wireless
Ethernet (WiFi)............................. 445
10.2 Heute schon getwittert?..................................... 470
10.3 Arduino
mailt
............................................. 474
10.3.1 Mail direkt versenden................................ 475
10.3.2 Mail via PHP-Skript versenden........................ 477
10.4 XML einlesen............................................. 481
10.4.1 XML lesen mit TextFinder............................ 482
10.4.2 Wetterdaten von Yahoo!
Weather
abfragen.............. 487
10.5 RSS einlesen.............................................. 493
10.6
You got mail
.............................................. 500
10.7 Umweltdaten sammeln..................................... 504
10.8 Projekt Wetterstation....................................... 517
10.9 Projekt: Online-Wetterstation................................ 536
n
Fehlersuche/Troubleshooting................................ 547
11.1 Allgemeines Vorgehen..................................... 547
n.2 Fehler in der Schaltung..................................... 547
11.3 Fehler im Programm....................................... 548
11.4 Probleme mit der IDE...................................... 548
n.5 Hallo Arduino-Board....................................... 549
12
DIY
Boards und
Clones
..................................... 551
12.1 Boards................................................... 551
12.1.1 Minimalschaltung Arduino........................... 551
12.1.2
Bare Bone Breadboard
Arduino........................ 553
12.1.3
Really Bare Bone Board (RBBB)
....................... 554
io
Inhaltsverzeichnis
12.
ι.
4 Nanode........................................... 555
12.
і.з
Helvetino.......................................... 557
12.1.6 Sippino........................................... 558
12.1.7 RFBoard.......................................... 559
12.2 Programmieradapter (USB-Wandler)......................... 559
12.2.1 Anschlussbelegung FTDI............................ 562
12.3 Programmierung über
ÏCSP
................................. 562
12.3.1 Der Arduino als Programmiergerät (Arduino ISP)........ 564
12.4 Arduino im Miniaturformat mit ATtiny....................... 567
12.4.1 tinyAVR und Arduino............................... 568
12.4.2 Installation eines Zusatzpakets........................ 569
12.4.3 (Blink-)Schaltung mit ATtiny......................... 573
12.4.4 Programmierung des ATtiny-Mikrocontrollers........... 576
12.4.5 AVR-Programmer................................... 581
12.4.6 Projekt Selbstbau· Programmieradapter .....,,.....,,.,. 583
12.4.7 Projekt ICSP-Breakout-Board fürs Steckbrett ............
Ь8Ь
12.4.8 Projekt Windlicht.....................___.......... 586
12.4.9 Prototypen-Board für ATtiny84........................ 590
13 Tools für Praktiker......................................... 593
13.1 Hardware................................................ 593
13.1.1 Steckbrett und Kabel................................ 593
Г3.Г.2
Lochrasterplatinen.................................. 594
13.1.3 Lötkolben und Lötzinn............................... 596
13.1.4 Zangen........................................... 597
13.1.5 Biegelehre......................................... 597
13.1.6
Multimeter
........................................ 598
13.1.7 Oszilloskop - Spannung sichtbar machen............... 600
13.2 Software ....____......................................... 603
13.2.1 Schaltungsaufbau mit Fritzing ..,...,.,.,....,.,.,,... 603
13.2.2
Eagle
CAD......................................... 607
13.2.3 KiCad............................................. 608
13.2.4 Oszilloskop mit Arduino ............................. 609
13.3 Leiterplatten herstellen..................................... 610
13.3.1 Datenformat Gerber............,...,,.,.,..,.,....,. 6
II
13.3.2 Gerber-Daten aus Fritzing............................ 612
13.3.3 Gerber-Daten aus
Eagle
.............................. 613
13.3.4 Gerber-Daten prüfen................................ 614
13.3.5 Leiterplatten von OSH Park........................... 61
S
η
Inhaltsverzeichnis
A
Codereferenz............................................. 617
A.i Programmstruktur......................................... 61 7
A.2 Aufbau einer Funktion..................................... 618
A-3 Konventionen............................................. 619
A.4 Datentypen............................................... 622
A.5 Datentypkonvertierung..................................... 629
A.6 Variablen & Konstanten.................................... 629
A.6.I Variablen.......................................... 629
A.6.2 Konstanten........................................ 630
A.y Kontrollstrukturen......................................... 632
A.8 Mathematische Funktionen................................. 635
A-9 Zufallszahlen............................................. 637
A.io Arithmetik und Vergleichsfunktionen......................... 638
A.ii Funktionen............................................... 640
A.ii.i Digitale Ein- und Ausgänge........................... 640
A.n.2 Analoge Ein- und Ausgänge........................... 641
A.11.3 Tonausgabe........................................ 642
A.11.4 Interrupts......................................... 642
A.12 Zeitfunktionen............................................ 643
A.13 Serielle Kommunikation.................................... 644
ß Boards................................................... 649
B.i Vergleich der
В о
ard-
Varianten............................... 649
В.
2 Anschlussbelegung MikroController.......................... 650
С
Bezugsquellen............................................ 653
Ci
Bezugsquellen und Lieferanten.............................. 653
D
Listings.................................................. 655
D.i Wii-Nunchuk-Funktionsbibliothek (Kapitel 6).................. 655
D.2 Maiichecker (Kapitel 10).................................... 659
E
Migration zu Arduino 1.0................................... 665
Stichwortverzeichnis....................................... 669
12
|
| any_adam_object | 1 |
| author | Brühlmann, Thomas |
| author_facet | Brühlmann, Thomas |
| author_role | aut |
| author_sort | Brühlmann, Thomas |
| author_variant | t b tb |
| building | Verbundindex |
| bvnumber | BV042529691 |
| classification_rvk | ST 170 ZN 4980 |
| ctrlnum | (OCoLC)910298819 (DE-599)BVBBV042529691 |
| discipline | Informatik Elektrotechnik / Elektronik / Nachrichtentechnik |
| edition | 3. Auflage |
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