Projekt Autoassistenten/Einführung/Aufbau Arduino
Die Hardware des Arduino-Projektes ist eine LEiterplatte, die mit verschiedenen Elektronik-Bauteilen bestückt ist. In der Praxis wird diese Leiterplatte auch als Board bezeichnet.
Im Arduino-Projekt stehen vertschiedene Boards zur Verfügung, die je nach Anforderung verwendet werden können. Für die Projekte im Unterricht wird das Arduino-Uno Board verwendet.
Auf jedem Bord sind die nötigen elektronischen Komponenten wie Schaltkreise, Widerstände, Kondensatoren usw. plaziert. Zusätzlich besitzen die Boards verschiedene Stecker und Schnittstellen für die Verbindung mit dder Ausßenwelt.
Die Spannungsversogrung erfolgt entweder über ein separates, externes Netzteil oder über die angeschlossene USV-Schnittstelle. Die USB-Schnittstelle kann bei 5 Volt Spannung maximal 500 mA Strom liefern. Für kleinere eigene Entwicklungen ist diese Art der Spannungsversorgung meist ausreichend.
Über die USB-Schnittstelle erfolgt neben der soeben beschrieben Spannungsversorgung auch die Kommunikation mit dem PC. Somit könnnen auch Programme auf den Arduino geladen werden. Neben dem Hochladen von Programmen können auch Informationen an den PC gesendet werden. Diese können im Seriellen-Monitor sichtbar gemacht oder in weiteren Programmen verarbeitet werden.
Der USB-Anschluss (Typ B) wird für die Programmierung und zur Kommunkiation mit dem angeschlossenen PC verwendet. Gleichzeitig kann das Board über den USB-Anschluss mit Strom und Spannung versorgt werden.
Über eine Buchse kann das Arduino-Board per externem Steckernetzteil oder eine Batterie mit Strom und Spannung versorgt werden. Die Stromversofung über den USB-Anschluss wird dabei automatisch deaktiviert.
Vorteilhaft ist vor allem die höhere Leistung, die aus der externen Versofung bezogen werden kann, beispielweise zur Versorgung von Motoren. Im Falle eines Kurzschlusses wird nicht der USB-Anschluss des angeschlossenen Rechners belastet, sonder der Überlastschutz der externen Stromversorgung.
Der µController ist quasi das Gehirn des Arduino-Boards. Dieser kleine Minicomputer führt die Arduino Programme aus und verarbeitet die Ein- und Ausgangssignale. Beim Arduino Uno wird der µController vom Typ ATmega328 eingesetzt.
Einreihige Anschlussbuchsen, auf die Erweiterungsplatinen, Sensorden, Aktoren oder Steckleisten gesteckt werden können. Alle vorhandenen digitalen Signale und Schnittstellen sind über diese Anschlussleiste verfügbar.
Alle digitalen Ports (D0-D13) können sowohl als Eingang als auch auch Ausgang verwendet werden. Die Zuweisung erfolgt im Programm. Die mit einer Schlange ~ markierten Ports verfügen über eine Pulsweitenmodulation.
Die Ports D0 und D1 dienen der seriellen Kommunikation und dürfen daher für Projekte nicht verwendet werden.
Der Arduino verfügt über 6 analoge Eingänge. Diese wandeln analoge Messdaten in digitale um. Somit können beispielsweise Spannungen vom Arduion gemessen werden.
Über die Power-Signale können verschiedene Spannungssignale und Referenzspannungen abgegriffen werden. Diese werden benötigt, wenn Sensoren oder externe Bauteile auf einer Steckplatine aufgebaut werden sollen.
