Microcontroller: Arduino unterm Christbaum
Was braucht man, um an Weihnachten nicht nur die Augen, sondern auch LEDs zum Leuchten zu bringen? Eine Einkaufshilfe.
Der Einstieg in die Programmierwelt ist dank günstiger Computer wie dem Raspberry Pi sehr einfach und mit wenig Hürden verbunden - bei Microcontrollern sieht es hingegen ein wenig anders aus. Eine schier riesige Auswahl von Microcontrollern und Sensoren, Peripheriegeräten und zum Betrieb notwendigen Zubehörs verunsichern möglicherweise zukünftige Maker mehr, als sie zu ermutigen. Wir inspirieren potenzielle Christkinder und Weihnachtsmänner und geben Orientierung im Elektronikdschungel des vorweihnachtlichen Onlinehandels. Für detaillierte Programmieranleitungen gibt es jede Menge weiterführende Links.
- Microcontroller: Arduino unterm Christbaum
- Sensoren und Zubehör
- Sicherheitswarnung - ja, ernsthaft! Und Einkaufsliste
Wer sich oder jemand anderem zu Weihnachten einen Microcontroller unter den Weihnachtsbaum legen möchte, muss sich über die folgenden vier Bereiche Gedanken machen:
- Arduino IDE
- Microcontroller
- Sensoren
- Zubehör/Bauteile
Die Arduino IDE: die Entwicklungsumgebung
Die Arduino IDE ist ein Programm, mit dm die Erstellung des Programms, der Download auf den Microcontroller und auch das Debugging durchgeführt wird. Sie ist für Windows, Linux und MacOS verfügbar. Der Download ist kostenfrei. Detaillierte Anleitungen sind hier (leider nur auf Englisch) zu finden.
Das bedeutet natürlich auch, dass ein entsprechender PC oder Apple-Rechner benötigt wird, um Programme für den Microcontroller erstellen und auch ausprobieren zu können. Die Datenverbindung zwischen PC und Microcontroller erfolgt in der Regel mittels USB-Kabel, über das der Microcontroller auch mit Spannung versorgt wird.
Der Microcontroller: die Schaltzentrale
Bei den Microcontrollern muss man zwischen original Arduino und Arduino-kompatiblen Microcontrollern unterscheiden. Erstere werden von Arduino selbst entwickelt und unterstützt, damit kommt Hardware und Entwicklungsumgebung aus einer Hand.
Bei zweiterem wird das Microcontrollerboard von einem Dritthersteller geliefert, der die Kompatibilität mit der Arduino-Entwicklungsumgebung garantiert. Oft muss hier die entsprechende Boardkonfiguration manuell in der IDE installiert werden. Diese Boards sind oft mit besonderen Hardwarekonfigurationen ausgestattet, wie einem LoRa-Chipsatz, oder auf spezielle Einsatzgebiete getrimmt.
Möchte man sichergehen, dass der gewählte Microcontroller auch von der Arduino IDE unterstützt wird, so kann man dies im Board-Manager überprüfen. Dort muss stets der aktuell genutzte Microcontroller konfiguriert sein (damit die Entwicklungsumgebung weiß, wie die Übersetzung des Programms und der Download auf den Microcontroller erfolgen muss). Das heißt, entweder besteht die Unterstützung für den Microcontroller bereits von Haus aus oder der Hersteller liefert die entsprechende Konfiguration mit. Ist beides nicht der Fall, so sollte man als Einsteiger hier eher nicht zugreifen.
Um möglichst schnell und einfach zu Erfolgserlebnissen zu kommen, sollte der Microcontroller mit möglichst viel Peripherie onboard geliefert werden. Zum Beispiel ein 1-Zoll-OLED-Display, GPS-Empfänger, aber auch Bluetooth- und WLAN-Interface ermöglichen schnelles Loslegen, ohne vorher erst eine Schaltung entwickeln zu müssen.
Der Microcontroller selbst sollte möglichst vorassembliert sein, speziell wenn man noch nicht so erfahren mit dem Lötkolben ist. Die Stiftleisten zum Anschluss der Peripheriegeräte sollten also nach Möglichkeit bereits am Board verlötet sein, ebenso die weitere Peripherie, etwa das vorhin genannte OLED-Display.
Das erspart am Weihnachtstag sicher einiges an Frustration und vielleicht auch Beschädigungen am Board durch Lötbrücken. Entscheidet man sich dennoch zum Löten, so sind eine geeignete Lötstation mit einstellbarer Temperatur, eine Löthilfe ("Dritte Hand") sowie eine feine Lötkolbenspitze von großer Hilfe. Beim Entlöten oder Entfernen von Lötbrücken hilft ein Lötzinnabsauger.
Standardmäßig wird der Microcontroller via USB mit Spannung versorgt, es gibt jedoch auch Modelle, die bereits von Haus durch einen Akku mit Energie versorgt werden können. Dies hat den Vorteil, dass die Microcontrolleranwendung auch stand-alone ohne Netzteil betrieben werden kann.
In der Regel haben diese Microcontrollerboards entsprechende Ladeelektronik implementiert, welche den Akku automatisch lädt, sobald der Kontroller via USB mit Spannung versorgt wird. Bei der Anschaffung des Akkus ist auf den korrekten Typ und die korrekte Dimension zu achten, ebenso auf die korrekte Polarisierung beim Einsetzen des Akkus auf dem Board.
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Ja, manches ist nicht so supertoll. Aber darum gehts ja auch nicht wirklich. Vor allem...