Conrad 4019631150035 Operation Manual [de]

15003-5 Arduino Adventskalender 2017_NEU_02.indd 115003-5 Arduino Adventskalender 2017_NEU_02.indd 1 21.04.2017 10:46:5721.04.2017 10:46:57

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

llb

eute

tskalende

aster umschalte

eute

etesensor schalten

5 funktionieren Sensorkontakte

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

eute

tskalender

eute

tskalender

lblaulicht

linklich

eute

tskalender

eute

der

eute

der

ende

tsstern

Alle Versuche im Überblick

Adventskalender für Arduino 2017 . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Nano-kompatible Platine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1. Tag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Heute im Adventskalender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Nano vorbereite Softwareinstallation in Kürze LED blink Das Program

So funktioniert das Programm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2. Tag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Heute im Adventskalender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Wechselblinklicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

as Programm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

So funktioniert das Programm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Tag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Heute im Adventskalender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

LEDs blinken mit einste

as Programm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

So funktioniert das Programm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

arer Geschwindigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. Tag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Heute im Adventskalender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

LEDs blinken zufällig . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

as Programm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

So funktioniert das Programm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. Tag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

Heute im Adventskalender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

Ampel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

as Programm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

So funktioniert das Programm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

6. Tag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

im Adven

LEDs mit T

as Programm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

So funktioniert das Programm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

r . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7. Ta

im Adventskalender

LED dimm

as Program

So funktioniert das Programm

8. Tag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Heute im Adventskalender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

Fußgängerampel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

as Programm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

So funktioniert das Programm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

9. Tag. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Heute im Adventskalender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Spiel auf dem Bildschirm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

as Programm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

So funktioniert das Programm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10. Tag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Heute im Adventskalender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

LED mi

Das Programm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

So funktioniert das Programm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

11. Ta

Heute im Adventskalender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

RGB-Lichteffekt Das Program So funktioniert das Programm

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

12. Tag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Heute im Adventskalender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

RGB-Farbmischung mit PWM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Das Programm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

o funktioniert das Programm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

13. Tag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

Heute im Adventskalender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

Lauﬂ icht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

Das Programm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

o funktioniert das Programm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

14. Tag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

im Adventskalender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

LED-Würfel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

Das Programm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

o funktioniert das Programm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

15. Tag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

im Adven

Lauﬂ icht mit Potenziometer steuern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

as Programm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

o funktioniert das Programm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

16. Tag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Heute im Adventskalender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

Nano o

ne PC nutzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

Die Ar

uino-IDE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21

17. Tag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

im Adven Wechse

as Programm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

o funktioniert das Programm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

18. Tag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Heute im Adventskalender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

t mit Tasten steuern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

as Programm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

o funktioniert das Programm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19. Ta

im Adven RGB-Farbspie

as Programm

o funktioniert das Program

20. Tag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

im Adventskalen

Analoge Pegelanzeige mit LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

as Programm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

o funktioniert das Programm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21. Tag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30

Heute im Adventskalender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

LED-Würfel mit realistischem Würfeleffekt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

as Programm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

o funktioniert das Programm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22. Tag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

im Adventskalen Der Spieleklassiker Pon

Das Programm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31

o funktioniert das Programm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

23. Tag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Heute im Adventskalender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

Feuermelder für Adventskerzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

Das Programm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

o funktioniert das Programm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

24. Tag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Heute im Adventskalender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

Blink

Das Programm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

o funktioniert das Programm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

r Weihnach

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4 4 4

4 4

15003-5 Arduino Adventskalender 2017_NEU_02.indd 215003-5 Arduino Adventskalender 2017_NEU_02.indd 2 21.04.2017 10:47:0921.04.2017 10:47:09

Adv

entskalender fü

duino 2017

buch.cd

Geben Sie dort den Code

5003-5

Steckbrett

auteile direkt

Das Programmieren von Mikrocontrollern war früher nur etwas für Ingenieure und Informatiker. Die Arduino-Plattform ermöglicht dank übersichtlicher Hardware und einfach zu verstehender Software auf einmal jedem den Einstieg in die Mikrocontrollertechnik.

Der Name Arduino

Der Arduino kommt aus Italien und wurde nach dem italienischen König Arduino benannt, der bis ins Jahr 1005 in Ivrea, dem Firmensitz des Arduino-Herstellers, herrschte. König Arduino gab dort heute auch der Lieblingsbar der Arduino-Entwickler Massimo Banzi und David Cuartielles seinen Namen

r Ar

Nano-kompatible Platine

Die Arduino-Plattform bietet mittlerweile eine große Vielfalt an Platinen für unterschiedliche Anwen

ungszwecke. Dieser Adventskalender enthält eine zum Arduino-Nano-Standard kompatible Platine, die

direkt auf ein Steckbrett gesteckt werden kann, um weitere Elektronik anzuschließen. Jeden Tag wird im

ventskalender ein Hardwareexperiment mit zugehörigem Programm vorgestellt

Die meisten Experimente in diesem Adventskalender werden mit Snap4Arduino programmiert. Diese Programmiersprache basiert auf Scratch, einer der am leichtesten erlernbaren Programmiersprachen überhaupt. Später wird auch die klassische Arduino-IDE zum Programmieren vorgestellt. Die verwendeten Programme gibt es hier zum Download: www.

olgen Sie den Anweisungen.

ein un

Steckbret

Für den schnellen Aufbau elektronischer Schaltungen, ohne dass man löten muss,

nthält der Adventskalender ein

in ein Lochraster gesteckt werden

. Hier können elektronische B

Bei diesem Steckbrett sind alle äußeren Längsreihen über Kontakte (X und Y) miteinander verbunden. Diese Kontaktreihen werden oft als Plus- und Minuspol zur Stromversorgung der Schaltungen genutzt. In den anderen Kontaktreihen sind jeweils fünf Kontakte (A bis E und F bis J) quer miteinander verbunden, wobei in der Mitte der Platine eine Lücke ist. So können hier größere Bauelemente eingesteckt und nach außen hin verdrahtet werden.

Die Verbindungen auf dem Steckbrett.

LEDs (zu Deutsch: Leuchtdioden) leuchten, wenn Strom in Durchﬂ ussrichtung durch sie ﬂ ießt. LEDs werden in Schaltungen mit einem pfeilförmigen Dreieckssymbol dar gestellt, das die Flussrichtung vom Pluspol zum Minuspol oder zur Masseleitung angibt. Eine LED lässt in der Durchﬂ ussrichtung nahezu beliebig viel Strom durch, sie hat nur einen sehr geringen Widerstand. Um den Durchﬂ ussstrom zu begrenzen und damit ein Durchbrennen der LED zu verhindern, wird üblicherweise zwischen dem verwendeten Anschlusspin und der Anode der LED oder zwischen Kathode und Massepin ein 220-Ohm-Vorwiderstand eingebaut. Dieser Vorwiderstand schützt auch den Ausgang des Nano vor zu hohen Stromstärken. Die LEDs im Adventskalender haben den Vorwiderstand bereits einge

aut und können daher direkt an die Pins angeschlossen werden.

Schaltplan einer LED mit Vorwiderstand.

LED in welcher Richtung anschließen?

Die beiden Anschlussdrähte einer LED sind unterschiedlich lang. Der längere ist der Pluspol, die Anode, der kürzere die Kathode. Einfach zu merken: Das Pluszeichen hat einen Strich mehr als das Minuszeichen und macht damit den Draht optisch etwas länger. Außerdem sind die meisten LEDs auf der Minusseite abgeﬂ acht, vergleichbar mit einem Minuszeichen. Auch leicht zu merken: Kathode = kurz = Kante

15003-5 Arduino Adventskalender 2017_NEU_02.indd 315003-5 Arduino Adventskalender 2017_NEU_02.indd 3 21.04.2017 10:47:0921.04.2017 10:47:09

iderstände und ihre Farbcodes

det.

)

ber10

000

ün10

000

000.000

0,05%

ß10

000.000.000

Widerstände werden zur Strombegrenzung an empﬁ ndlichen elektronischen Bauteilen sowie als Vorwiderstände für LEDs verwendet. Die Maßeinheit für Widerstände ist Ohm. 1.000Ohm entsprechen einem Kiloohm, abgekürzt kOhm. 1.000kOhm entsprechen einem Megaohm, abgekürzt MOhm. Oft wird für die Einheit Ohm auch das Omega-Zeichen

verwendet.

Farbe

iderstandswert in Ohm

. Rin

Zehner

. Ring

Einer

Gold 10 Schwarz Braun Rot 2 Orange

10 10 = 1 10 = 1 10 = 1. 10 = 10.

Blau

Violet

Grau

10 = 1. 10 = 10. 10 = 100.

Wei

Vorsichtsmaßnahmen

Auf keinen Fall sollte man irgendwelche Arduino-Pins miteinander verbinden und abwarten, was pas-

rt.

icht alle Arduino-Pins lassen sich frei programmieren. Einige sind für die Stromversorgung und

andere Zwecke fest eingerichtet.

inige Arduino-Pins sind direkt mit Anschlüssen des Mikrocontrollers verbunden, ein Kurzschluss ann den Arduino komplett zerstören – zumindest theoretisch. Die Arduino-Platinen sind erstaunlich

esistent gegen Schaltungsfehler. Verbindet man über eine LED zwei Pins miteinander, muss immer ein

Vorwiderstand dazwischengeschaltet werden.

ür Logiksignale benötigen einige Arduino-kompatible Platinen 3,3V, andere 5V. Der Nano in diesem

Adventskalender verwendet ein +5-V-Signal als logisch

. Ring

Multiplikator

= 0,01 ±10 = 0, =

= 100.

= 1.

. Rin

Toleranz

±5

±1 ±2

±0,5% ±0,25% ±0,1 ±

ie farbigen Ringe auf den Widerständen geben en Widerstandswert an. Mit etwas Übung sind sie eutlich leichter zu erkennen als winzig kleine Zah

en, die man nur noch auf ganz alten Widerständen n

ie meisten Widerstände haben vier solcher Far

inge. Die ersten beiden Farbringe stehen für die

iffern, der dritte bezeichnet einen Multiplikator nd der vierte die Toleranz. Dieser Toleranzring ist

eistens gold- oder silberfarben – Farben, die auf en ersten Ringen nicht vorkommen. Dadurch ist ie Leserichtung immer eindeutig. Der Toleranzwert

elbst spielt in der Digitalelektronik kaum eine Rolle.

ie Tabelle zeigt die Bedeutung der farbigen Ringe

auf Widerständen

n welcher Richtung ein Widerstand eingebaut wird, st egal. Bei LEDs dagegen spielt die Einbaurichtun

eine wichtige Rolle.

igh bzw. wahr

15003-5 Arduino Adventskalender 2017_NEU_02.indd 415003-5 Arduino Adventskalender 2017_NEU_02.indd 4 21.04.2017 10:47:0921.04.2017 10:47:09

1. Ta

)

oUS

abe

oUS

abels. Sie brauchen sic

det

ldsch

eßen Sie de

über das US

abel an und starten Sie da

ate

blinkt

Ode

aden Sie sich die aktuelle Version be

ste

aus

Heute im Adventskalender

• Nano (Arduino-kompatible Platine

Nano vorbereite

Um den Nano in Betrieb zu nehmen, braucht man:

• PC mit Window

• Micr

B-K

• Treiber

Verbunden werden PC und Nano mithilfe eines Micr

B-K

h nich extra ein solches Kabel zu besorgen, fast alle modernen Smartphones verwenden diesen Steckertyp. Das Kabel wird gleichzeitig zur Stromversorgung wie auch zur Datenübertragun verwen

Schließen Sie das Kabel nach Möglichkeit an einen USB-2.0-Anschluss Ihres PCs an, da es an USB-3.0-Anschlüssen eher zu Verbindungsproblemen kommen kann.

Softwareinstallation in Kürz

Hier die Treiberinstallation in vier Schritten

1. Laden Sie sich die Beispielprogramme und den Gerätetreiber bei unter. Geben Sie dort den Code 15003-5 ein und folgen Sie den Anweisungen auf dem Bi

irm.

2. Entpacken Sie das ZIP-Archiv in einen beliebigen Ordner unterhalb Ihres Windows Benutzerordners.

ww.buch.cd her

. Tag

Installation des Gerätetreibers.

. Schli

H341SER.EXE die Treiberinstallation. Zur Installation müssen Sie eine Anfra

n Nano

B-K

nn mit der D

e der Win-

ows-Benutzerkontensteuerung bestätigen

4. Klicken Sie im Installationsdialog auf Install und warten Sie, bis die Bestätigung

Das Einstellungen-Menü in Snap4Arduino

erscheint, dass der Treiber installiert wurde.

LED

Für die meisten Projekte im Adventskalender verwenden wir die einfach zu erlernende Programmiersprache Snap4Arduino. Sie ist in den Downloads zum Adventskalender

nthalten.

Klicken Sie in Snap4Arduino auf das Einstellungen-Symbol und wählen Sie im Menü

anguage.

Bevor Sie mit dem Programmieren beginnen können, muss eine Verbindung zwischen PC und Nano hergestellt werden. Dazu ist auf dem im Adventskalender mitgelieferten Nano die Software StandardFirmata vorinstalliert

Schalten Sie in Snap4Arduino oben links auf die Blockpalette Arduino und klicken Sie auf Mit Arduino verbinden. Solange hier nur eine COM-Schnittstelle auftaucht, wählen Sie diese aus. Werden zwei Schnittstellen angezeigt, ist in den meisten Fällen die untere die richtige.

Bestätigen Sie die Meldung mit

Fehler beim Öffnen eines neuen Programms

Beim Öffnen eines neuen Programms in Snap4Arduino geht oft die Verbindung zum Arduino verloren. Sollte ein Fehler auftreten, wenn Sie ein neues Programm starten, verbinden Sie den Nano mit einem Klick erneut

r l

i snap4aruino.orgherunter

n Sie in der Li

Schnittstelle für die Verbindung auswählen

15003-5 Arduino Adventskalender 2017_NEU_02.indd 515003-5 Arduino Adventskalender 2017_NEU_02.indd 5 21.04.2017 10:47:0921.04.2017 10:47:09

Verbindung zum Nano

ette

ode

sch

LED

adurch b

1led01

ässt die

auf de

erfolgreich hergestellt

as Program

In Snap4Arduino braucht man beim Programmieren keinen Programmcode einzutippen. Die Blöcke werden einfach nur per Drag-and-drop aneinandergehängt. Die Blockpalette im linken Teil des Fensters enthält, nach Themen geordnet, die verfügbaren Blöcke.

ie Programme zum Adventskalende

Die Programme zum Adventskalender können Sie sich bei www.buch.cd herunterladen oder einfach jeden Tag anhand der Abbildung selbst zusammenbauen. Entpacken Sie die ZIP-Datei aus dem Download in ein Verzeichnis auf der Festplatte. Klicken Sie dann oben links in Snap4Arduino auf das Dateisymbol und wählen Sie tieren. Einmal importierte Programme stehen danach in der eigenen Bibliothek, die über den Menüpunkt Öffnen erreichbar ist, zur Verfügung.

mportieren, um die Programme, die im XML-Format vorliegen, in Snap4Arduino zu impor

Das erste Programm

Wenn grünes Fähnchen fortlaufend von der Pal Setze digitalen Pin... auf... von der Pal

Block für Logikwerte ist auf der Palette Operatoren zu ﬁ nden. Die beiden Wertewahr und

an Pin 13

1led

verwendet die wichtigsten Blöcke

von der Pal

teuerung bildet den Start für die meisten Programme

teuerungst eine Endlosschleife, die permanent wiederholt wird.

Arduino setzt einen der digitalen Pins des Nano auf einen Logikwert wahr

können direkt im Block umgeschaltet werden.

Für Statusanzeigen ohne Zusatzhardware hat der Nano eine eigene LED, die über Pin13 steuerbar ist.

arte... Sek von der Palette

teuerung

ässt das Programm bis zum nächsten Schritt eine bestimmte Zeit lang warten

So funktioniert das Program

as Programm startet, wenn der Benutzer oben rechts auf das grüne Fähnchen klickt

inertlaufend-Schleife sorgt dafür, dass die LED endlos blinkt, und zwar so lange, bis der enutzer auf das rote Stoppsymbol oben rechts in Snap4Arduino klickt.

achdem die LED an Pin13 eingeschaltet ist, wird 0,01 Sekunden gewartet, solange leuchtet

die LED. Danach wird die LED an Pin13 wieder ausgeschaltet. Jetzt wartet das Programm

as Programm 0

linken.

ine halbe Sekunde. D

elativ lange Zeit ausgeschaltet. Anschließend wiederholt sich der Zyklus

LED

m Nano kurz

Hinweis: Dezimalpunkt

Snap4Arduino verwendet, wie viele amerikanische Programme, den Punkt als Dezima

rennzeichen, nicht das in Deutschland übliche Komma

linkt die LED immer nur kurz auf und ist danach für ein

r fal

. Der grüne

15003-5 Arduino Adventskalender 2017_NEU_02.indd 615003-5 Arduino Adventskalender 2017_NEU_02.indd 6 21.04.2017 10:47:0921.04.2017 10:47:09

2. Ta

)

led02

auteile

ode

sch

ässt

Heute im Adventskalender

• 1 Steckbrett (SYB 46

• 1 LED rot mit eingebautem Vorwiderstand

Wechselblinklicht

Ein einfaches Programm 02

: 1 Steckbrett, 1 LED rot mit Vorwiderstand

chten Sie beim Aufbau der Schaltung darauf, dass die Kathode (kurzer Draht) der

LED mit dem GND-Pin verbunden ist, die Anode (langer Draht) mit dem D2-Pin.

Die Pins auf dem Nan

lle Pins mit D… sind digitale Ein- oder Ausgänge, die die Werte wahr

(ein oder aus) annehmen können. Die Pins mit A… sind analoge Eingänge. GNDPins sind Masseleitungen. Arduino-kompatible Platinen arbeiten mit unterschied lichen Spannungen und haben dazu standardmäßig zwei verschiedene Pluspins.

n Pin 3.3 liegen +3,3V Spannung an. An Pin 5V liegen +5V Spannung an. Der

Nano im Adventskalender benötigt für ein logisches Wahr anderen Platinen nur +3,3V.

lässt zwei LEDs abwechselnd blinken

r fal

Signal +5V, manche

Das Program

Das Programm

ne LED abwechselnd blinken.

2led

lässt die eingebaute LED auf dem Nano und die extern angeschlos

2. Tag

LED-Wechselblinklicht am Nano.

So funktioniert das Program

Einefortlaufend-Schleife sorgt dafür, dass die beiden LEDs abwechselnd endlos blinken, und zwar so lange, bis der Benutzer auf das rote Stoppsymbol oben rechts in Snap4Arduino klick

Nachdem die eingebaute LED an Pin13 eingeschaltet ist, wird 0,01 Sekunden gewartet, damit StandardFirmata keinen Befehl „verschluckt“. Zwischen dem Setzen zweier Pins sollte

ei den meisten Arduino-kompatiblen Platinen immer eine minimale Wartezeit eingebaut werden. Bei dem Nano im Adventskalender ist das nicht unbedingt nötig. Danach wird die LED an Pin2 ausgeschaltet. Jetzt wartet das Programm eine halbe Sekunde.

nschließend wird auf die gleiche Weise die LED an Pin2 ein- und die an Pin13 ausgeschal tet. Nach einer weiteren halben Sekunde beginnt der Zyklus von vorne.

Das Programm 02led02 l

linken.

zwei LEDs abwechselnd

15003-5 Arduino Adventskalender 2017_NEU_02.indd 715003-5 Arduino Adventskalender 2017_NEU_02.indd 7 21.04.2017 10:47:1021.04.2017 10:47:10

3. Ta

)

llb

auteile

über eine

able verwendet

utto

eue Variable

und

stellen Sie die Werte 1 und 10 ein. Snap4Arduino

no.

ässt

3. Ta

LED-Wechselblinklicht am Na

Heute im Adventskalende

• Schaltdraht (isoliert

Schaltdrah

eute ist Schaltdraht im Adventskalender enthalten. Damit stellen Sie kurze Ver indungsbrücken her, mit denen Kontaktreihen auf der Steckplatine verbunden

werden. Schneiden Sie den Draht mit einem kleinen Seitenschneider je nach

xperiment auf die passenden Längen zu. Um die Drähte besser in die Steckplatine

tecken zu können, empﬁ ehlt es sich, sie leicht schräg abzuschneiden, sodass eine

rt Keil entsteht. Entfernen Sie an beiden Enden auf einer Länge von etwa einem alben Zentimeter die Isolierung.

EDs blinken mit einste

as Experiment des 3. Tags lässt wieder zwei LEDs abwechselnd blinken. Allerdings

önnen Sie die Geschwindigkeit einstellen

ie Schaltung von heute zeigt den typischen Schaltungsaufbau auf dem Steckbrett.

ine der horizontalen Kontaktleisten wird als Masseleitung verwendet, die mit dem

ND-Pin auf dem Nano bau der Schaltung darauf, dass die Kathode (kurzer Draht) der LED in der Masseleiste steckt, die Anode (langer Draht) ist in dieser Schaltung mit Pin10 verbunden.

arer Geschwindigkei

Steckbrett, 1 LED rot mit Vorwiderstand, 1 Drahtbrück

Drahtbrücke verbunden ist. Achten Sie beim Auf

Das Programm

instellbarer Geschwindigkeit blinken

3led

zwei LEDs abwechselnd mit

Das Program

Das Programm baute LED auf dem Nano und die diesmal an Pin10 angeschlossene externe LED abwechselnd blinken. Die Blinkfrequenz können Sie über einen Schieberegler auf dem Bildschirm

3led

funktioniert ähnlich wie das von gestern und lässt wieder die einge-

So funktioniert das Program

e FortlaufendSchleife lässt auch hier die beiden LEDs abwechselnd endlos blinken.

nstelle einer vom Programm fest vorgegebenen Zeit zwischen dem Umschalten wird eine

ariablen in Snap4Arduino

ariablen sind kleine Speicherplätze, in denen man sich während eines Programms eine

Zahl oder irgendetwas anderes merken kann. Wenn das Programm beendet wird, werden

iese Variablenspeicher automatisch wieder geleert. Variablen müssen in Snap4Arduino uf der Befehlspalette Variablen mit dem B

erden, bevor man sie benutzen kann. Anschließend können Sie das Symbol der neu ngelegten Variablen aus der Blockpalette in ein dafür vorgesehenes Feld eines Blocks im rogramm ziehen. Auf der Blockpalette stehen zusätzlich verschiedene Blöcke zum Ausle

en und Verändern der Variablen zur Verfügung.

Wurde eine Variable angelegt, erscheint sie als orangefarbenes Symbol auf der Bühne. Hier wird jederzeit der aktuelle Wert der Variablen angezeigt. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf dieses Symbol und wählen Sie die Option Regle

n N

erst einmal angelegt

Schieberegler bei einer Variablen

15003-5 Arduino Adventskalender 2017_NEU_02.indd 815003-5 Arduino Adventskalender 2017_NEU_02.indd 8 21.04.2017 10:47:1021.04.2017 10:47:10

Über die Optionen kann mit den Schiebereglern nur ganze Zahlen einstellen, obwohl Variablen selbst jeden beliebigen Wert

nnehmen können

Im Programm wird der eingestellte Wert der Variablen Sekunden zu erhalten. Auf der Blockpalette

eratoren gibt es Blöcke für die Grundrechenarten.

durch 10 geteilt, um Werte zwischen 0,1 und 1,0

4. Ta

led

tstehe

ufallszahle

ﬂ

Heute im Adventskalender

• 1 LED grün mit eingebautem Vorwiderstan

LEDs blinken zufällig

Das Experiment des 4. Tags lässt drei LEDs in zufälliger Reihenfolge blinken. Die beiden externen LEDs stecken sehr dicht nebeneinander auf dem Steckbrett, da das Programm aufeinanderfolgende Pinnummern benötigt. Die dritte LED ist die auf der Nano-Platine aufgelötete LED mit der Pinnummer 13

Bauteile: 1 Steckbrett, 1 LED rot mit Vorwiderstand, 1 LED grün mit Vorwiderstand, 1 Drahtbrücke

as Program

as Programm 04 in einer Endlosschleife nacheinander verschiedene digitale Pins ein- und ausge schaltet. Die Pins werden diesmal zufällig ausgewählt

Wie en

Gemeinhin denkt man, in einem Programm könne nichts zufällig geschehen – wie also kann ein Programm dann in der Lage sein, zufällige Zahlen zu generieren? Teilt man eine große Primzahl durch irgendeinen Wert, ergeben sich ab der x-ten Nachkommastelle Zahlen, die kaum noch vorhersehbar sind. Sie ändern sich auch ohne jede Regelmäßigkeit, wenn man den Divisor regelmäßig erhöht. Dieses Ergebnis ist zwar scheinbar zufällig, lässt sich aber durch ein identisches Programm oder den mehrfachen Aufruf des gleichen Programms jederzeit reproduzieren. Nimmt man aber eine aus einigen dieser Ziffern zusammengebaute Zahl und teilt sie wiederum durch eine Zahl, die sich aus der aktuellen Uhrzeitsekunde oder dem Inhalt einer beliebigen Speicherstelle des Computers ergibt, kommt ein Ergebnis heraus, das sich nicht reproduzieren lässt und daher als Zufallszahl bezeichnet wird.

n Z

unktioniert ähnlich wie das von gestern. Auch hier werden

4. Tag

Drei LEDs blinken zufällig.

So funktioniert das Program

m Anfang jedes Durchlaufs der Endlosschleife wird die Variable n auf ein Zufallszahl zwischen 11 und 13 gesetzt. Diese gibt die Pinnummer der einzuschaltenden LED an. Deshalb benötigt die Schaltung drei aufeinanderfolgende

nnummern

Die Geschwindigkeit des Farbwechsels wird mithilfe einer Variablen

gesteuert, die über einen Schiebe

regler eingestellt wird und dann für jeden Schaltvorgang gilt

Die zufällig gewählte LED wird für die eingestellte Zeit eingeschaltet und danach genauso lange ausge schaltet. Im nächsten Schleifendurchlauf wird wieder eine neue LED zufällig gewählt. Dabei kann es durchaus passieren, dass mehrmals hintereinander dieselbe LED au

euchtet

as Programm

4led04

ässt die LEDs zufällig blinken.

15003-5 Arduino Adventskalender 2017_NEU_02.indd 915003-5 Arduino Adventskalender 2017_NEU_02.indd 9 21.04.2017 10:47:1021.04.2017 10:47:10

l01

osschleife nacheinande

edene Kombinatione

ese Zeite

assen sic

Sek

auch anders einstelle

osschleife startet

eue

l01

ässt die

5. Ta

el aus drei LED

Heute im Adventskalende

• 1 LED gelb mit eingebautem Vorwiderstan

mpel

as Experiment des 5. Tags schaltet eine Ampel aus drei LEDs in ihrem typischen

yklus von Rot über Rot/Gelb nach Grün und über Gelb zurück nach Rot.

Bauteile:

tand, 1 LED grün mit Vorwiderstand, 1 Drahtbrücke

Steckbrett, 1 LED rot mit Vorwiderstand, 1 LED gelb mit Vorwider-

as Programm

as Programm 05ampe ier werden in einer Endl on LEDs ein- und ausgeschaltet. In den Zwischenphasen Rot/Gelb und Gelb leuch

et die Ampel jeweils 0,5 Sekunden, in den Phasen Rot und Grün je 3 Sekunden.

n l

So funktioniert das Program

Jeder Durchlauf der Endlosschleife startet mit der Rotphase der Ampel, bei der die gelbe und die grüne LED ausgeschaltet sind. Nach 3 Sekunden wird die gelbe LED

usätzlich eingeschaltet. Nach einer kurzen Rot/Gelb-Phase von 0,5 Sekunden werden die rote und die gelbe LED aus- und die grüne eingeschaltet. Die Grünphase dauert 3 Sekunden, darauf folgt eine kurze Gelbphase von 0,5 Sekunden, und die

ndl

funktioniert ähnlich wie das Programm des 3. Tags. Auch

r verschi

h in den

mit Rot einen n

rte...

Blöcken

n Durchlauf

15003-5 Arduino Adventskalender 2017_NEU_02.indd 1015003-5 Arduino Adventskalender 2017_NEU_02.indd 10 21.04.2017 10:47:1121.04.2017 10:47:11

as Programm 05ampe

LEDs abwechselnd blinken

6. Ta

)

auteile

)

ll-

ekt über diese

stand verbunden.

led06

aster schaltet

tet

aster um.

Heute im Adventskalender

• 1 Taste

• 1 10-kOhm-Widerstand (braun-schwarz-orange

LEDs mit Taster umschalte

Das Experiment des 6. Tags schaltet über einen Taster zwei LEDs um.

1 Taster, 1 10-kOhm-Widerstand (braun-schwarz-orange), 3 Drahtbrücken (unter schiedliche Längen

Digitale Pins können nicht nur Daten ausgeben, zum Beispiel über LEDs, sondern auch zur Dateneingabe eingesetzt werden. Zur Eingabe verwenden wir im heutigen Projekt einen Taster, der direkt auf die Steckplatine gesteckt wird. Der Taster hat vier

nschlusspins, wobei je zwei gegenüberliegende (großer Abstand) miteinander ver bunden sind. Solange die Taste gedrückt ist, sind alle vier Anschlüsse miteinander verbunden. Im Gegensatz zu einem Schalter rastet ein Taster nicht ein. Die Verbin dung wird beim Loslassen sofort wieder getrennt.

Liegt auf einem digitalen Eingang ein +5-V-Signal an, wird es als logisch wahr ausgewertet

Bei offenem Taster hätte der Eingang keinen eindeutig deﬁ nierten Zustand. Wenn ein Programm diesen Pin abfragt, kann es zu zufälligen Ergebnissen kommen. Um das zu verhindern, schließt man einen ver gleichsweise sehr hohen Widerstand – üblicherweise 10kOhm – gegen Masse. Dieser sogenannte Pu

own-Widerstand zieht den Status des Eingangspins bei geöffnetem Taster wieder nach unten auf 0V. Da

er Widerstand sehr hoch ist, besteht, solange der Taster gedrückt ist, auch keine Kurzschlussgefahr. Ist der Taster gedrückt, sind +5V und die Masseleitung

: 1 Steckbrett, 1 LED rot mit Vorwiderstand, 1 LED grün mit Vorwiderstand,

Schaltschema eines Tasters mit Pull-down-Widerstan

n Wider

Ein T

6. Tag

zwei LEDs um

as Program

as Programm 06 LED an Pin8 ein und die rote an Pin12 aus. Solange der Taster nicht gedrückt ist, leuchtet nur die rote LED

schaltet, wenn der Taster gedrückt ist, die grüne

So funktioniert das Program

Ein

alls…sonst…-Block von der Blockpalette

innerhalb der oberen Klammer dann aus, wenn die Abfrage den Wert

ergibt. Andernfalls werden die Blöcke innerhalb der unteren Klam

mer ausgeführt.

Die Abfra

e liest über einen Block von der Blockpalette Wert des digitalen Pins3 aus und prüft, ob er wahr ist. Digitale Eingänge können nur die Wertewahr undfalsch annehmen

Ist der Wert wahr, ist der Taster gedrückt. In diesem Fall wird die LED an Pin8 ein- und die an Pin12 ausgeschaltet. Ist der Taster nicht gedrückt, hat Pin3 den Wert falsch, und die LEDs werden genau umgekehrt geschaltet

teuerung führt die Blöcke

rduino den

Das Programm

6led

schal

zwei LEDs mit einem T

15003-5 Arduino Adventskalender 2017_NEU_02.indd 1115003-5 Arduino Adventskalender 2017_NEU_02.indd 11 21.04.2017 10:47:1121.04.2017 10:47:11

+ 25 hidden pages