Lehrstuhl für Didaktik der Physik
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Arduino - Anleitung

Willkommen in der Arduino Welt!

Im Folgenden wird an einem beispielhaften Aufbau Schritt für Schritt gezeigt, wie man einen Versuch mit Arduino, Sensor, LED und Display aufbaut. Als Beispielaufbau dient hier die Messung der Transmission im UV-Bereich von verschiedenen Materialien. Unten ist in einer Zip Datei unter anderem der Code für den Transmissionsversuch. Weitere Anwendungen für Arduinos finden Sie hier.

Schritt 1: Bauteile besorgen

Generell braucht man einen Arduino, Kabel und Sensoren, die mit dem Arduino gesteuert werden können. Im Beispielversuch wir folgendes benötigt: Arduino Uno, UV-Sensor, UV-LED, Display, 110 Ω Widerstand, Steckbrett und Kabel.

Eine detaillierte Materialliste mit Preis und Kaufvorschlag finden Sie hier.

Schritt 2: Arduino Grundsoftware herunterladen und Bibliotheken hinzufügen

Die kostenlose Programmierumgebung heißt "Arduino IDE" und kann für Linux, MAC und Windows heruntergeladen werden. Dort finden Sie unter "Werkzeuge → Bibliotheken verwalten" eine Übersicht von Bibliotheken. Laden Sie hier die passenden Bibliotheken zu ihren Sensoren herunter.

Für unseren UV-Sensor VEML6075 wird nun die Bibliothek "Adafruit VEML6075 Library" heruntergeladen. Für das Display wird die "LiquidCrystal I2C" Bibliothek heruntergeladen. Nun finden Sie unter "Datei → Beispiele" ganz unten besispielhaften Code zu ihren Sensoren.

Schritt 3: Einbinden des Programmcodes

Als nächstes kommt der Programmcode. Es gibt verschiedene Möglichkeiten an Code zu kommen:

  • Am Ende dieser Seite finden Sie in einer zip-Datei verschiedene Programme (Programm in Arduino -Sprache "Sketch"). Viele weitere Beispiele finden sich im Internet. Suchen Sie sich einen passenden Sketch heraus in kopieren Sie ihn in eine neue Datei. Beim Speichern wird ein neuer Ordner mit der Datei an richtiger Stelle erstellt.
  • Sie speichern händisch einen der Sketche aus der Zip Datei in den Ordner "home / Arduino". Dann öffnen Sie die Datei mit der Arduino IDE. Wichtig: Die Datei muss immer in einem Unterordner mit genau dem selben Namen wie die .ino- Datei liegen!
  • Öffnen Sie aus "Datei → Beispiele" einen Sketch in der Arduino IDE. Hier wird beim Speichern ebenfalls ein neuer Ordner mit der Datei an richtiger Stelle erstellt.

Nach dem Speichern wird die Datei mit dem Button oben links kompiliert. Unten im Fenster sehen Sie im schwarzen Bereich den Fortschritt. Hier werden auch Fehlermeldungen angezeigt. Bei Fehlern wird zusätzlich eine Zeile im Code rot markiert. Oft findet sich der Fehler in dieser oder direkt über dieser Zeile. 

Schritt 4: Zusammenstecken der Bauteile

Nun werden die verschiedenen Bauteile mit dem Arduino verbunden. Da in unserem Beispiel Sensor und Display beide SCL und SDA (serial clock und serial data) benötigen, empfiehlt sich hier ein Steckbrett zu nutzen. Auf dem Steckbrett werden die SCL und SDA Anschlüsse vom Arduino bequem weitergeleitet. Die UV-LED wird über den Widerstand mit einem GND (ground, bzw. Erdung) und an einen der 5V Anschlüsse des Arduinos verbunden. Sensor und Display werden ebenfalls mit 5V und GND verbunden. Schließlich wird der Arduino mit dem Computer verbunden. Die LED sollte jetzt leuchten.

Schritt 5: Hochladen des Sketches auf den Arduino

Bei unserem Beispielversuch sollte die LED nun auf den Sensor gerichtet werden. Der Abstand zwischen Sensor und LED sollte sich ab jetzt nicht mehr ändern, da gleich die Kalibrierung anfängt.

Das Hochladen geschieht bei geöffnetem Sketch mit dem zweiten Button von links oben. Jetzt wird der Code auf den Arduino geladen. Nach dem Hochladen muss der Arduino nicht mehr zwingend mit dem Computer verbunden sein; eine Powerbank reicht aus. Übrigens: Man kann den Sketch auf dem Arduino leider nicht anzeigen lassen. Lädt man einen Sketch auf den Arduino, so wird der bisherige Sketch überschrieben.

Bei dem Beispielversuch sollte der Sensor mit der Kalibration anfangen.


Fertig!

Jetzt können Sie Messwerte von Sensoren in der Arduino IDE unter "Werkzeuge → Serieller Monitor" und/oder am Display ablesen.

Verantwortlich für den Inhalt: Tatjana Lamparter