Arduino

Elektronik, Programmierung, Basteln. Das Praxisbuch für den beliebten Mikrocontroller. Über 60 Workshops, kein Vorwissen nötig!
1. Auflage 2016
ISBN: 978-3-8362-3648-5
Verlag: Rheinwerk Verlag GmbH

Buch, Deutsch, 480 Seiten, Format (B × H): 172 mm x 231 mm, Gewicht: 1216 g

Reihe: Rheinwerk Computing

Ob Sie coole Projekte wie den Bordcomputer K.I.T.T aus Knightrider realisieren oder Ihren Arduino ganz systematisch von Grund auf kennenlernen und programmieren wollen: Mit diesem Buch gelingt Ihnen beides! Angefangen bei Hardware- und Elektronikgrundlagen über den Einstieg in die Programmierung mit C bis zu vollständigen Praxisbeispielen (Wohnungspflanzen-Pflegeautomat, Bau eines elektronischen Spielzeugs für Katzen etc.) bietet Ihnen dieses Buch alles, was Sie für einen spannenden und erfolgreichen Arduino-Start benötigen.

Aus dem Inhalt:

- Prozessoren, Microcontroller und Co.

- Die Hardware des Arduino im Detail

- Benötigte Elektronik-Grundlagen

- Entwicklungsumgebung und Programmiergrundlagen in C

- Zahlreiche Beispielprojekte mit vollständigem Schaltungsaufbau und Programmiercode, u. a.:

- Entscheidungshelfer

- Nachbau der Frontbeleuchtung von K.I.T.T,

- Kommunizierende Arduinos,

- Pflanzen-Pflegeautomat,

- Heimautomation

- u. v. m.

Autoren/Hrsg.

Kappel, Benjamin

Fachgebiete

• Technische Wissenschaften Elektronik | Nachrichtentechnik Elektronik Elektronik: Sachbuch, Ratgeber

Inhaltsverzeichnis

Programmieren lernen mit dem Arduino ... 15  1.  Ein Streifzug durch die Welt der Prozessoren ... 23       1.1 ... Was ist ein Prozessor und was tut er? ... 23        1.2 ... Verschiedene Arten von Prozessoren ... 31        1.3 ... Zusammenfassung ... 37  2.  Ich stelle vor -- der Arduino ... 39       2.1 ... Aufbau des Arduino ... 39        2.2 ... Ein Microcontroller für jeden ... 42        2.3 ... Wer die Wahl hat, hat die Qual -- die Modelle des Arduino ... 43        2.4 ... Installation der Software und Anschließen des Arduino ... 50  3.  Ich packe meinen (Elektronik)-Koffer ... 57       3.1 ... Ladung, Spannung, Strom -- Willkommen in der E-Technik ... 57        3.2 ... Die drei Freunde in der Elektronik: Das ohmsche Gesetz, der Maschen- und der Knotensatz ... 59        3.3 ... Widerstand ist nicht immer zwecklos ... 72        3.4 ... Reihen- und Parallelschaltung ... 80        3.5 ... Bauteile der Elektronik ... 84        3.6 ... Rechnen ist gut, simulieren ist aber auch nicht verkehrt -- Einführung in Spice ... 90        3.7 ... Was kommt denn nun wirklich in den Koffer? ... 97        3.8 ... Zusammenfassung ... 98  4.  Es werde Licht -- die Entwicklungsumgebung und die Grundlagen von C ... 101       4.1 ... Verdrahten für Fortgeschrittene -- vom Schaltplan zur Schaltung ... 102        4.2 ... Eine kurze Geschichte der Programmiersprachen ... 109        4.3 ... Die Arduino-IDE ... 110        4.4 ... Aufbau eines Programms für den Arduino ... 114        4.5 ... Den Sketch »hübscher« machen ... 121        4.6 ... Ein bisschen Dynamik schadet nie ... 127        4.7 ... Morsen mit dem Arduino ... 135        4.8 ... Zusammenfassung ... 147        4.9 ... C -- Ultrakurz-Zusammenfassung der Syntax ... 149  5.  Der Entscheidungshelfer ... 159       5.1 ... Die Sache mit dem Zufall ... 159        5.2 ... Aufbau der Schaltung ... 167        5.3 ... Ran an die Steuerung ... 168        5.4 ... Jetzt neu: Der Entscheidungshelfer auch mit mehr Möglichkeiten ... 182        5.5 ... Zusammenfassung und Ausblick ... 192  6.  Nachbau der Frontbeleuchtung von K.I.T.T. aus Knight Rider ... 193       6.1 ... Aufbau der Schaltung ... 193        6.2 ... Aus »Licht an und aus« wird hell und dunkel -- Grundlagen der Pulsweitenmodulation (PWM) ... 195        6.3 ... Dimmen für Anfänger ... 200        6.4 ... Das Lauflicht ... 208        6.5 ... Zusammenfassung und Ausblick ... 220  7.  Wer austeilen kann, der muss auch einstecken können ... 223       7.1 ... Pull-up-Widerstand ... 223        7.2 ... Polling vs. Interrupt ... 226        7.3 ... Licht an, Licht aus -- jetzt neu mit Taster ... 232        7.4 ... Das Licht im Hausflur ... 246        7.5 ... Zusammenfassung und Ausblick ... 251  8.  Timer und Counter ... 253       8.1 ... Timer bzw. Counter -- was dahintersteckt ... 253        8.2 ... Aufbau der Schaltung ... 258        8.3 ... Ein sekundengenaues Pulsieren ... 258        8.4 ... Der »Geekdown« -- der etwas andere Countdown ... 267        8.5 ... Zusammenfassung und Ausblick ... 275  9.  Wie ein Arduino das Sprechen lernt -- serielle Kommunikation ... 277       9.1 ... Grundlagen der Kommunikation ... 278        9.2 ... Aufbau der Schaltung und weitere Vorbereitungen ... 284        9.3 ... »Nummer 5 lebt und spricht« -- der Arduino lernt das Sprechen ... 289        9.4 ... Der Arduino empfängt Daten ... 298        9.5 ... Zusammenfassung und Ausblick ... 30510.  Die 7-Segment-Anzeige ... 307       10.1 ... Die 7-Segment-Anzeige näher betrachtet ... 308        10.2 ... Schaltung für den Countdown ... 313        10.3 ... Der Countdown ... 320        10.4 ... Den Countdown spannender machen ... 325        10.5 ... Ihr erstes Spiel für den Arduino ... 333        10.6 ... Zusammenfassung und Ausblick ... 34611.  Der faule (schlaue) Gärtner ... 349       11.1 ... Grundbegriffe rund um das Thema »messen« ... 349        11.2 ... Was ist Temperatur, und warum hat sie so viele Kelvins? ... 351        11.3 ... Die analoge Welt vs. die digitale Welt ... 353        11.4 ... Einfache Messschaltung ... 356        11.5 ... Aufbau der Messschaltung ... 360        11.6 ... Der Arduino misst die Temperatur ... 362        11.7 ... Zusammenfassung und Ausblick ... 37712.  Der Gärtner wird jetzt digital ... 379       12.1 ... Die verschiedenen Topologien ... 379        12.2 ... I²C ... 383        12.3 ... Datenpakte und Register für das Thermometer TC74 ... 386        12.4 ... Aufbau der Schaltung ... 388        12.5 ... Ihr erstes digitales Thermometer ... 391        12.6 ... Zusammenfassung und Ausblick ... 40713.  Der Gärtner für den Massenmarkt ... 409       13.1 ... Wie kann Feuchtigkeit gemessen werden? ... 409        13.2 ... Der DHT11 im Detail ... 411        13.3 ... Aufbau der Schaltung ... 414        13.4 ... Der bezahlbare Gärtner entsteht ... 416        13.5 ... Zusammenfassung und Ausblick ... 42914.  Bin ich schon drin? -- Abstandsmessung mit dem Arduino ... 431       14.1 ... Verfahren für die Abstandsmessung ... 431        14.2 ... Die Sensoren im Detail ... 439        14.3 ... Aufbau der Schaltung ... 443        14.4 ... Die Einparkhilfe entsteht ... 445        14.5 ... Deine eigene Horrorfilm-Beleuchtung ... 455        14.6 ... Zusammenfassung und Ausblick ... 46715.  Alles für die Katz'? Beschäftigungstherapie für Stubentiger ... 469       15.1 ... Wenn sich etwas bewegt, dann ist es bestimmt ein Motor ... 470        15.2 ... Aufbau des Gehäuses für das Katzenspielzeug ... 473        15.3 ... Aufbau der Schaltung ... 483        15.4 ... Die Motoren leben! ... 488        15.5 ... Licht aus, Bewegung an ... 500        15.6 ... Zusammenfassung und Ausblick ... 50716.  Der Arduino spricht im Netzwerk ... 509       16.1 ... Arduino goes Transformer -- die Arduino Shields ... 509        16.2 ... Was ich schon immer über Ethernet erzählen wollte ... 513        16.3 ... Das Client-Server-Modell ... 522        16.4 ... Das Prinzip einer Fernbedienung -- Entwicklung eines eigenen Protokolls ... 523        16.5 ... Schaltungsaufbau ... 527        16.6 ... Die Fernsteuerung entsteht ... 531        16.7 ... Der Pflanz-Versorgungs-O-Mat sendet eine E-Mail ... 547        16.8 ... Zusammenfassung und Ausblick ... 56017.  Fernsteuerung via Bluetooth ... 563       17.1 ... Das Für und Wider der Funkkommunikation ... 563        17.2 ... Das Ding vom blauen Zahn ... 564        17.3 ... Aufbau der Schaltung ... 565        17.4 ... Verändern der Bluetooth-Eigenschaften ... 568        17.5 ... Die Fernsteuerung entwickeln ... 571        17.6 ... Fernsteuerung via App ... 577        17.7 ... Zusammenfassung und Ausblick ... 57818.  Displays -- Warum Anzeige nicht gleich Anzeige ist ... 579       18.1 ... LCD und das LCD Keypad Shield ... 579        18.2 ... Die Tasten auswerten ... 585        18.3 ... Laufschrift ... 591        18.4 ... Reaktionszeitmesser ... 597        18.5 ... Der Arduino wird zum Spielautomaten ... 625        18.6 ... Zusammenfassung ... 65919.  Aller Anfang war schwer ... 661       19.1 ... Hilfe, mein Herd verschickt Spam! -- Heimautomatisierung mit dem Arduino ... 661        19.2 ... Und nun zum Schluss ... 662  Index ... 663

Über Autor(innen)

Kappel, Benjamin
Benjamin Kappel, studierter Elektrotechniker und Arduino-Enthusiast, absolviert zurzeit den Masterstudiengang Informationstechnik/Technische Informatik an der Universität Rostock. Darüber hinaus ist er als IT-Dozent tätig. Dabei bildet er im Schwerpunkt Jugendliche weiter. Privat lebt er mit seiner Frau und der gemeinsamen kleinen Tochter in unmittelbarer Nähe zur Ostsee.