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Selbstbauprojekt 2017 – GØ1
• Motivation und Konzept der Arduino-Projektplattform
• Arduino Uno, Entwicklungsumgebung IDE
• LCD-Shield
• Beispielprogramm
• Platine für die Teilprojekte P1.1 bis P1.4
• Beispiele - P1.3 Elektronischer Würfel- P1.4 Heißer Draht
• Ausblick und Fazit
Reinhard Noll, DF1RN
Aachen, 23.6.2017
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• bisher:Lötprojekt für Kinder/Jugendliche ab 10 J.,
Projektdauer: 1 x 2.5 h, Unkostenbeitrag: 5,- €
• jetzt: Löten und Programmieren, Zielgruppe: Jugendliche ab 15 J.,und interessierte Funkamateure,
Projektdauer: 2 x 2.5 h,Unkostenbeitrag: 20,- € Projektplattform + 5,- €Lötprojekt
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Motivation für neues Projektkonzept
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• Projektplattform wird entweder von denTeilnehmern erworben oder verbleibt beim OV
• Projektplattform wird für Folgeprojekte genutzt,sodass den Teilnehmern weiterführende Projekteangeboten werden können
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Motivation für neues Projektkonzept
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tKonzept der Projektplattform
Schalter
Reset-Taster
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tKonzept der Projektplattform
Schalter
Reset-Taster
Holzkonstruktion
LötprojektLCD Shield
Arduino Uno
Bedienelemente
Steckverbindungen
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tArduino Uno Board – das Original
Schalter
Reset-Taster
digitale I/O, 5 V, D0 - D13
„∼“ → PWM möglich
analoge I/O, 0 - 5 V, A0 – A5
Hohlsteckerbuchse, 2,1 mm, für externe Versorgung, 7 – 12 V
USB-Anschluss,Typ B; Kommunikation und Versorgung
Reset Taste
Buchsenleiste zum Aufstecken von Erweiterungsplatinen (shields)
68,6 x 53,3 mm2
Serial LEDs
MikrocontrollerAtmega 328P
USB-seriell-Konverter
Betriebs-anzeige
grüne LED, mit D13 verbunden
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Arduino – Geschichte, Hardware
• 2005 – Entwicklung von Massimo Banzi und David Cuartielles; C/C++ Code von David Mellis
• Name kommt von einer Bar in Ivrea
• bis 2008 wurden 50 000 boards verkauft; 2013 (Interview D. Cuartielles): 700 000 „offizielle“ boards + gleiche Anzahl clones;
2017: geschätzt mehrere Millionen
• Ein-Platinen-Mikrocontroller, beim Arduino Uno R3: Atmel 8-bitAVR Mikrocontroller (ATmega328); 16 MHz Schwingquarz;Flashspeicher 32 kB (Flash-EEPROM), EEPROM 1 kB, SRAM 2 kB(flüchtiger Speicher); 14 digitale Ein-/Ausgänge, 6 analoge Ein-/Ausgänge
• vorprogrammiert mit Bootloader (Startprogramm), sodass über serielle Schnittstelle ohne externes Programmiergerätprogrammiert werden kann (Umsetzung USB auf seriell mit eigens dafür entwickeltem USB-seriell-Konverter, z.B. ATmega16U2)
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Arduino – Software
• integrierte Entwicklungsumgebung (IDE); Java-Anwendung, die für Windows, Linux und MacOS kostenlos verfügbar ist
• die IDE umfasst: Code-Editor, und GCC (GNU C Compiler oder GNU
Compiler Collection) als Compiler; Einbindung von avr-gcc-Library undweitere Arduino-Libraries, die die Programmierung in C, C++ stark
vereinfachen
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Arduino – Software
• download:https://www.arduino.cc/en/Main/Donate
Datei: arduino-1.8.3-windows.exe
• Installationsanleitung:https://www.arduino.cc/en/Guide/Windows
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Arduino – Shield
• bestückte oder unbestückte Erweiterungsplatinen, die auf das ArduinoBoard aufgesteckt werden
• Beispiele
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LCD – Shield
• LCD Keypad Shield der Fa. DFRobot, zweizeiliges Display, 16 x 2 weißeZiffern mit blauer Hintergrundbeleuchtung; fünf Tasten, die über denEingang A0 ausgelesen werden
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Beispielprogramm - Sketch
Kommentar
Datentyp der Variablen LED ist „int“; LED wird an D4 angeschlossen
wird beim Start einmalig aufgerufen, Zuweisungen
wird bei eingeschaltetem Board wiederholt durchlaufen; das Argumentder Funktion delay gibt eine Zeit in ms an
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tSelbstbauprojekt 2017 -Teilprojekte P1.1 bis P1.5
Teilprojekt P1.1 - Blinkende LEDs; Arduino Uno ohne LCD-Shield
Teilprojekt P1.2 - Ampelsteuerung; Arduino Uno ohne LCD-Shield
Teilprojekt P1.3 - Elektronischer Würfel; Arduino Uno ohne LCD-Shield
Teilprojekt P1.4 - Heißer Draht; Arduino Uno mit LCD-Shield
Teilprojekt P1.5 - Stoppuhr; Arduino Uno mit LCD-Shield
in Zukunft: P2.1, P2.2, …, Pn.x
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tSchaltung für Projektplattform und Lötprojekt
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Platine für Lötprojekt
• Prototyp auf Lochrasterplatine
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P1.3 – elektronischer Würfel
→ video
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P1.4 – Heißer Draht
→ video
Anschluss der Kontaktfigur
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LCD-Anzeige für Heißen Draht1
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P1.5 - Stoppuhr1
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→ video
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Ausblick - Arduino und HF
• HF/NF-Tastkopf der QRP AG
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HF/NF-Tastkopf - Schaltplan
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Kalibrierkurve
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LCD-Anzeige mit Arduino Uno
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Richtigkeit
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Fazit
• die Projektplattform bietet eine Verknüpfung eines einfach zu programmierendenMicrocontrollers mit einem Lötprojekt
• … erlaubt einen attraktiven Einstieg in die Weltder Microcontroller und deren Anwendungen
• … und ermöglicht vielfältige Erweiterungen und Folgeprojekte
• Vorschlag: OV Aachen erstellt 25 Bausätze, Gesamtkosten für Einkauf: ca. 620,- €
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Danke!
Hans-Jürgen für die beigestellten Muster für LCD-Shield und Arduino Uno Clone
Ludwig für P1.1, P1.2, Vorschläge zur Verbesserung der Schaltung
Moritz für den ersten Entwurf einer Platine
Uli für die Bereitschaft die Holzkonstruktion aufzubauen
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