Lerne die Grundlagen der Elektronik, indem du manuell deinen Arduino Uno zusammenbaust, gewinne Erfahrung im Löten, indem du jedes einzelne Bauteil montierst, und entfalte dann deine Kreativität mit dem einzigen Kit, das sich zu einem Synthesizer verwandelt!
Das Arduino Make-Your-Uno-Kit ist wirklich der beste Weg, um zu lernen, wie man lötet. Und wenn du fertig bist, ermöglicht dir die Verpackung, einen Synthesizer zu bauen und deine eigene Musik zu machen.
Ein Kit mit allen Komponenten, um deinen eigenen Arduino Uno und einen Audio-Synthesizer-Schild zu bauen.
Das Make-Your-Uno-Kit wird mit einem kompletten Satz von Anweisungen in einer dedizierten Inhaltsplattform geliefert. Dazu gehören Videomaterial, ein 3D- interaktiver Viewer zur detaillierten Anleitung und wie man das Board programmiert, sobald es fertig ist.
Dieses Kit enthält:
Arduino Make-Your-Uno
1x Make-Your-Uno-PCB
1x USB-C-Serieller Adapter
7x Widerstände 1 kOhm
2x Widerstände 10 kOhm
2x Widerstände 1 MOhm
1x Diode (1N4007)
1x 16 MHz Quartz
4x gelbe LEDs
1x grüne LED 1x Drucktaster
1x MOSFET
1x LDO (3,3 V)
1x LDO (5 V)
3x Keramikkondensatoren (22pF)
3x Elektrolytkondensatoren (47uF)
7x Polyesterkondensatoren (100nF)
1x Sockel für ATMega 328p
2x I/O-Steckverbinder
1x Steckerleiste 6-polig
1x Buchsenstecker
1x ATmega 328p-Mikrocontroller
Arduino Audio Synth
1x Audio Synth PCB
1x Widerstand 100kOhm
1x Widerstand 10 Ohm
1x Audio-Verstärker (LM386)
1x Keramikkondensator (47nF)
1x Elektrolytkondensator (47uF)
1x Elektrolytkondensator (220uF)
1x Polyesterkondensator (100nF)
4x Anschluss-Pin-Header
6x Potentiometer 10kOhm mit Kunststoffknöpfen
Ersatzteile
2x Elektrolytkondensatoren (47uF)
2x Polyesterkondensatoren (100nF)
2x Keramikkondensatoren (22pF)
1x Drucktaster
1x gelbe LED
1x grüne LED
Mechanische Teile
5x Abstandshalter 12 mm
11x Abstandshalter 6 mm
5x Schraubmuttern
2x Schrauben 12 mm
Der Arduino Nano ist eine kleine, vollständige und Breadboard-freundliche Platine, die auf dem ATmega328 (Arduino Nano 3.x) basiert. Er hat mehr oder weniger die gleiche Funktionalität wie der Arduino Duemilanove, aber in einem anderen Gehäuse. Es fehlt nur eine DC-Strombuchse und arbeitet mit einem Mini-B-USB-Kabel anstelle eines Standardkabels.
Technische Daten
Mikrocontroller
ATmega328
Betriebsspannung (Logikpegel)
5 V
Eingangsspannung (empfohlen)
7-12 V
Eingangsspannung (Grenzwerte)
6-20 V
Digitale E/A-Pins
14 (davon 6 mit PWM-Ausgang)
Analogeingangs-Pins
8
DC-Strom pro I/O-Pin
40 mA
Flash-Speicher
16 KB (ATmega168) oder 32 KB (ATmega328), davon 2 KB für den Bootloader
SRAM
1 KB (ATmega168) oder 2 KB (ATmega328)
EEPROM
512 bytes (ATmega168) oder 1 KB (ATmega328)
Taktfrequenz
16 MHz
Abmessungen
18 x 45 mm
Stromversorgung
Der Arduino Nano kann über den Mini-B-USB-Anschluss, eine ungeregelte externe 6-20-V-Stromversorgung (Pin 30) oder eine geregelte externe 5-V-Stromversorgung (Pin 27) mit Strom versorgt werden. Die Stromquelle wird automatisch auf die höchste Spannungsquelle eingestellt.
Speicher
Der ATmega168 verfügt über 16 KB Flash-Speicher zum Speichern von Code (davon 2 KB für den Bootloader), 1 KB SRAM und 512 Byte EEPROM
Der ATmega328 verfügt über 32 KB Flash-Speicher zum Speichern von Code (2 KB werden auch für den Bootloader verwendet), 2 KB SRAM und 1 KB EEPROM.
Input und Output
Jeder der 14 digitalen Pins des Nano kann mit den Funktionen pinMode(), digitalWrite(), und digitalRead() als Eingang oder Ausgang verwendet werden.
Jeder Pin kann maximal 40 mA liefern oder empfangen und hat einen internen Pull-up-Widerstand (standardmäßig ausgeschaltet) von 20-50 kOhm.
Kommunikation
Der Arduino Nano verfügt über eine Reihe von Möglichkeiten zur Kommunikation mit einem Computer, einem anderen Arduino oder anderen Mikrocontrollern.
Der ATmega168 und ATmega328 bieten eine serielle UART-TTL-Kommunikation (5 V), die an den digitalen Pins 0 (RX) und 1 (TX) verfügbar ist. Ein FTDI FT232RL auf dem Board leitet diese serielle Kommunikation über USB weiter, und die FTDI-Treiber (in der Arduino-Software enthalten) stellen der Software auf dem Computer einen virtuellen Com-Port zur Verfügung.
Die Arduino-Software enthält einen seriellen Monitor, mit dem einfache Textdaten zum und vom Arduino-Board gesendet werden können. Die RX- und TX-LEDs auf dem Board blinken, wenn Daten über den FTDI-Chip und die USB-Verbindung zum Computer übertragen werden (jedoch nicht bei serieller Kommunikation über die Pins 0 und 1).
Eine SoftwareSerial-Bibliothek ermöglicht die serielle Kommunikation über jeden der digitalen Pins des Nano.
Programmierung
Der Arduino Nano kann mit der Arduino-Software (Download) programmiert werden.
Der ATmega168 oder ATmega328 auf dem Arduino Nano verfügt über einen Bootloader, mit dem Sie neuen Code ohne ein externes Hardware-Programmiergerät hochladen können. Er kommuniziert mit dem ursprünglichen STK500-Protokoll (Referenz, C-Header-Dateien).
Sie können den Bootloader auch umgehen und den Mikrocontroller über den ICSP-Header (In-Circuit Serial Programming) programmieren, indem Sie Arduino ISP oder ein ähnliches Programm verwenden; Einzelheiten finden Sie in dieser Anleitung.
Automatischer (Software-)Reset
Anstatt den Reset-Knopf vor einem Upload physisch zu betätigen, ist der Arduino Nano so konzipiert, dass er durch eine auf einem angeschlossenen Computer laufende Software zurückgesetzt werden kann.
Eine der Hardware-Flusskontrollleitungen (DTR) desFT232RL ist über einen 100 nF-Kondensator mit der Reset-Leitung des ATmega168 oder ATmega328 verbunden. Wenn diese Leitung aktiviert wird (low), fällt die Reset-Leitung lange genug ab, um den Chip zurückzusetzen.
Die Arduino-Software nutzt diese Fähigkeit, um das Hochladen von Code durch einfaches Drücken der Upload-Taste in der Arduino-Umgebung zu ermöglichen. Dies bedeutet, dass der Bootloader ein kürzeres Timeout haben kann, da das Absenken von DTR gut mit dem Beginn des Uploads koordiniert werden kann.
Das Elektor MultiCalculator Kit ist ein Arduino-basierter Multifunktionsrechner, der über einfache Berechnungen hinausgeht. Es bietet 22 Funktionen, darunter Licht- und Temperaturmessung, Differenztemperaturanalyse und NEC-IR-Fernbedienungsdekodierung. Der Elektor MultiCalculator ist ein praktisches Werkzeug für den Einsatz in Ihren Projekten oder für Bildungszwecke.
Das Kit enthält ein Pro Mini-Modul als Recheneinheit. Die Platine lässt sich mithilfe von Durchgangslochkomponenten einfach zusammenbauen. Das Gehäuse besteht aus 11 Acrylplatten und Montagematerial für eine einfache Montage. Darüber hinaus ist das Gerät mit einem 16x2 alphanumerischen LCD, 20 Tasten und Temperatursensoren ausgestattet.
Der Elektor MultiCalculator ist über einen 6-Wege-PCB-Header mit der Arduino-IDE programmierbar. Der Rechner kann mit einem Programmieradapter programmiert werden und wird über USB-C mit Strom versorgt.
Betriebsmodi
Rechner
4-Ring-Widerstandscode
5-Ring-Widerstandscode
Konvertierung von Dezimalzahlen in Hexadezimalzahlen und Zeichen (ASCII)
Konvertierung von Hexadezimalzahlen in Dezimalzahlen und Zeichen (ASCII)
Dezimal-zu-Binär- und Zeichen-Konvertierung (ASCII)
Binär-zu-Dezimal- und Hexadezimal-Konvertierung
Berechnung von Hz, nF und kapazitiver Reaktanz (XC)
Hz, µH, Berechnung der induktiven Reaktanz (XL)
Widerstandsberechnung zweier parallel geschalteter Widerstände
Widerstandsberechnung zweier in Reihe geschalteter Widerstände
Berechnung des unbekannten Parallelwiderstands
Temperaturmessung
Differenztemperaturmessung T1&T2 und Delta (δ)
Lichtmessung
Stoppuhr mit Rundenzeitfunktion
Artikelzähler
NEC IR-Fernbedienungsdekodierung
AWG-Umwandlung (American Wire Gauge)
Würfeln
Startnachricht personalisieren
Temperaturkalibrierung
Technische Daten
Menüsprachen: Englisch, Niederländisch
Abmessungen: 92 x 138 x 40 mm
Bauzeit: ca. 5 Stunden
Lieferumfang
Leiterplatten- und Durchgangslochkomponenten
Vorgeschnittene Acrylplatten mit allen mechanischen Teilen
Pro Mini Mikrocontroller-Modul (ATmega328/5 V/16 MHz)
Programmieradapter
Wasserdichte Temperatursensoren
USB-C Kabel
Downloads
Software
Dieser USB-Stick enthält eine Auswahl von über 300 Arduino-bezogenen Artikeln, die im Elektor-Magazin veröffentlicht wurden. Der Inhalt umfasst sowohl Hintergrundartikel als auch Projekte zu folgenden Themen:
Software- und Hardware-Entwicklung: Tutorials zur Arduino-Softwareentwicklung mit der Arduino IDE, Atmel Studio, verschiedenen Shields und grundlegenden Programmierkonzepten.
Lernen: Das Mikrocontroller-Bootcamp bietet einen strukturierten Einstieg in die Programmierung eingebetteter Systeme.
Datenerfassung und -messung: Projekte wie ein 16-Bit-Datenlogger, ein Drehbank-Tachometer und ein AC-Netzanalyzer ermöglichen die Erfassung und Analyse von Echtzeitsignalen.
Drahtlose Kommunikation: Erfahren Sie, wie man drahtlose Netzwerke implementiert, eine Android-Schnittstelle erstellt und effektiv mit Mikrocontrollern kommuniziert.
Robotik und Automatisierung: Lernen Sie den Arduino Nano Robot Controller, unterstützende Automatisierungs-Boards sowie diverse Arduino-Shields zur Funktionserweiterung kennen.
Selbstbauprojekte: Einzigartige DIY-Projekte wie Laserprojektion, eine Numitron-Uhr mit Thermometer, ein ELF-Empfänger, Theremino-Module und Touch-LED-Schnittstellen zeigen kreative Einsatzmöglichkeiten auf.
Egal, ob Sie Einsteiger oder erfahrener Maker sind – diese Sammlung ist eine wertvolle Ressource zum Lernen, Experimentieren und Erweitern der Möglichkeiten mit Arduino.
The Arduino Uno is an open-source microcontroller development system encompassing hardware, an Integrated Development Environment (IDE), and a vast number of libraries. It is supported by an enormous community of programmers, electronic engineers, enthusiasts, and academics. The libraries in particular really smooth Arduino programming and reduce programming time. What’s more, the libraries greatly facilitate testing your programs since most come fully tested and working.
The Raspberry Pi 4 can be used in many applications such as audio and video media devices. It also works in industrial controllers, robotics, games, and in many domestic and commercial applications. The Raspberry Pi 4 also offers Wi-Fi and Bluetooth capability which makes it great for remote and Internet-based control and monitoring applications.
This book is about using both the Raspberry Pi 4 and the Arduino Uno in PID-based automatic control applications. The book starts with basic theory of the control systems and feedback control. Working and tested projects are given for controlling real-life systems using PID controllers. The open-loop step time response, tuning the PID parameters, and the closed-loop time response of the developed systems are discussed together with the block diagrams, circuit diagrams, PID controller algorithms, and the full program listings for both the Raspberry Pi and the Arduino Uno.
The projects given in the book aim to teach the theory and applications of PID controllers and can be modified easily as desired for other applications. The projects given for the Raspberry Pi 4 should work with all other models of Raspberry Pi family.
The book covers the following topics:
Open-loop and closed-loop control systems
Analog and digital sensors
Transfer functions and continuous-time systems
First-order and second-order system time responses
Discrete-time digital systems
Continuous-time PID controllers
Discrete-time PID controllers
ON-OFF temperature control with Raspberry Pi and Arduino Uno
PID-based temperature control with Raspberry Pi and Arduino Uno
PID-based DC motor control with Raspberry Pi and Arduino Uno
PID-based water level control with Raspberry Pi and Arduino Uno
PID-based LED-LDR brightness control with Raspberry Pi and Arduino Uno
Programming and Projects for the Minima and WiFi
Based on the low-cost 8-bit ATmega328P processor, the Arduino Uno R3 board is likely to score as the most popular Arduino family member, and this workhorse has been with us for many years. Eleven years later, the long-overdue successor, the Arduino Uno R4, was released. It is built around a 48 MHz, 32-bit Arm Cortex-M4 microcontroller and provides significantly expanded SRAM and Flash memory. Additionally, a higher-precision ADC and a new DAC are added to the design. The Uno R4 board also supports the CAN Bus with an interface.
Two versions of the board are available: Uno R4 Minima, and Uno R4 WiFi. This book is about using these new boards to develop many different and interesting projects with just a handful of parts and external modules. All projects described in the book have been fully tested on the Uno R4 Minima or the Uno R4 WiFi board, as appropriate.
The project topics include the reading, control, and driving of many components and modules in the kit as well as on the relevant Uno R4 board, including
LEDs
7-segment displays (using timer interrupts)
LCDs
Sensors
RFID Reader
4x4 Keypad
Real-time clock (RTC)
Joystick
8×8 LED matrix
Motors
DAC (Digital-to-analog converter)
LED matrix
WiFi connectivity
Serial UART
CAN bus
Infrared controller and receiver
Simulators
… all in creative and educational ways with the project operation and associated software explained in great detail.
An 8-in-1 test & measurement instrument for the electronics workbench
A well-equipped electronics lab is crammed with power supplies, measuring devices, test equipment and signal generators. Wouldn‘t it be better to have one compact device for almost all tasks? Based on the Arduino, a PC interface is to be developed that’s as versatile as possible for measurement and control. It simply hangs on a USB cable and – depending on the software – forms the measuring head of a digital voltmeter or PC oscilloscope, a signal generator, an adjustable voltage source, a frequency counter, an ohmmeter, a capacitance meter, a characteristic curve recorder, and much more.
The circuits and methods collected here are not only relevant for exactly these tasks in the "MSR" electronics lab, but many details can also be used within completely different contexts.
Buch: Mastering the Arduino Uno R4
Das Arduino Uno R3 Board basiert auf dem kostengünstigen 8-Bit-Prozessor ATmega328P und dürfte sich als das beliebteste Mitglied der Arduino-Familie erweisen. Dieses zuverlässige Board begleitet uns seit vielen Jahren. Elf Jahre später erschien der lang erwartete Nachfolger, das Arduino Uno R4. Es basiert auf einem 48-MHz-32-Bit-Arm-Cortex-M4-Mikrocontroller und bietet deutlich erweiterten SRAM- und Flash-Speicher. Zusätzlich wurden ein hochpräziserer ADC und ein neuer DAC integriert. Das Uno R4 Board unterstützt außerdem den CAN-Bus mit einer entsprechenden Schnittstelle.
Das Board ist in zwei Versionen erhältlich: Uno R4 Minima und Uno R4 WiFi. Dieses Buch zeigt, wie man mit diesen neuen Boards und nur wenigen Bauteilen und externen Modulen viele verschiedene und interessante Projekte realisieren kann. Alle im Buch beschriebenen Projekte wurden, je nach Modell, vollständig auf dem Uno R4 Minima oder dem Uno R4 WiFi-Board getestet.
Die Projektthemen umfassen das Auslesen, Steuern und Ansteuern zahlreicher Komponenten und Module des Bausatzes sowie des jeweiligen Uno R4-Boards, einschließlich
LEDs
7-Segment-Anzeigen (mit Timer-Interrupts)
LCDs
Sensoren
RFID-Leser
4×4-Tastatur
Echtzeituhr (RTC)
Joystick
8×8 LED-Matrix
Motoren
DAC (Digital-Analog-Wandler)
LED-Matrix
WiFi-Konnektivität
Serieller UART
CAN-Bus
Infrarot-Controller und -Empfänger
Simulatoren
… alles auf kreative und lehrreiche Weise, wobei die Funktionsweise des Projekts und die zugehörige Software sehr detailliert erklärt werden.
Arduino Uno R4 WiFi
Der Arduino Uno R4 wird vom Renesas RA4M1 32-Bit ARM Cortex-M4 Prozessor angetrieben und bietet dadurch eine deutliche Steigerung der Rechenleistung, des Speichers und der Funktionalität. Die WiFi-Version verfügt zusätzlich zum RA4M1 über ein ESP32-S3 WLAN-Modul und erweitert so die kreativen Möglichkeiten für Maker und Ingenieure.
Der Arduino Uno R4 taktet mit 48 MHz und bietet damit eine dreifache Steigerung gegenüber dem beliebten Uno R3. Darüber hinaus wurde der SRAM von 2 kB auf 32 kB und der Flash-Speicher von 32 kB auf 256 kB erweitert, um komplexere Projekte zu unterstützen. Auf Wunsch der Community wurde der USB-Anschluss auf USB-C umgestellt und die maximale Versorgungsspannung dank eines verbesserten Wärmemanagements auf 24 V erhöht. Die Platine verfügt über einen CAN-Bus und einen SPI-Anschluss, wodurch Anwender den Verkabelungsaufwand reduzieren und durch den Anschluss mehrerer Shields parallele Aufgaben ausführen können. Ein 12-Bit-Analog-DAC ist ebenfalls auf der Platine vorhanden.
Technische Daten
Mikrocontroller
Renesas RA4M1 (ARM Cortex-M4)
USB
USB-C
Programmieranschluss
Anschlüsse
Digitale Ein-/Ausgangsanschlüsse
14
Anschlüsse
Analoge Eingangsanschlüsse
6
DAC
1
RTC
1
PWM-Anschlüsse
6
Kommunikation
UART
1x
I²C
1x
SPI
1x
Qwiic I²C-Anschluss
1x
CAN
1x CAN-Bus
Stromversorgung
Betriebsspannung
5 V
Eingangsspannung (VIN)
6-24 V
Gleichstrom pro I/O-Pin
8 mA
Taktfrequenz
Hauptkern
48 MHz
Speicher
RA4M1
256 kB Flash, 32 kB RAM
LED-Matrix
12 x 8 (96 rote LEDs)
Abmessungen
68,9 x 53,4 mm
Downloads
Datasheet
Schematics
Dieses Bundle enthält:
Buch: Mastering the Arduino Uno R4 (Einzelpreis: 40 €)
Arduino Uno R4 WiFi (Einzelpreis: 30 €)
Verwirklichen Sie Ihre Projekt-Träume: Der Kilometerzähler fürs Hamsterrad, eine vollautomatische Steuerung Ihrer Ameisenfarm mit Webinterface, oder den Sandwich-O-Mat – eine Maschine, die Sandwich-Toasts nach Wahl belegt und überbackt.
Mit Arduino und der DIY- oder Maker-Bewegung wurde nicht nur der Einstieg in die Mikrocontroller-Programmierung kinderleicht, auch eine zweite Entwicklung fand statt: Viele Entwickler bringen kleine Boards – sogenannte Shields oder Module – auf den Markt, die den Einsatz zusätzlicher Hardware stark vereinfachten. Die kleinen Baugruppen enthalten alle wichtigen elektronischen Teile, um mit ein paar Steckkabeln an den Mikrocontroller angeschlossen zu werden, so dass ein frickeliger und aufwändiger Aufbau auf dem Steckboard entfällt. Zudem ist es so möglich, auch winzige kleine Bauteile zur Hand zu haben, die keine Anschlussbeinchen mehr haben (sogenannte SMDs).
Enthaltene Projekte
Arduino sucht Anschluss
BMP, Einführung in Bibliotheken und I²C
Mit den Mehrzweck-Shield I/O-Grundlagen kennenlernen
I²C-LCD-Adapter und Punktmatrixanzeigen
LCD-Tastaturschutz
Level-Konverter
W5100: Internetanbindung
I/O-Erweiterungs-Shields
Relais und Solid-State-Relais
Das Multi-Funktions-Shield: eine universelle Bedieneinheit
SD-Kartenleser über SPI anbinden
Tasten und 7-Segmentanzeigen
16-Bit-ADC
DAC MCP4725
16-fach PWM Servo-Treiber
MP3-Player
GPS-Datenlogger mit SD-Karte
Berührungssensor
Joystick
SHT31: Temperatur und Luftfeuchtigkeit
UV A-Sensor VEML6070
VL53L0X Flugzeit
Ultraschallsensor-Entfernungsmesser
LED-Punktmatrixanzeige mit MAX7219
Echtzeituhr DS3231
Port-Expander MCP23017
433 MHz Funk
MPU-650: Gyroskop
Beschleunigungssensor ADXL345
WS2812 RGB-LEDs
Spannungsversorgung
MQ-xx Gassensoren
CO2-Gassensor
ACS712 Stromstärkesensor
INA219 Stromstärkesensor
L298 Motortreiber
RFID-Modul MFRC522
28BYJ-48 Schrittmotor
TMC2209 Leiser Trittschalter
X9C10x Digitales Poti
Farb-TFT-Display mit ST7735
E-Paper-Anzeige
Bluetooth
Geigerzähler
SIM800L GSM-Modul
I²C-Multiplexer
Controller Area Network
Dieses E-Book enthält 53 originale Arduino-Artikel, die in der Zeitschrift Elektor zwischen März 2009 und Juli/August 2015 veröffentlicht wurden.
Das 268 Seiten umfassende PDF steckt voller Ideen, Erklärungen, Tipps, Grafiken, Programme, Platinenlayouts und vieles mehr. Die Artikel sind informativ, unterhaltsam und anregend zugleich. Lassen Sie sich inspirieren!
Das Inhaltsverzeichnis ist komplett verlinkt, so dass Sie Ihr gewünschtes Projekt sofort öffnen und lesen oder auch zwischen den Projekten schnell wechseln können.
,
von Lobna Belarbi
Unverzichtbare Boards, Kits & Werkzeuge von Elektor für deinen Arduino-Einstieg
Egal ob du als Einsteiger die Welt der Mikrocontroller entdecken oder als erfahrener Maker dein Werkzeugarsenal erweitern möchtest – Elektor bietet eine sorgfältig zusammengestellte Auswahl...