Bastelcomputer Arduino Es werde Blinklicht!

Ein paar Zeilen Programmcode, schon blinkt die Leuchtdiode: Mit einem Arduino-Starterset können Anfänger schnell erste Erfolge beim Herumspielen mit Hard- und Software erzielen. Der kleine Bastelcomputer ist der Chemiebaukasten unserer Zeit.

Bastelcomputer mit blinkender Leuchtdiode: Moderner Chemiebaukasten
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Bastelcomputer mit blinkender Leuchtdiode: Moderner Chemiebaukasten

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Sie blinkt. Eine kleine, rote Leuchtdiode, aufgesteckt auf eine scheckkartengroße Platine mit einem Mikroprozessor. Mit einem USB-Kabel lässt sich der Chip an einen Computer anschließen und mit Programmcode füttern. Hat man die richtigen Steuerbefehle gefunden und in die korrekte Reihenfolge gebracht, blinkt das Halbleiterelement.

Der kleine Bastelcomputer heißt Arduino, und mit ihm sollen Neugierige mehr über das Zusammenspiel von Hardware und Software lernen können. Klar kann man eine Leuchtdiode auch einfacher zum Blinken bringen. Aber das ist ja auch nur der Anfang auf dem Weg zum besseren Technikverständnis. Mit einem Arduino lässt sich das Zusammenspiel von Hardware und Software spielerisch auskundschaften.

Beim nächsten Bastelprojekt könnten schon sechs Leuchtdioden eine voreingestellte Zeit herunterzählen, als digitale Sanduhr. Von da bis zur Roboterhand mit Servomotoren, einer über Twitter fernsteuerbaren Kaffeemaschine oder zum sich selbst zuschnürenden Schuh wie in "Zurück in die Zukunft" sind es nur ein paar zusätzliche Zeilen C-Programmcode und ein paar Steckverbindungen. Jedenfalls im Prinzip.

Servomotor und Flüssigkristallanzeige

Ein einfaches Arduino-Board kostet rund 20 Euro, eine Leuchtdiode vielleicht 20 Cent, die Software zur Programmierung und Anleitungen gibt es kostenlos im Web. Komfortabler ist das Arduino Starter Kit, das neben einem Arduino Uno jede Menge elektronische Bauteile enthält, darunter ein kleiner Motor und eine Flüssigkristallanzeige, sowie eine bunte Anleitung mit ersten Projekten. Das Set kostet rund 80 Euro, etwa so viel wie ein guter Chemiebaukasten.

Wie mit so einem Chemiebaukasten lassen sich schnell erste Erfolge mit dem 8-Bit-Rechner erzielen. Je tiefer man dann in die Materie eindringt, desto komplizierter wird es - und auch ein Restrisiko bleibt. Legt man es darauf an, kann man seinen kleinen Arduino mit ein paar Stromstößen über falsche Steckverbindungen auch ins Jenseits befördern.

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Arduino Starter Kit: In nur drei Schritten zum Blinklicht
Im Gegensatz zum ähnlich großen Bastelcomputer Raspberry Pi fehlt es einem Arduino so ziemlich an allem: Es gibt keinen Videoausgang, keine Netzwerkverbindung, keinen Steckplatz für eine Speicherkarte. Es läuft auch kein Linux-Betriebssystem auf dem Arduino Uno, dafür reichen der 16-Megaherz-Prozessor und die zwei Kilobyte Arbeitsspeicher nicht aus - aber es geht ja auch um grundlegendes Elektronik-Basteln, um schnelle Erfolge. Mit einem Arduino kann man sofort loslegen.

Günstige Klone und Miniaturversionen

Vor neun Jahren wurden die ersten Arduino-Boards entwickelt, als Studentenprojekt an einer Hochschule in Italien. Einsteiger sollten möglichst schnell loslegen und eigene Anwendungen programmieren können - diese Idee wurde zum Erfolg. Mittlerweile gibt es diverse Versionen des günstigen Bastelcomputers. Hunderttausende Arduino-Boards wurden verkauft. Weil die Architektur Open Source ist, existieren außerdem diverse günstige Nachbauten.

Die Arduinos sind integraler Bestandteil der sogenannten Maker-Szene. Die Bastler werkeln in Hackerspaces und Garagen an Ideen, für deren Umsetzung man bis vor Kurzem noch die Ressourcen eines großen Unternehmens benötigt hätte: Sie bauen Drohnen, entwickeln Buchscanner oder bauen sich ihren eigenen 3D-Drucker - der natürlich von einem Arduino angetrieben wird.

Die Arduino-Plattform ist vielseitig, weitere Funktionen lassen sich über Steckkarten, sogenannte Shields, nachrüsten. So kann ein Arduino auch im W-Lan funken. Neben dem Arduino Uno gibt es auch schnellere Varianten, die genug Rechenleistung mitbringen, um zum Beispiel einen C64 zu emulieren. Auch Miniaturversionen sind erhältlich, ein Board misst dann gerade mal 4,3 mal 1,8 Zentimeter - zum Herumprobieren eher unpraktisch, aber zum Einbau in selbst entworfene Gerätschaften genau richtig.

Die blinkende Leuchtdiode ist nur der erste Schritt. Aber er ist so einfach und lässt sich ohne Vorkenntnisse bewältigen, dass sich angehende Maker anschließend ohne zu zögern an das nächstkompliziertere Projekt heranwagen.

Mit diesen Klein-Computern lässt sich basteln
Gareth Halfacree, CC-Lizenz BY-SA

Raspberry Pi

Etwa so groß wie eine Kreditkarte ist dieser Mini-Computer mit ARM-Chip, auf dem verschiedene Linux-Versionen laufen. Der Raspberry Pi, hinter dem eine britische Stiftung steht, wird seit 2012 verkauft und hat eine große Fangemeinde. Das aktuelle Modell B+ hat 512 MB Arbeitsspeicher. Der Einplatinenrechner kostet rund 37 Euro, Startersets mit Zubehör gibt es für rund 65 Euro.

Gareth Halfacree, CC-Lizenz BY-SA

Beaglebone

Ebenfalls mit einem ARM-Prozessor ausgestattet aber mächtiger als ein Raspberry Pi ist der Beaglebone, der seit 2013 verkauft wird. Auf dem Mini-Computer mit 1 GHz-Prozessor laufen Ubuntu- und andere Linux-Versionen sowie Android und Windows Embedded. Ein Beaglebone kostet rund 60 Euro.

Snootlab, CC-Lizenz BY

Arduino Uno

Für Bastler ist der Arduino gedacht. Dabei handelt es sich nicht um einen kompletten Mini-PC, sondern um einen Microcontroller. An einen Arduino können zum Beispiel Sensoren und Motoren angeschlossen werden. Die kleinen Platinen werden seit 2005 verkauft. Das nackte Board kostet rund 20 Euro, ein Starterset mit viel Zubehör rund 80 Euro. Die Arduino-Plattform basiert auf Open Source, es gibt günstigere Nachbauten.

oomlout, CC-Lizenz BY-SA

Arduino Ethernet

Im Vergleich zum Raspberry Pi oder Beaglebone fehlem dem Arduino mit seinem 16 MHz-Microcontroller und 2 KB Arbeitsspeicher natürlich alle möglichen Anschlüsse. Über eine Schnittstelle lassen sich sogenannte Shields nachrüsten, Steckkarten wie diese Netzwerk-Schnittstelle. Ein Arduino Ethernet Shield kostet rund 6 Euro.

oomlout, CC-Lizenz BY-SA

Arduino Pro Mini

Ein kleiner Arduino-Nachbau, der auf die USB-Schnittstelle verzichtet - und dafür sehr günstig ist, nicht einmal 10 Euro kostet. Für Einsteiger ist dieser Arduino-Klon wohl eher nichts, er eignet sich mehr für konkrete Projekte und zum platzsparenden Einbau.

oomlout, CC-Lizenz BY-SA

Netduino

Diese Entwicklungsplattform nutzt das .Net Micro Framework von Microsoft und hat mit 120 MHz einen schnelleren Prozessor als ein Arduino und mit 60 KB deutlich mehr Arbeitsspeicher - und ist trotzdem mit einigem Zubehör kompatibel. Ein Netduino kostet rund 45 Euro.

Digispark

Digispark

Noch ein kleiner Arduino-Klon: Der Digispark ist ungefähr so groß wie eine Euromünze. Die Entwicklung wurde 2012 auf Kickstarter finanziert. Ein Digispark kostet rund 10 Euro.

SparkFun Electronics, CC-Lizenz BY

Teensy 3.1

Ein kleines Microcontroller-Board mit USB-Anschluss. Der ARM-Prozessor läuft mit 72 MHz, 64 KB Arbeitsspeicher stehen zur Verfügung. Ein Board kostet rund 30 Euro.



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Granata 05.08.2014
1. Kein computer
Der arduino ist kein Computer, sondern ein microcontroller. Deshalb hat er auch keine Video oder sound Ausgänge. Der raspberry Pi hingegen ist ein vollwertiger Computer, wenn auch ein kleiner. Der arduino ist übrigens nach einem König benannt, der in der Gegend des heutigen Ivrea regierte, wo der Controller erfunden wurde.
olivervöl 05.08.2014
2. Arduino = Microcontroller, Raspberry Pi = Microcomputer
Ein Arduino-Board ist genau genommen kein Computer, sondern nur ein programmierbarer Controller. Ein Computer hat ein Betriebssystem, kann mittels Multitasking mehrere Programme ausführen und kann mittels Treibersoftware Peripheriegeräte wie Tastaturen oder Drucker ansteuern. Das alles kann ein Arduino-Microcontroller nicht. Er spielt immer nur ein einziges, festgelegtes Programm ab, das mit Hilfe eines PC oder Mac verändert oder ausgetauscht werden kann. Auf einem Raspberry Pi oder Beagle Board kann man Videos abspielen, einen Web-Browser ausführen, Briefe schreiben oder sogar Software entwickeln - nicht mit einem Arduino. Trotzdem ist das Arduino-Konzept aufgrund seiner Einfachheit genial und zum Lernen der digital Mess- und Steuerungstechnik hervorragend geeignet. Damit kann man Thermometer bauen, Fernsteuerungen, Roboter, Uhren u.v.m. Mit Büchern wie z.B. vom Autor Simon Monk kann das jeder lernen.
Gottloser 05.08.2014
3. Das ist jetzt aber ganz toll, oder?
Zitat von sysopSPIEGEL ONLINEEin paar Zeilen Programmcode, schon blinkt die Leuchtdiode: Mit einem Arduino-Starterset können Anfänger schnell erste Erfolge beim Herumspielen mit Hard- und Software erzielen. Der kleine Bastelcomputer ist der Chemiebaukasten unserer Zeit. http://www.spiegel.de/netzwelt/gadgets/arduino-bastelcomputer-es-werde-blinklicht-a-982281.html
Also ich habe so etwas ähnliches schon Anfang der 70er-Jahre im Gymnasium im Informatik-Kurs gemacht. Damals war es "nur" ein vierstelliger Taschenrechner zusammen gelötet aus Transistoren, Widerständen etc. , aber geblinkt haben da mehrere Lämpchen. Schließlich musste beim Rechnen ja ein Ergebnis heraus kommen. Sagen wir es also mal so, ein schönes Spielzeug, das einen Einstieg in die Technik bietet. Auch früher waren die Leute nicht auf den Kopf gefallen. Apropos Chemiekasten! Der hat auch heute noch seine Berechtigung, wenn man sich für Chemie interessiert.
tappstapps 05.08.2014
4. Definition
[QUOTE=olivervöl;16325317 Ein Computer hat ein Betriebssystem, kann mittels Multitasking mehrere Programme ausführen [/QUOTE] Richtig, der Arduino ist ein Microcontroller. "Multitasking" ist aber keine definierende Eigenschaft eines Computers.
klaasohm24 05.08.2014
5. Animated GIF
Bitte mehr davon als Artikelbilder bei SPON
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