Erik Bartmann - Mit Arduino die elektronische Welt entdecken

Der Schaltplan ist wirklich eine einfache Sache und leicht zu verstehen.

Abb. 2:Der Discoveryboard-Schaltplan

Beim Verlöten auf der Platinenrückseite musst du eine sehr ruhige Hand haben, doch wenn ich das hinbekommen habe, schaffst du das auch. Da die Lötpunkte sehr dicht beieinanderliegen, ist es ratsam, eine Lötpumpe griffbereit zu haben. Es passiert sehr schnell, dass zwei benachbarte Punkte einen Schluss bekommen, wenn zu viel Lötzinn verwendet wird. Kein Drama, aber nervig. Es ist mir recht oft passiert.

Für die Anzeige wurde eine vierstellige Siebensegmentanzeige mit gemeinsamer Anode verwendet, die vom Typ CL5641BH ist, wobei natürlich auch andere Bauteile mit ähnlichen Spezifikationen verwendet werden können. Die Pinbelegung der Anzeige schaut wie folgt aus.

Wie diese Siebensegmentanzeige anzusteuern ist, wird in einem eigenen Bastelprojekt 17natürlich genau beschrieben. Es ist im Schaltplan zu erkennen, dass alle Segmente der einzelnen Stellen zusammengeschaltet sind. Das würde natürlich bedeuten, dass alle Segmente auf allen Stellen gleichzeitig leuchten würden, was natürlich keinen Sinn macht. Der Knackpunkt ist die gezielte beziehungsweise intelligente Ansteuerung der einzelnen Anoden der Stellen Dig1 bis Dig 4. Diese Anode sind alle miteinander verbunden, was gemeinsame Anode genannt wird. Um nun aber jede einzelne Stelle separat mit unterschiedlichen Stellenwerten anzusteuern, kommt ein bestimmtes Verfahren zur Anwendung. Es wird also spannend!

Abb. 3:Die Pinbelegung der Anzeige CL5641BH

Besuch bitte regelmäßig meine Webseite. Ich stelle dort im Downloadbereich gelegentlich weitere Updates zum Arduino Discoveryboard rein.

In den meisten Büchern zum Erlernen einer Programmiersprache wird zu Anfang ein sogenanntes Hallo-Welt -Programm‌ präsentiert. Es soll einen Einblick in die Syntax der Programmiersprache bieten, indem es etwas recht Simples tut, und zwar nur den Text Hallo Welt auf dem Bildschirm ausgibt. Auf diese Weise kann ein Programmierer einen zeitsparenden Eindruck von der Programmiersprache und seiner Syntax gewinnen.

Wie sieht ein Hallo-Welt-Programm bei dem Arduino aus? Der Arduino hat ja in seinem Urzustand kein Display, also kein Anzeigegerät, um sich dir mitzuteilen. Was also tun? Wenn eine Kommunikation nicht in schriftlicher Form möglich ist, dann vielleicht mittels optischer oder akustischer Signale. Wir entscheiden uns für die optische Variante, denn einen Signalgeber wie eine Leuchtdiode, auch LED genannt, können wir ohne allzu große Probleme an einen der digitalen Ausgänge klemmen und er erregt bestimmt Aufmerksamkeit. Ich war jedenfalls sehr beeindruckt, als es bei mir auf Anhieb funktioniert hat. Schauen wir uns zuerst die Bauteilliste an.

Für dieses Bastelprojekt wird nicht viel benötigt und im Grunde genommen könnten wir auch ohne zusätzliche Bauteile auskommen, denn auf dem Arduino-Board befindet sich eine LED‌ mit der Bezeichnung L . Dennoch möchte ich dieses Bastelprojekt mit ein paar Komponenten anreichern, die auch in weiteren Projekten Verwendung finden.

Tabelle 1: Bauteilliste
Bauteil	Bild
LED rot 1x
Widerstand 220Ω 1x

Bevor wir jedoch einen Blick auf das Arduino-Programm – oder auch Sketch genannt – werfen, sehen wir uns den Schaltplan‌ an. Ein Schaltplan ist übrigens eine grafische Darstellung einer elektronischen Schaltung, manche nennen das auch Schaltbild.

Unsere Schaltung weist lediglich eine LED mit passendem Widerstand auf.

Die Anode der LED (das längere Beinchen) wird über den Widerstand mit 220Ω an Pin 13 verbunden und das andere Ende, bei dem es sich um die Kathode handelt (das kürzere Beinchen), mit der Masse (GND) des Arduino-Boards. Beim folgenden Schaltungsaufbau verwende ich erstmalig die Kombination aus Arduino-Board und Breadboard, die ich bereits in den Einführungskapiteln erwähnt habe ( Kapitel 2). In späteren Bastelprojekten werde ich das Arduino Discoveryboard einsetzen, aber du kannst selbstverständlich alle Bastelprojekte auch auf einem ganz normalen Breadboard realisieren.

Abb. 1:Der Schaltplan

Der Schaltungsaufbau auf einem Breadboard ist leicht nachvollziehbar und übersichtlich. Nachfolgend ist der Arduino Uno mit dem Breadboard zu sehen. Beide sind über Steckbrücken verbunden. An dem Breadboard habe ich die LED und den Widerstand platziert.

Abb. 2:Der Schaltungsaufbau auf einem kleinen Arduino-Combi-Board

Was ist bei der LED-Polung zu beachten?

Achte auf die korrekte Polung der LED‌, denn andernfalls können wir lediglich eine dunkle LED bewundern. Man läuft zwar mit einer falsch gepolten LED nicht Gefahr, etwas zu beschädigen, doch es sollte schon richtig gemacht werden.

Der Programmcode für unseren ersten Sketch bewirkt, dass er eine über einen Widerstand angeschlossene LED im Sekundentakt blinken lässt. Das Programm dafür sieht folgendermaßen aus:

int ledPin = 13; // Variable mit Pin 13 deklarieren + initialisieren void setup() { pinMode(ledPin, OUTPUT); // Digitaler Pin 13 als Ausgang } void loop() { digitalWrite(ledPin, HIGH); // LED auf High-Pegel (5V) delay(1000); // Eine Sekunde warten (1000ms) digitalWrite(ledPin, LOW); // LED auf LOW-Pegel (0V) delay(1000); // Eine Sekunde warten (1000ms) }

Ich empfehle dringend, den Code selbst abzutippen. Aus meiner Sicht hat das einen hohen Lerneffekt. So lernst du beispielsweise, immer ein Semikolon am Ende einer Befehlszeile zu setzen. Du bekommst ein besseres Gefühl für die Feinheiten der Programmierung, wenn du selbst die Codezeilen eingibst. Das gilt besonders für den Code in den ersten Bastelprojekten. Bei späteren Projekten wird der Code manchmal so umfangreich, dass eine Eingabe per Hand zu aufwändig wäre.

Der im Buch verwendete Code steht hier zum Download zur Verfügung:

https://erik-bartmann.de/?Downloads___Arduino