Vorweg gesagt: Alle hier und in den Folgekapiteln vorgestellten Arduino-Boards tragen den Zusatz „Rev. 3“. Das weist sie als „betagt“ aus, denn aktuell ist „Rev. 4“. Am ehesten mit dem UNO R3 vergleichbar ist der „UNO R4 minima“. Er unterscheidet sich von diesem vor allem durch eine 32-bit CPU. Der „UNO R4 WiFi“ dagegen ist noch weiter aufgerüstet worden. Er verfügt neben dem WLAN-Modul über eine 8×13 LED-Matrix (sh. Abb.).
Boards mit der Kennung Q sind den übrigen Boards nach wie vor ähnlich, aber bei denen muss Arduino ganz neu gelernt werden. Diese Boards sind mit einem Raspberry Pi vergleichbar. Auf ihnen ist ein Linux-fähiges SoC (System on a Chip) verbaut, das einen Bruch mit dem gewohnten Nutzungskonzept mit sich bringt.
All das ist für die nachfolgenden Projekte nicht von Bedeutung. Die Nutzung von R3-Boards ist mit keinen Nachteilen verbunden. Sie werden wie immer von Arduino und anderen Anbietern vorgehalten. Auch an „kompatiblen“ Modellen besteht kein Mangel.
Nun zum eigentlichen Ansinnen:
Arduino ist in erster Linie ein Sammelbegriff für Mikrocontrollerboards unterschiedlicher Ausfertigung. Links abgebildet sind (von oben nach unten) die billigeren, aber voll kompatible Nachbauten von Uno, Nano und Micro. Die deutlich teureren Originale sind farblich und über die Beschriftung davon unterschieden, wie in der Abbildung rechts ersichtlich.
Den UNO gibt es mit zwei CPU-Varianten, eine längliche, die in einem Sockel steckt, und eine quadratische, die fest aufgelötet ist (Surface Mounted Device – SMD). Die gesockelte CPU lässt sich heraushebeln und kann direkt in ein Projekt eingebunden werden (siehe hier). Auch kann sie bei einem Defekt ausgetauscht werden.
Zur Programmierung werden die Arduino-Boards über ein USB-Kabel mit dem digitalen Endgerät der eigenen Wahl verbunden.
Der Code wird in der „Arduino IDE“ erzeugt. Einfache Codebeispiele finden sich unter -> Datei -> Beispiele -> 01.Basics, darunter der Sketch „Blink“.
Tippt man den Sketch selbst ein, überprüft die Software laufend alle Eingaben auf bekannte Strukturen, Variablen und Konstanten sowie Funktionen. Finden sich die, wird der entsprechende Textabschnitt farblich hervorgehoben. Im unten ersichtlichen Sketch sind das „void“, „OUTPUT“, „HIGH“ und „LOW“ (grün) und „pinMode“, „digitalWrite“ und „delay“ (rot). Dabei kommt es auch auf Zeichensetzung und Rechtschreibung an.
Am Ende der Programmierung kann der Code nach Fehlern durch einen Klick auf den Haken in der IDE oben durchsucht werden. Finden sich solche, wird eine Codezeile rot hinterlegt. Der oder die Fehler sind dann darüber zu verorten. Hinweise und Korrekturvorschläge finden sich in der IDE unten.
Fehlerfreier Textcode wird bei einem Klick auf den nach rechts weisen Pfeil oben in der IDE in eine für den Prozessor lesbare Form gebracht. Der Vorgang wird über einen Verlaufsbalken angezeigt und bei Erfolg mit der Meldung „Kompilieren abgeschlossen“ quittiert.
Beim „Kompilieren“ wird der Textcode in eine für Maschinen lesbare Form gebracht: eine Abfolge von Einsen und Nullen (ON/OFF), den so genannten „Binärcode“. Der Textcode wird in Form einer *.ino-Datei auf dem ausführenden Rechner gespeichert und kann so jederzeit über die Arduino-IDE, aber auch mithilfe eines beliebigen Editors, wieder aufgerufen werden.
Die IDE kann kostenlos unter arduino.cc heruntergeladen werden. Für die hier verfolgten Zwecke ist die Legacy-Version 1.8.19 zu empfehlen.
In dem Softwarepaket sind alle nötigen Treiber und viele Beispielprogramme enthalten. Das „Hello World“ der Arduino-Gemeinde ist das Programm „Blink“, das – wie oben gezeigt – in der IDE über ->Datei ->Beispiele ->Basics gestartet werden kann.
Interessant an der Version 1.8.19 der Arduino-IDE ist die Möglichkeit, dort die grafische Entwicklungsumgebung ArduBlock einzubinden. Die Anleitung dazu findet sich hier.
