Arduino-Tutorial: Die allerersten Schritte

Noch nie mit Schaltkreisen und Breadboards gearbeitet? Dann sind Sie hier richtig: Alle Schritte vom nackten Arduino zum laufenden Programm - ohne jegliches Vorwissen, ohne eigenen Code schreiben zu müssen.

Hardware und Software

Das Projekt für dieses Tutorial ist ganz simpel: Eine LED soll 1 Sekunde leuchten und dann 1 Sekunde aus bleiben - mit anderen Worten, sie soll blinken. Als Hardware kommt hier ein Arduino Mega 256 zum Einsatz, das Vorgehen ist aber für fast alle Modelle identisch. Neben dem Board benötigen Sie noch folgende Komponenten: Einen Widerstand mit bis zu 1 Kiloohm, eine LED, zwei Verbindungskabel, ein Breadboard und natürlich ein USB-Anschlusskabel für das Board. Diese Dinge sollten sich in jedem Arduino-Einsteiger-Set befinden. Übrigens: Ein Breadboard ist eine Steckplatine, über die Schaltkreise mit stecken statt mit löten aufgebaut werden.

Benötigte Materialien.

Die Arduino-Software bekommen Sie direkt auf der Homepage, etwaige CDs aus Einsteiger-Sets können Sie getrost ignorieren. Der Code für das hier gezeigte Tutorial wird direkt mitgeliefert, da es sich weitgehend um eines der offiziellen Einsteiger-Tutorials handelt. In der (englischsprachigen) Arduino-Dokumentation sind diese für echte Einsteiger leider etwas oberflächlich. Zudem verzichtet das Original auf den Einsatz des Breadboards: Natürlich lassen sich LED und Widerstand auch direkt am Arduino-Board anschließen, aber mit Breadboard ist es einfacher und für echte, komplexere Projekte müssen Sie sowieso damit umgehen können.

Hardware aufbauen

Zunächst müssen Sie den Schaltkreis aufbauen: Strom vom Arduino fließt über den Breadboard-Anschluss D13 durch den Widerstand weiter durch die LED und wieder zurück in das Board, hier natürlich der GND-Anschluss (Erdung). Der D13-Anschluss ist mit der Onboard-LED des Arduino-Boards verbunden, weshalb sich auch die externe LED darüber steuern lässt.

Verbinden Sie zunächst "GND" auf dem Arduino-Board mit einer "Minus"-Buchse auf dem Breadboard. Kurz zur Info: In äußeren Bereichen mit "+" und "-" sind die Verbindungen längs, im sonstigen Teil quer. Welchen Steckplatz Sie wählen spielt keine Roll - aber beginnen Sie am besten nicht ganz am Rand, damit noch Platz für mögliche spätere Erweiterungen bleibt. Hier im Bild ist es Zeile 13.

Ground wird verbunden.

Jetzt verbinden Sie "D13" mit der "Plus"-Buchse neben der eben verwendeten "Minus"-Buchse. Damit ist die Stromversorgung schon mal gewährleistet.

Der Pin der internen LED, D13, wird verbunden.

Nehmen Sie nun die LED zur Hand: Ein Metallstift ist etwas länger - der Plus-Pol. Dieser kommt in die "a"-Spalte des Breadboards (hier Zeile 6), der kürzere Pin in die "Minus"-Spalte.

Der längere Stift kommt in die "a"-Spalte.

Damit der Strom nicht ungehemmt durch die LED fließt, und sie damit zerstört, kommt nun ein Widerstand mit bis zu 1 Kiloohm in die "Plus"-Spalte und in die "b"-Spalte in dieselbe Zeile wie die LED. Der Strom kann nun quasi von "D13" durch Widerstand und LED zu "GND" fließen.

Zu guter letzt der Widerstand.

Und hier das Ganze nochmal im Überblick:

Damit ist die Hardware fertig.

Software einrichten

Installieren Sie nun die Arduino IDE und schließen Sie Ihr Arduino-Board per USB am Rechner an. Dieses sollte nun von Windows erkannt und eingerichtet werden. Starten Sie dann "Arduino" über das Startmenü. Zunächst müssen Sie der Software mitteilen, um was für ein Arduino-Board es sich handelt, was Sie über "Werkzeuge/Board" festlegen.

Board auswählen.

Anschließend konfigurieren Sie noch über "Werkzeuge/Port" den korrekten Anschluss - in der Regel ist das neben dem Standard "COM1" der einzige angegebene Anschluss, beschriftet mit dem Namen Ihres Boards. Damit ist Ihr Setup vollständig und Sie können beginnen zu programmieren - oder einen fertigen Beispiel-Code verwenden.

Port auswählen.

Programm hochladen

Wie versprochen benötigen Sie keinen eigenen Code, die blinkende LED ist als Standardbeispiel bereits als Projekt enthalten. Öffnen Sie es über "Datei/Beispiele/Basics/Blink". Der Code ist extem simpel und gut erläutert, wenn auch in Englisch - daher hier nochmal auf Deutsch:

// Die Setup-Funktion läuft einmalig beim Einschalten als Start für jedes Programm (Sketch).
void setup() {
// D13 (LED_BUILTIN) wird als Output festgelegt.
pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
}
// Die loop-Funktion (Schleife) läuft einfach endlos durch.
void loop() {
digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); // LED-Spannung wird auf High gesetzt, die LED leuchtet.
delay(1000); // Wartezeit in Sekunden - die LED leuchtet weiterhin.
digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW); // LED-Spannung wird auf LOW gesetzt, die LED erlischt.
delay(1000); // Wartezeit in Sekunden - die LED ist weiterhin aus.
}

Um das Programm zu aktivieren, müssen Sie es auf das Arduino-Board hochladen, was Sie über [STRG] + [U] > "Sketch/Hochladen" oder das kleine Pfeil-Symbol oben links im Programmfenster erledigen. Nach kurzer Zeit sollte die Meldung kommen, dass der Upload abgeschlossen wurde. Mehr müssen Sie nicht tun, der Blink-Sketch sollte laufen. Mit den Standardwerten sollte die LED also im 1-Sekunden-Rythmus blinken. Die Werte können Sie natürlich nach belieben verändern.

Das Blink-Sketch in der IDE.

Beim Upload melden viele Nutzer Fehlermeldungen, die Foren sind voll damit. Die häufigste Ursache dürfte eine falsche oder vergessene Konfiguration von Port und Arduino-Board sein - also gegebenenfalls überprüfen und anpassen. Auch eine veraltete Software könnte verantwortlich sein, weshalb auch nicht eine eventuell mitgelieferte Version von einer CD genutzt werden sollte. Weitere Hilfestellungen bekommen Sie über "Hilfe/Fehlersuche".

Wie geht es weiter?

Sie wissen nun, wie Sie Programme auf den Arduino bekommen, wie man den Arduino "anzapft" und wie so ein Breadboard funktioniert. Und mit diesem Wissen sollten Sie nun die meisten Projekte aus dem Netz nachmachen können. Im Grunde läuft es meist darauf hinaus, dass Sie fertigen Code bekommen und ansonsten "nur" ein Breadboard bestücken. Das kann allerdings auch schon mal recht komplex werden. Programme wie das hier genutzte "Blink"-Skript, in der Arduino-Welt eben Sketch genannt, sind schlichte Textdateien mit der Endung "ino", die einfach Doppelklick in der Arduino IDE gestartet werden.

Komplett eigene Projekte sind sicherlich noch ein paar Stunden Beschäftigung mit der Skriptsprache und Elektronikgrundlagen entfernt. Daher empfehlen wir Ihnen die weiteren mitgelieferten Beispielprojekte, die "Built-in Examples". Diese sind zwar auf Englisch gehalten, aber so wortkarg, dass Sie im Grunde sowieso nur das Breadboard anhand der Abbildung nachstellen und das zugehörige Sketch hochladen müssen.