Arduino UNO
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Arduino Grundlagen – Dein Einstieg in die Welt der Microcontroller

Willst du das Programmieren mit dem Arduino lernen? In diesem Artikel lernst du die Arduino Grundlagen – welche Hardware und Software du brauchst und wie du loslegst.

Der Arduino ist ein einfaches, kostengünstiges Mikrocontroller-Board, das für viele verschiedene Dinge verwendet werden kann, z. B. zum Erstellen einfacher Spiele, zum Messen von Temperatur oder Licht, zum Steuern von Motoren oder zum Auslesen analoger Sensoren. Es wird mit einer einfach zu bedienenden integrierten Entwicklungsumgebung (IDE) geliefert, so dass du dich nicht um die Details der Hardwareprogrammierung kümmern musst. Stattdessen schließt du einfach deinen Arduino an, schreibst deinen Code in C++, kompilierst ihn und lädst ihn auf deinen Mikrocontroller.

Was brauchst du also, um loszulegen? Den Arduino selbst, ein USB-Kabel und einen Computer samt IDE. Schauen wir uns das genauer an. Im Folgenden erfährst du Schritt für Schritt, wie du mit der Arduino-Programmierung beginnst.

Welche Hardware benötige ich?

Natürlich geht es nicht ohne ein Arduino-Board. Okay, das ist nicht ganz richtig, du könntest einen Arduino in einem Simulator wie Tinkercad programmieren – aber natürlich macht es mehr Spaß mit echter Hardware. Wenn du bei Google oder Amazon “Arduino” eingibst, wirst du mit Alternativen überschüttet. Es gibt Originalplatinen von den namensgebenden Erfindern des Boards und eine Vielzahl von Klonen.

Gegen einen Klon ist nichts einzuwenden – die meisten von ihnen sind genauso gut wie das Original. Allerdings gibt es auch sehr billige Produkte, die mehr Ärger als Freude bereiten. Achte also zumindest ein wenig auf den Preis.

Arduino UNO

Auch innerhalb der Arduino-Familie gibt es eine Vielzahl von Alternativen. Angefangen hat alles mit dem Arduino UNO, der immer noch das erste Board für die meisten Anfänger ist. Mittlerweile gibt es aber auch Boards, die einfach mehr Leistung und Anschlusspins haben (wie der Arduino MEGA) oder auch speziell für den Bereich der künstlichen Intelligenz konzipiert wurden, wie der Arduino Nano 33 BLE Sense.

Wenn du deinen ersten Arduino kaufen willst, wählst du am besten einen UNO – entweder das Original oder einen Klon im Bereich von 10€. Apropos Hardware: Du benötigst natürlich einen Computer, an den du den Arduino anschließen kannst. Die Arduino IDE, über die du gleich mehr lernst, läuft unter Windows, Mac OS und Linux.

Welche Software benötige ich?

Die einfachste Methode, um deinen Arduino zu programmieren, ist die Arduino IDE. Diese erhältst du kostenlos direkt bei Arduino. Achte darauf, dir die neueste Version herunterzuladen und das Programm regelmäßig zu aktualisieren. Denn nur mit einer aktuellen Version gehst du sicher, dass deine Programme einwandfrei funktionieren.

Du kannst die Programme für deinen Arduino natürlich auch mit jeder anderen Textverarbeitung schreiben – allerdings hat die IDE einige Vorteile: Du kannst mit ihr Programm-Bibliotheken verwalten, die dir nützliche Funktionen für Sensoren, Displays und vieles mehr bereitstellen. Außerdem zeigt sie dir Fehler im Code schon beim Kompilieren an und verfügt natürlich auch über einen Upload-Button, der dein Programm (im Arduino-Kontext nennt man Programme übrigens Sketches) auf den Arduino lädt.

Weitere Alternativen zur Arduino IDE sind der Web-Editor, mit dem du deinen Arduino im Browser programmieren kannst. Und es gibt noch die Arduino IDE 2.0 – hierbei handelt es sich um eine Weiterentwicklung der Arduino IDE in den Versionen 1.x, die weitere nützliche Features, wie z.B. Autovervollständigung, besitzt. Aber wie gesagt: Als Einsteiger ist die Arduino IDE in den Versionen 1.x, installiert auf einem Computer, die beste Wahl.

Welche Programmiersprache muss ich lernen?

Der Arduino wird üblicherweise in der Sprache C++ programmiert. Hierbei handelt es sich um eine recht “alte” Sprache – ihre Anfänge gehen zurück ins Jahr 1985. C++ kommt oft zum Einsatz, wenn es darum geht, Hardware zu programmieren. D.h. Code direkt auf einem Microcontroller ausführen zu lassen.

Viele Leute denken, C++ sei sehr speziell und daher auch schwer zu lernen – aber das stimmt nicht. Viele Grundkonzepte, was du vielleicht schon von anderen Sprachen wie Python oder JavaScript kennst, ist auch in C++ vorhanden: Variablen, Loops, Funktionen etc.

Außerdem greift dir die Arduino IDE stark unter die Arme. Vieles, was nötig ist, um Code auf dem Arduino laufen zu lassen, erledigt sie alleine im Hintergrund. Hierum musst du dich nicht kümmern, sondern kannst dich ganz auf deine Ideen konzentrieren.

Wo kann ich lernen, meinen Arduino zu programmieren?

Es gibt mittlerweile viele Videos und Online-Tutorials im Internet, mit denen du lernen kannst, deinen Arduino zu programmieren. Auch gibt es viele Starter Kits, in denen du neben einer Vielzahl von Bauteilen auch kurze Beschreibungen findest, wie du diese in einem Programm ansteuerst und verwendest.

Hier bei Pollux Labs gibt es ein Starter Kit mit einem passenden Online-Kurs, in dem du die Grundlagen von C++ lernst, indem du Arduino-Projekte baust. Im Kit findest du auch einen ESP8266 – ein Microcontroller mit WLAN – mit dem du auch Projekte im Bereich Internet of Things bauen kannst. So wirst du vom Einsteiger zum Maker!

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