Les 1: Wat is een Arduino

Arduino

Een Arduino is een klein bordje met elektronica, met als belangrijkste onderdeel een microcontroller. Dit is een complete computer op een chip voor het aansturen van een apparaat. Je kunt de microcontroller op het Arduino-bordje eenvoudig programmeren via een laptop/computer. Op de Arduino kun je allerlei hardware aansluiten:

• invoerelementen ("sensoren") zoals schakelaars, temperatuursensors, infrarood-ontvangers, 3D versnellingsopnemers, enz.;

• en uitvoerelementen ("actuators") zoals lampjes, motoren, of andere apparaten.

Hiermee kun je allerlei "physical computing" toepassingen mogelijk maken, van een eenvoudig reactiespelletje tot een robot of een 3D printer.

Arduino's worden onder andere door industrieel ontwerpers gebruikt om unieke opstellingen of prototypes te maken. Op het web vind je hiervan allerlei voorbeelden, van erg eenvoudig tot spectaculair. Je kunt een Arduino ook gebruiken om meer te leren over computers, hardware, en de besturing van systemen en machines met computers ("embedded systems").

Opdrachten

• Lees het onderstaande goed door. Bekijk ook de filmpjes.

• Download en installeer de Arduino software vanaf hier

• Vraag je docent om een Arduino-kit

Wat kun je met een Arduino?

Hier een leuk en handig filmpje:

Hoe begin je?

• Vraag je docent om een Arduino-kit. Wees er zuinig op!

• In elke les moet je eerst een opstelling nabouwen. Het is belangrijk om klein te beginnen, en om steeds kleine stappen te nemen. Het loont de moeite om te proberen de voorbeelden te begrijpen. Als je zelf iets wilt bouwen, zul je goed moeten begrijpen wat je doet. Puur "copy & paste" werkt zelden bij software, en helemaal niet bij complexere Arduino-projecten.

• In het begin kan het werken met een Arduino wat overweldigend zijn. Je moet zowel programmeren als een hardware-opstelling maken. De software en de hardware moet ook nog precies op elkaar afgestemd zijn. En als het niet werkt, heb je vaak maak weinig houvast om uit te zoeken wat er aan de hand is.

• Een belangrijke regel is: volhouden - ook als het niet direct werkt. Door uit te zoeken waar het probleem zit, kun je ook veel leren.

Wat maakt het werken met Arduino zo bijzonder?

Op de microcontroller van de Arduino draait alleen de software die je zelf daarvoor geschreven hebt, in combinatie met een bibliotheek met ondersteunende functies. Er is geen Operating System aanwezig, er is geen filesysteem, enz. Dit betekent dat de afstand tussen je eigen programma en de hardware erg klein is, waardoor je een goed gevoel kunt krijgen voor de hardware en voor de mogelijkheden en de onmogelijkheden daarvan. Door met de Arduino te werken begrijp je ook beter hoe een computer werkt, en wat er op andere computers door het Operating System en andere software voor je gedaan wordt.

Arduino UNO, Arduino IDE

In het onderstaande gaan we uit van de Arduino Uno, als versie van het elektronica-bordje, en van versie 1.0 en hoger van de software-ontwikkelomgeving (IDE). Sommige details kunnen verschillen voor andere versies. Raadpleeg daarom altijd de officiële documentatie op de Arduino-website.

• Documentatie van de Arduino UNO: https://store.arduino.cc/arduino-uno-rev3
• De Arduino IDE vind je via: https://www.arduino.cc/en/Main/Software
• De documentatie van de Arduino programmeertaal: https://www.arduino.cc/en/Reference/HomePage

  • dit is een speciale versie van C++

Ontwikkelomgeving

De software-ontwikkelomgeving (IDE) van de Arduino werkt op een "gewone" computer (desktop, laptop), die we hier de "host" noemen. Op de host bewerk je de source files (bronbestanden) met programma's en vertaal je deze programma's in machinecode. Via een USB-kabel kun je deze machinecode "uploaden" naar je Arduino-bordje.