Spis treści:
Was ist ein Arduino?
Arduino ist eins der führenden Entwicklungsboards, die praktisch überall auf der Welt für eine Vielzahl von Aufgaben verwendet werden. Es wurde mit dem Ziel geschaffen, die technische Wissenschaft zu popularisieren und jungen Programmierern, Elektronikern und Robotikern den Zugang zu geeigneter Hardware zu erleichtern. Trotz ihrer geringen Größe bieten die Boards relativ viele Möglichkeiten. So werden beispielsweise oft ganze intelligente Gebäudesysteme auf ihrer Grundlage aufgebaut.
Das Schlüsselelement des Arduino ist der programmierbare Mikroprozessor. Um ihn herum befinden sich unter anderem Kommunikationsschnittstellen (z. B. ein USB-Anschluss), ein Quarzresonator, passive Elemente wie Widerstände und Kondensatoren und vor allem eine Reihe von GPIO-Leitungen (GPIO = general-purpose input/output).
Mit diesen können Sie z. B. ganz einfach LEDs und einen analogen Temperatursensor anschließen – die entsprechenden LEDs können je nach den vom Thermometer empfangenen Daten nach dem vom Mikroprozessor kommenden Befehlsschema eingeschaltet werden. Damit eine solche Schaltung funktioniert, muss der Mikroprozessor entsprechend programmiert werden. Hierfür ist es sinnvoll, eine spezielle Entwicklungsumgebung, die Arduino IDE, zu verwenden.
Der unbestreitbare Vorteil eines solchen Geräts ist seine einfache Handhabung und die praktisch sofortige Möglichkeit der Programmierung. Schließen Sie das Gerät einfach über USB an einen Computer an, auf dem die Software installiert ist, wählen Sie das angeschlossene Minicomputer-Modell aus und schon können Sie das Gerät programmieren.
Welche Arduino-Programmiersprache?
Die Sprache, die Arduino gewidmet ist, kann, einfach ausgedrückt, als ein Derivat von C bezeichnet werden. Praktisch gesehen handelt es sich um eine C-Sprache mit einigen geringfügigen Änderungen, die den Einstieg für Nicht-Elektroniker erleichtern sollen. Die Arduino-Sprache stützt sich stark auf die Verwendung von Bibliotheken, die speziell für das Board entwickelt wurden. Dies erleichtert die Lesbarkeit sowohl für den Programmierer als auch für den zukünftigen Code-Editor.
Grundlegende Ähnlichkeiten mit der Sprache C
Selbst wenn Sie bereits mit der Sprache C vertraut sind, kann es hilfreich sein, die grundlegenden Prinzipien und Ähnlichkeiten der Arduino-Sprache zu erkennen. Das “;”-Zeichen oder Semikolon ist eine Information für den Compiler über eine abgeschlossene Einzelanweisung. Mit den geschweiften Klammern “{” und “}” können Sie den Anfang und das Ende eines Funktionskörpers, einer bedingten Anweisung oder einer Schleife begrenzen. Mit Hilfsmitteln wie Kommentaren, die sich nicht direkt auf den Code auswirken, können Sie das Verständnis des Codes für jede Person, die ihn liest (einschließlich Ihnen selbst, in der Zukunft), leicht vereinfachen. Sehr oft reicht es aus, die Anweisungen mit einem oder zwei Worten zu kommentieren, um den Code besser zu verstehen. Es spricht jedoch nichts dagegen, längere Notizen im Code zu hinterlassen. Die einzeilige Kommentierung beginnt mit “//” – am Ende der Zeile können Sie einen Kommentar schreiben, der von der Arduino IDE mit einem niedrigeren Kontrast markiert und vom Compiler ausgelassen wird. Wenn Sie eine längere Anweisung mit einer beliebigen Anzahl von Zeilen schreiben müssen, können Sie die Anfangsklammer “/*” und die Endklammer “*/” (nach einer beliebigen Anzahl von Zeilen) verwenden.
Der Hauptunterschied zwischen der Arduino-Sprache und normalem C sind einfach die spezifischen Bibliotheken. Diese können Sie ganz einfach durch die Verwendung des Befehls “#include” am Anfang des Programms implementieren. Für eine bessere Lesbarkeit des Programms und eine einfachere und schnellere Erstellung von Software können Sie feste Anweisungselemente verwenden, die nur zum richtigen Zeitpunkt aufgerufen werden müssen. Sie können sie im Programm selbst definieren oder sie können beispielsweise Teil einer bestimmten Bibliothek sein. Es geht natürlich um die so genannten “Funktionen”. Es handelt sich um ein Instrument, dessen Vorhandensein, Art und alle Einzelheiten zu Beginn des Programms festgelegt werden. Jeder Funktionstyp außer “void” gibt einen Wert zurück. Der Befehl ‘return’ gibt an jeder beliebigen Stelle der Funktion den dahinter angegebenen Wert zurück. Ein Beispiel für die Notation der Funktion ist:
int funkcja(parametr){
parametr=parametr+2; //instrukcje do wykonania
return parametr; //to co nasza funkcja zwraca
}
Die oben gezeigte Funktion hat den Namen “function”, ihr Typ ist “int” (d. h. sie gibt eine ganze Zahl zurück) und der Parameter ist die Variable “parameter”. Die “Funktion” hat die Aufgabe, dem “Parameter” den Wert 2 zuzuweisen und diesen neuen Parameter zurückzugeben. Der Aufruf einer solchen Funktion sieht z.B. so aus:
funkcja(wartość);
Dies bedeutet, dass der Wert 2 zu der zuvor implementierten Variable “value” hinzugefügt wird. Natürlich könnten noch viele weitere Beispiele und Themen beschrieben werden, aber dies ist ein sehr weites Feld, und wir wollten hier nur die Grundlagen vorstellen, um zu zeigen, wie das Ganze funktioniert.
