Arduino – der Computer für Macher

Auf der Suche nach ganz neuen Interaktionsmöglichkeiten mit Computern haben Studenten einer Piermonteser Design- und Kunstschule unter der Federführung des Dozenten Massimo Banzi den „ Arduino “ erfunden. Die Idee: Man entwickelt eine preisgünstige Micro-Controller-Platine sowie eine passende Open-Source-Entwicklerumgebung , die sich einfach erlernen und leicht programmieren lässt und auf weit verbreiteten PC-Betriebssystem wie Linux, Mac OS und Windows läuft. Das war im Jahre 2005. Heute ist der Arduino nicht mehr von den Hoch- und Fachschulen in der ganzen Welt wegzudenken, sondern erfreut sich auch in Unternehmenskreisen und bei Hobby-Bastlern und -Programmierern einer großen Beliebtheit.

Wie der Arduino funktioniert und was er alles kann

Der Arduino ist ein Computer im ganz klassischen Sinne: Er empfängt Informationen von der Außenwelt, speichert, interpretiert und verarbeitet sie, und gibt wieder Informationen aus. Dazu besitzt die Arduino-Hardware einen Microprozessor, eine Speichereinheit sowie Ein- und Ausgabe-Anschlüsse. Die Stromversorgung erfolgt entweder autonom über eine 5-Volt-Leitung oder per USB-Schnittstelle.

Ein Arduino-Board kann also ganz unabhängig von einem anderen Rechner agieren, etwa als elektronisches Türschloss, Flugdrohne, Roboter und Teil der Kleidung. Oder der Arduino steht via USB einem anderen Rechner als Eingabegerät, Messinstrument oder Sinnesorgan zu Diensten.

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Aber nicht die vergleichsweise rechenschwache Hardware hat zum Siegeszug des Arduino beigetragen. Vielmehr ist es das Ökosystem: Unter dem Dach der offenen Entwicklerumgebung verbünden sich Forscher, Unternehmen und Privatpersonen mit den unterschiedlichsten Beweggründen und treiben so gemeinsam die Entwicklung der Arduino-Plattform voran. Allein im deutschsprachigen Arduino-Forum (siehe Tabelle am Ende des Beitrags) finden sich hunderte von Arduino-Projekten vom Balkonbewässerungssystem über die automatische Bierkühlung bis hin zum Rasenmäh-Roboter.

Aktuell gibt es 27 offizielle Arduino-Varianten, hinzu kommen über 100 kompatible Micro-Controller-Platinen für jeden nur erdenklichen Einsatzweck. Zu den „nackten“ Arduino-Boards gesellen sich Zubehör („Accessories“) wie LCDs, Komplettpakete („Kits“) für ganz bestimmte Aufgaben wie beispielsweise die tragbare Datenverarbeitung sowie Erweiterungs-Platinen („Shield“), mit denen sich kostengünstig bestimmte Funktionen wie Ethernet, GPS und WLAN nachrüsten lassen. So bekommen Sie beispielsweise für 100 Euro ein Starter-Kit, das neben dem Arduino Uno ein 170 Seiten starkes Projektbuch mit detaillierten Konstruktionsplänen und circa 230 Bauteile enthält – vom Elektromotor, über Dioden, LEDs, Schalter und Widerstände bis hin zu zahlreichen Sensoren.

Einfach oder komplex, der Arduino kennt keine Grenzen

Die Arduino-Plattform eröffnet schier unendlichen Möglichkeiten. Besonderer Beliebtheit erfreuen sich twitternde Kaffeemaschinen – „frisch gebrüht“ – und Topfpflanzen – „Gieß mich!“. Ein weites Feld sind die zahlreichen Roboter-Projekte, die von einfachen Tätigkeiten wie dem Teigrühren bis hin zu den komplexen Verhaltensweisen reichen, die ein Rasenmähroboter beherrschen muss.

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Auch hoch im Kurs sind Arduinos, die kontrollieren, ein- und ausschalten, messen und überwachen. Das können alltägliche Dinge sein wie der Wasserstand des Gartenteichs, die Luftfeuchtigkeit in der Zigarrenkiste, die Raumtemperatur im Wohnzimmer oder die automatische Terrassenbeleuchtung. Oder so komplexe Projekte wie ein Gaswarnsystem, das im Chemielabor Alarm schlägt, wenn giftige Gase eine gefährliche Konzentration überschreiten.

Das faszinierende an der Arduino-Plattform: Sie bestimmen selbst, wie komplex diese Systeme arbeiten, welche Sensoren Informationen sammeln, wie sie der Microprozessor auswertet und welche Reaktionen erfolgen. Beim Gartenteich kann zum Beispiel ein zu niedriger Wasserspiegel eine Benachrichtigung per Alarmton, Blinksignal, E-Mail und Tweet auslösen. Oder der Arduino schaltet gleich die Leitung eines Nachfüllbehälters frei und reguliert den Wasserstand automatisch, korrigiert dabei die Temperatur und öffnet täglich auch gleich noch den Futterspender für die Goldfische.

Im Überblick: Empfehlenswerte Arduino-Websites