Gepassioneerde hobbyisten en knutselaars zijn al lang bekend met de Arduino, omdat de compacte microcontroller in luciferdoosformaat voor tal van projecten kan worden gebruikt. Bovendien biedt het beginners en kinderen een goede gelegenheid om zich vertrouwd te maken met de onderwerpen programmeren en elektrotechniek en om relatief snel zichtbare resultaten te bereiken. In onze Arduino-tutorial leggen we de basisprincipes van het programmeren met Arduino uit en laten we zien hoe je ook zonder voorkennis je eerste eenvoudige projecten kunt uitvoeren.

1e Arduino-handleiding in het Duits: De basis van Arduino-programmeren

Het Arduino-bord heeft verschillende analoge en digitale in- en uitgangen en kan via een USB-poort op de computer worden aangesloten om programmacodes te uploaden. Er zijn ook verschillende pin headers waarmee displays, meetinstrumenten, LED’s en andere apparaten op het bord kunnen worden aangesloten.

Goed om te weten: Een microcontroller is niets meer dan een kleine processor met een geheugen waar de programmacode wordt opgeslagen en bij uitvoering wordt opgehaald. Hij kan slechts één programma tegelijk uitvoeren en is daarom bijzonder geschikt voor projecten waarbij eenvoudige taken continu moeten worden uitgevoerd.

Sommige modellen zijn ook al uitgerust met een interne netwerkinterface, maar indien gewenst kunnen ethernet en WiFi ook achteraf worden ingebouwd met behulp van een shield. Dit zijn elektronische uitbreidingskaarten die eenvoudig op het Arduino-bord of een ander shield worden gestoken zonder te solderen. Qua prijs kun je met een Ethernet shield echter veel goedkoper uit zijn dan met de WLAN variant.

1.1 Ontwikkelomgeving en schetsen

De programma’s worden op de Arduino sketches genoemd en zijn niets meer dan eenvoudige tekstbestanden met de extensie *.ino. Om een sketch op je Arduino te kunnen importeren, heb je de open source ontwikkelomgeving Arduino IDE of de Arduino Web Editor nodig. De Arduino IDE, in feite een vereenvoudigde versie van C of C++, is beschikbaar voor Windows, Linux en MacOS.

Een sketch bestaat altijd uit drie blokken:

• Blok 1: Hier worden de programma-elementen aangemaakt, waaronder bijvoorbeeld de datatypes (int, byte, boolean, long, enz.). Of en welke definities moeten worden ingevoerd, hangt altijd af van het betreffende programma.
• Blok 2 (Instelling): In dit gebied worden onder andere de in- en uitvoerpinnen aan het bord doorgegeven. Het wordt maar één keer doorlopen bij de start en moet ook gedefinieerd worden als er geen definities in staan.
• Blok 3 (Loop): Dit blok bevat alle delen van de sketch die permanent worden doorlopen. De lus wordt van boven naar beneden doorlopen en begint na elke doorloop weer van voren af aan. De code die het bevat staat dus in een continue lus.

2e Arduino tutorial: Eenvoudige voorbeeldprojecten met instructies

Zelfs als je nog nooit met schakelingen en breadboards hebt gewerkt, kun je met een paar stappen een kant-en-klaar programma op je kale Arduino hardware laten draaien. In deze sectie vind je enkele eenvoudige Arduino projecten voor beginners zonder voorkennis, waarvoor je kant-en-klare code in de Arduino IDE kunt gebruiken.

Goed om te weten: Een breadboard is een printplaat waarmee je schakelingen kunt bouwen door te pluggen in plaats van te solderen.

2.1 Knipperende LED

Voor dit project willen we elke seconde een LED aan- en uitzetten, m.a.w. laten knipperen. Voor testdoeleinden is al een LED geïnstalleerd op pin 13 van de Arduino, die vaak knippert als het bord is aangesloten, en die we ook zelf kunnen programmeren.

Setup

1. Als je dat nog niet gedaan hebt, download en installeer dan de Arduino software.
2. Sluit vervolgens het Arduino-bord aan op je computer via een USB-kabel. Het zou automatisch herkend en ingesteld moeten worden door de computer.
3. Start de Arduino-software en stel het type bord in via“Tools/Board“.
4. Configureer de poort via“Tools/Port“. Dit is meestal de poort met de naam van je board.
5. Hiermee is de setup voltooid. Je kunt nu beginnen met programmeren of een voltooide code importeren.

De code voor de knipperende LED is al opgenomen in de Arduino IDE als standaard voorbeeld. U kunt het vinden onder“Bestand -> Voorbeelden -> Basis -> Knipperen“.

// De setup-functie draait eenmalig bij power-up of reset.

void setup() {

 // Initialiseer de digitale pin LED_BUILTIN als output.

 pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);

}

// De lusfunctie loopt continu

void loop() {

 digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); // Schakelt de LED in (HIGH is het spanningsniveau)

 delay(1000);                       // wacht 1 seconde

 digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW); // Schakelt de LED uit (LOW is het spanningsniveau)

 delay(1000); // wacht 1 seconde

 
}

Code uploaden

1. Om het programma te activeren, uploadt u de code naar het Arduino-bord via [CTRL] + [U] en“Sketch/Upload” of het kleine pijltje in de linkerbovenhoek.
2. Na enige tijd verschijnt een bericht dat de upload is voltooid.
3. De LED knippert nu met tussenpozen van 1 seconde. U kunt de waarden natuurlijk ook naar believen veranderen.

De volgende video laat zien hoe je een externe LED kunt laten knipperen met de Arduino:

2.2 Schakelen van de LED met de knop

In een andere standaard sketch van IDE wordt de LED geactiveerd door op een knop te drukken (“File -> Examples -> Digital -> Button”).

// Constanten (const) veranderen niet.

// Ze worden hier gebruikt om pinnummers in te stellen:

const int buttonPin = 2; // Pin van de knop

const int ledPin = 13; // Pin van de LED

// Variabelen veranderen:

int buttonState = 0; // Variabele om de status van de knop te lezen

void setup() {

 // Initialiseer de LED-pin als uitgang:

 

 // Initialiseer de knop als ingang:

 pinMode(buttonPin, INPUT);

}
 
void loop() {

 // Lees de status van de knopwaarde:

 buttonState = digitalRead(buttonPin);
 
 // Controleer of de knop is ingedrukt.

 // Zo ja, dan is de buttonState HIGH:

 if (buttonState == HIGH) {

 // zet LED aan

 digitalWrite(ledPin, HIGH);

 } else {

 // zet LED uit

 digitalWrite(ledPin, LOW);

 }

}

Voor dit project heb je naast het Arduino-bord een breadboard, een knop, een LED, een weerstand van 220 ohm en vier aansluitkabels nodig.

Het schakelschema hiervoor ziet er als volgt uit:

Het wordt echter veel veeleisender met twee drukknoppen en een dimbare LED:

3e Arduino-handleiding: verdere informatie

Je hebt nu geleerd hoe je programma’s op je Arduino krijgt, hoe een sketch in elkaar zit en wat je met een breadboard kunt doen. Met deze basiskennis kun je in principe alle projecten van internet bouwen. In de meeste gevallen zul je echter uiteindelijk kant-en-klare Arduino-voorbeeldprogramma’s gebruiken en alleen het insteekbord dienovereenkomstig uitrusten.

U kunt op het web een hele reeks projecten met kant-en-klare programmacodes vinden, zoals de volgende:

• Eenvoudige Arduino countdown met retrolook
• Arduino WiFi Shield Tutorial
• Een LCD-scherm bedienen met Arduino
• Arduino Motor Shield Tutorial
• Arduino Ethernet Leerprogramma
• Arduino Webserver Handleiding

Voor het programmeren van uw eigen code zult u daarentegen veel meer te maken krijgen met de basis van elektronica en de scripttaal. Naast de ingebouwde voorbeelden kunt u ook gebruik maken van de vele Engelse en Duitse Arduino tutorials, instructies en video’s die op internet beschikbaar zijn. Deze zijn zelfs beschikbaar in verschillende moeilijkheidsgraden van beginner tot professionele hobbyist en Arduino-expert.