Arduino-Werkstatt · Schnuppertag

Herzlich willkommen beim Arduino-Workshop!

Schön, dass du da bist! In den nächsten 25 bis 30 Minuten entdeckst du, wie ein Arduino funktioniert, und baust Schritt für Schritt eigene kleine Schaltungen.

Der Workshop hat drei Einheiten: LED und Poti, Ultraschall-Sensor und Servo. In jeder Einheit gibt es Animationen zum Ausprobieren, einen Schaltplan, einen Code zum Kopieren, ein Kreuzworträtsel und ein kurzes Quiz.

Am Ende hast du einen netten Überblick über Arduino und deinen ersten eigenen Sketch gemacht. Wenn du etwas nicht weißt, helfen dir die Schülerinnen und Schüler gerne.

Viel Spaß bei unserem Workshop!

Wie heißt du?

Einheit 1: Die beiden Bauteile

Der Poti (Drehknopf)

Ein Poti ist ein Widerstand, den du drehen kannst. Er hat drei Beine. Außen liegen 5V und GND, die Mitte (A0) liefert den Messwert. Der Arduino macht daraus eine Zahl von 0 bis 1023.

Poti-Regler (0 bis 1023)

Die LED

Eine LED leuchtet nur in eine Richtung. Das lange Bein ist Plus (+), es kommt an den Arduino. Ein Vorwiderstand schützt die LED. Die Pins mit einer Tilde (~) können die Helligkeit einstellen, von 0 bis 255.

LED-Regler (0 bis 255)

Der Schaltplan

Foto des Schaltplans: Arduino Uno mit Poti und LED

So verkabelst du: Der Poti hat drei Beine. Links kommt das rote Kabel an 5V, die Mitte (blau) an A0, rechts das schwarze Kabel an GND. Bei der LED kommt das lange Bein (Plus) mit dem grünen Kabel an Pin 11. Das kurze Bein geht über den Widerstand an GND.

Baue diesen Aufbau am eigenen Arduino am Schreibtisch nach. Danach tippst du den Code darunter ab.

Der Code

int potPin = A0;    // Die Mitte des Potis ist an A0
int ledPin = 11;    // Das Plus der LED ist an Pin 11 (PWM, mit ~ markiert)

void setup() {
  pinMode(potPin, INPUT);        // Der Poti liefert einen Wert: A0 ist ein Eingang
  pinMode(ledPin, OUTPUT);     // Pin 11 ist ein Ausgang
}

void loop() {
  int wert = analogRead(potPin);          // Poti lesen: 0 bis 1023
  int hell = map(wert, 0, 1023, 0, 255);  // Umrechnen auf 0 bis 255
  analogWrite(ledPin, hell);              // Helligkeit der LED setzen
  delay(10);                              // Kurze Pause
}

Kreuzworträtsel

Die Begriffe gehören alle zu diesem Projekt. Nach jedem Buchstaben springt das Feld weiter. Zum Löschen Rücktaste drücken.

Geschafft

Gut gemacht!

Kurz-Quiz

Wie viele Helligkeitsstufen kann analogWrite() an einer LED einstellen?

Verschieben: Welcher Pin gehört wohin?

Tippe einen Pin an und dann auf den richtigen Platz. Ein belegter Platz gibt seinen Pin zurück. Du kannst so oft prüfen, wie du willst.

Teilnahme

Arduino-Entdecker

Arduino Workshop Schnuppertag

Einheit 1 LED und Poti

Was passiert hier?

Der Poti ist ein Drehknopf mit drei Beinen. Seine Mitte liefert einen Wert von 0 bis 1023 an den Eingang A0. Der Arduino rechnet ihn auf 0 bis 255 um und gibt ihn als PWM-Signal an Pin 11 aus. So wird die LED heller oder dunkler.

Verkabelung: Poti links an 5V (rot), Mitte an A0 (blau), rechts an GND (schwarz). LED-Plus (langes Bein) an Pin 11 (grün). Das kurze Bein geht über den Widerstand an GND.

Schaltplan

Der Code

int potPin = A0;    // Die Mitte des Potis ist an A0
int ledPin = 11;    // Das Plus der LED ist an Pin 11 (PWM, mit ~ markiert)

void setup() {
  pinMode(potPin, INPUT);        // Der Poti liefert einen Wert: A0 ist ein Eingang
  pinMode(ledPin, OUTPUT);     // Pin 11 ist ein Ausgang
}

void loop() {
  int wert = analogRead(potPin);          // Poti lesen: 0 bis 1023
  int hell = map(wert, 0, 1023, 0, 255);  // Umrechnen auf 0 bis 255
  analogWrite(ledPin, hell);              // Helligkeit der LED setzen
  delay(10);                              // Kurze Pause
}

EINHEIT 1 · SEITE 1 VON 2

Arduino Workshop Schnuppertag

Lösung Kreuzworträtsel

EINHEIT 1 · SEITE 2 VON 2

Einheit 2 · Schritt 1 von 7

Der Ultraschall-Sensor und die LEDs

Der HC-SR04

Der Sensor misst Abstände mit Ultraschall, einem Ton, den wir nicht hören. Über TRIG schickt der Arduino einen kurzen Impuls los. Trifft der Schall auf ein Hindernis, kommt er als Echo zurück, und ECHO meldet es. Aus der Zeit bis zum Echo rechnet der Arduino den Abstand aus.

Messbereich: 0 bis 400 cm. Die vier Beine: VCC (5V), TRIG (Impuls), ECHO (Echo), GND (Masse).

Die Welle

Schieb den Regler. Die blaue Welle geht vom Sensor aus, die gelbe kommt vom Hindernis zurück.

Abstand zum Hindernis (0 bis 400 cm)

Die beiden LEDs

Unter 20 cm leuchtet die rote LED. Ab 20 cm leuchtet die grüne.

Grün: an

Rot: aus

Der Schaltplan

Foto des Schaltplans: Arduino Uno mit Ultraschall-Sensor und zwei LEDs

So verkabelst du: Der Sensor kommt mit VCC an 5V (rot), TRIG an Pin 11 (braun), ECHO an Pin 10 (lila) und GND an GND (schwarz). Die grüne LED hängt mit dem langen Bein an Pin 7, die rote an Pin 6. Beide kurzen Beine gehen über je einen Widerstand an GND.

Baue diesen Aufbau am eigenen Arduino am Schreibtisch nach. Danach tippst du den Code darunter ab.

Der Code

int trigPin = 11;   // Trig: Hier schickt der Arduino den Impuls los
int echoPin = 10;   // Echo: Hier kommt das Echo zurück
int greenPin = 7;   // Grüne LED (Plus)
int redPin = 6;     // Rote LED (Plus)

void setup() {
  pinMode(trigPin, OUTPUT);    // Trig sendet, also ist er ein Ausgang
  pinMode(echoPin, INPUT);     // Echo empfängt, also ist er ein Eingang
  pinMode(greenPin, OUTPUT);   // Die LEDs sind Ausgänge
  pinMode(redPin, OUTPUT);
}

void loop() {
  digitalWrite(trigPin, LOW);       // Kurz aus, damit der Impuls sauber ist
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(trigPin, HIGH);      // Impuls senden
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);

  long dauer = pulseIn(echoPin, HIGH);      // Wie lange dauert das Echo (in µs)?
  long entfernung = dauer * 0.0343 / 2;     // Schall läuft hin und zurück, daher durch 2

  if (entfernung < 20) {                    // Unter 20 cm: rote LED an
    digitalWrite(redPin, HIGH);
    digitalWrite(greenPin, LOW);
  } else {                                  // Ab 20 cm: grüne LED an
    digitalWrite(redPin, LOW);
    digitalWrite(greenPin, HIGH);
  }
  delay(100);                               // Kurze Pause
}

Kreuzworträtsel

Die Begriffe gehören alle zu diesem Projekt. Nach jedem Buchstaben springt das Feld weiter. Zum Löschen Rücktaste drücken.

Geschafft

Gut gemacht!

Kurz-Quiz

Wie lange braucht der Schall für 1 Meter hin und zurück, ungefähr?

Verschieben: Welcher Pin gehört wohin?

Tippe einen Pin an und dann auf den richtigen Platz. Ein belegter Platz gibt seinen Pin zurück. Du kannst so oft prüfen, wie du willst.

Teilnahme

Arduino-Entdecker

Arduino Workshop Schnuppertag

Einheit 2 Ultraschall

Was passiert hier?

Der HC-SR04 sendet einen unhörbaren Ton aus. Trifft er auf ein Hindernis, kommt das Echo zurück. Der Arduino misst die Zeit bis zum Echo und rechnet daraus den Abstand aus. Unter 20 cm leuchtet die rote LED, sonst die grüne.

Verkabelung: VCC an 5V (rot), TRIG an Pin 11, ECHO an Pin 10, GND an GND. Grüne LED an Pin 7, rote LED an Pin 6, beide über einen Widerstand an GND.

Schaltplan

Der Code

int trigPin = 11;   // Trig: Hier schickt der Arduino den Impuls los
int echoPin = 10;   // Echo: Hier kommt das Echo zurück
int greenPin = 7;   // Grüne LED (Plus)
int redPin = 6;     // Rote LED (Plus)

void setup() {
  pinMode(trigPin, OUTPUT);    // Trig sendet, also ist er ein Ausgang
  pinMode(echoPin, INPUT);     // Echo empfängt, also ist er ein Eingang
  pinMode(greenPin, OUTPUT);   // Die LEDs sind Ausgänge
  pinMode(redPin, OUTPUT);
}

void loop() {
  digitalWrite(trigPin, LOW);       // Kurz aus, damit der Impuls sauber ist
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(trigPin, HIGH);      // Impuls senden
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);

  long dauer = pulseIn(echoPin, HIGH);      // Wie lange dauert das Echo (in µs)?
  long entfernung = dauer * 0.0343 / 2;     // Schall läuft hin und zurück, daher durch 2

  if (entfernung < 20) {                    // Unter 20 cm: rote LED an
    digitalWrite(redPin, HIGH);
    digitalWrite(greenPin, LOW);
  } else {                                  // Ab 20 cm: grüne LED an
    digitalWrite(redPin, LOW);
    digitalWrite(greenPin, HIGH);
  }
  delay(100);                               // Kurze Pause
}

EINHEIT 2 · SEITE 1 VON 2

Arduino Workshop Schnuppertag

Lösung Kreuzworträtsel

EINHEIT 2 · SEITE 2 VON 2

Einheit 3 · Schritt 1 von 7

Der Servo und der Poti

Der Servo

Ein Servo ist ein Motor, der sich nicht ewig dreht, sondern auf einen Winkel zwischen 0 und 180 Grad fährt. Mit write() gibst du den Winkel vor. Der Arm sitzt auf einem weißen Horn.

Der Servo hat drei Beine: GND (Masse), 5V (Strom) und Signal. Das Signal kommt an Pin 11.

Der Poti

Der Poti liefert über A0 einen Wert von 0 bis 1023. Der Arduino rechnet ihn mit map() auf 0 bis 180 Grad um und gibt den Winkel an den Servo weiter.

Der Poti hat drei Beine: links 5V, Mitte an A0, rechts GND.

Die Simulation

Dreh den Regler. Der Knopf vom Poti dreht sich mit, und der Arm vom Servo dreht sich zum Winkel.

Poti-Regler (0 bis 1023)

Der Schaltplan

Foto des Schaltplans: Arduino Uno mit Poti und Servo

So verkabelst du: Poti links an 5V (rot), Mitte an A0 (blau), rechts an GND (schwarz). Der Servo hat GND (schwarz), 5V (rot) und Signal (grün) an Pin 11.

Baue diesen Aufbau am eigenen Arduino am Schreibtisch nach. Danach tippst du den Code darunter ab.

Der Code

#include "Servo.h"   // Bibliothek für den Servo
Servo meinServo;     // Unser Servo
int potPin = A0;     // Die Mitte des Potis ist an A0
int servoPin = 11;   // Das Signal des Servos ist an Pin 11

void setup() {
  pinMode(potPin, INPUT);        // Der Poti liefert einen Wert: Eingang
  meinServo.attach(servoPin);    // Servo an Pin 11 anschließen
}

void loop() {
  int wert = analogRead(potPin);            // Poti lesen: 0 bis 1023
  int winkel = map(wert, 0, 1023, 0, 180);  // Umrechnen auf 0 bis 180 Grad
  meinServo.write(winkel);                  // Servo auf den Winkel drehen
  delay(15);                                // Kurze Pause, damit der Servo folgen kann
}

Kreuzworträtsel

Die Begriffe gehören alle zu diesem Projekt. Nach jedem Buchstaben springt das Feld weiter. Zum Löschen Rücktaste drücken.

Geschafft

Gut gemacht!

Kurz-Quiz

Welchen Winkel kann der Servo mit write() bekommen?

Verschieben: Welcher Pin gehört wohin?

Tippe einen Pin an und dann auf den richtigen Platz. Ein belegter Platz gibt seinen Pin zurück. Du kannst so oft prüfen, wie du willst.

Teilnahme

Arduino-Entdecker

Arduino Workshop Schnuppertag

Einheit 3 Servo

Was passiert hier?

Der Poti liefert einen Wert von 0 bis 1023 an A0. Der Arduino rechnet ihn mit map() auf 0 bis 180 Grad um. Der Servo fährt auf diesen Winkel.

Verkabelung: Poti links an 5V (rot), Mitte an A0 (blau), rechts an GND. Servo: GND (schwarz), 5V (rot), Signal (grün) an Pin 11.

Schaltplan

Der Code

#include "Servo.h"   // Bibliothek für den Servo
Servo meinServo;     // Unser Servo
int potPin = A0;     // Die Mitte des Potis ist an A0
int servoPin = 11;   // Das Signal des Servos ist an Pin 11

void setup() {
  pinMode(potPin, INPUT);        // Der Poti liefert einen Wert: Eingang
  meinServo.attach(servoPin);    // Servo an Pin 11 anschließen
}

void loop() {
  int wert = analogRead(potPin);            // Poti lesen: 0 bis 1023
  int winkel = map(wert, 0, 1023, 0, 180);  // Umrechnen auf 0 bis 180 Grad
  meinServo.write(winkel);                  // Servo auf den Winkel drehen
  delay(15);                                // Kurze Pause, damit der Servo folgen kann
}

EINHEIT 3 · SEITE 1 VON 2

Arduino Workshop Schnuppertag

Lösung Kreuzworträtsel

EINHEIT 3 · SEITE 2 VON 2