Arduino Projekte mit Tinkercad E-Book

M.Eng. Johannes Wild

• Herausgeber: 3DTech
• Kategorie: Fachliteratur
• Sprache: Deutsch
• Veröffentlichungsjahr: 2022

Seitenzahl: 46

Beschreibung

In diesem Buch werden wir gemeinsam und Schritt für Schritt fünf spannende und tolle Projekte mit dem Mikrocontroller Arduino Uno erstellen. Dazu verwenden wir das Programm Tinkercad von Autodesk und den Ansatz der blockbasierten Programmierung. Außerdem werden wir in jedem Projekt Sensoren wie einen Temperatursensor oder einen Ultraschallsensor und andere Bauteile verwenden.
Ich bin Ingenieur (M.Eng.) und möchte dir die Themen Elektronik, Arduino und die blockbasierte Programmierung mit Tinkercad anwendungsorientiert, spielerisch und einfach erklärt anhand von DIY-Projekten erklären. Dazu findest du diesem Buch in den ersten Kapiteln eine kurze theoretische Einführung oder Auffrischung – je nach Wissensstand – zum Arduino, zu Tinkercad und zur Elektronik im Allgemeinen. In den darauffolgenden Kapiteln bauen wir dann Schritt für Schritt und gemeinsam fünf tolle DIY-Projekte auf. Zu jedem Projekt bekommst du Informationen über die benötigten Bauteile, den Aufbau des jeweiligen Schaltplans und Hilfe bei den einzelnen Schritten zur Erstellung des Programmcodes mit der blockbasierten Programmierung.
Dabei spielt es keine Rolle, wie alt du bist, ob du noch zur Schule gehst, ob du bereits erwachsen bist, ob du studierst oder im Ruhestand bist. Wenn du dich für eines der Themen interessierst, bist du hier richtig! Dieses Buch richtet sich sowohl an diejenigen, die noch keine Erfahrung haben, als auch an diejenigen, die bereits über Grundkenntnisse in den Bereichen Arduino, Tinkercad und Elektronik verfügen.
Wirf am besten einen Blick ins Buch und hole dir dein Exemplar als Ebook oder Taschenbuch nach Hause!

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Rechtliche Angaben

Vorwort

1 Lernumfang

2 Was ist ein Arduino? Die ersten Schritte

3 Was ist Tinkercad? Die ersten Schritte

4 Elektronische Schaltungen mit Tinkercad

4.1 Eine elektronische Schaltung in Tinkercad erstellen

4.2 Hintergrundwissen – Grundlagen Elektrotechnik

4.2.1 Elektrizität

4.2.2 Stromkreis

4.3 Arbeitsumgebung: "Circuits"

4.4 Programmieren mit Tinkercad

5 Projekt 1 | Gleichstrommotor-Drehzahlregler

5.1 Benötigte Komponenten

5.2 Der Entwurf des Schaltplans

5.3 Entwicklung des Programmcodes

6 Projekt 2 | Bewegungsmelder mit Alarm

6.1 Benötigte Komponenten

6.2 Der Entwurf des Schaltplans

6.3 Entwicklung des Programmcodes

7 Projekt 3 | Lenkungssteuerung für Spielzeugroboter

7.1 Benötigte Komponenten

7.2 Der Entwurf des Schaltplans

7.3 Entwicklung des Programmcodes

8 Projekt 4 | Digitales Thermometer

8.1 Benötigte Komponenten

8.2 Der Entwurf des Schaltplans

8.3 Entwicklung des Programmcodes

9 Projekt 5 |Ultraschall-Entfernungsmessgerät

9.1 Benötigte Komponenten

9.2 Der Entwurf des Schaltplans

9.3 Entwicklung des Programmcodes

Schlusswort

Impressum des Autors / Herausgebers

Rechtliche Angaben

© 2022

Autor und Herausgeber: M.Eng. Johannes Wild

A94689H39927F

E-Mail: [email protected]

Das vollständige Impressum des Buches ist auf den letzten Seiten zu finden!

Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt

Das Werk, einschließlich seiner Teile, ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Autors unzulässig. Dies gilt insbesondere für die elektronische oder sonstige Vervielfältigung, Übersetzung, Verbreitung und öffentliche Zugänglichmachung. Kein Teil des Werkes darf ohne schriftliche Genehmigung des Autors reproduziert, verarbeitet oder verbreitet werden!

Alle in diesem Buch enthaltenen Informationen wurden nach bestem Wissen und Gewissen zusammengestellt und sorgfältig geprüft. Dieses Buch dient jedoch nur zu Bildungszwecken und stellt keine Handlungsempfehlung dar. Insbesondere wird keine Garantie oder Haftung seitens des Autors und Herausgebers für die Benutzung oder Nichtbenutzung von Informationen dieses Buches gegeben. Die in diesem Buch zitierten Marken und Gebrauchsnamen bleiben im alleinigen Besitz des jeweiligen Urhebers bzw. Rechteinhabers.

Vorwort

Herzlichen Dank, dass du dich für dieses Buch entschieden hast!

In diesem Buch werden wir gemeinsam und Schritt für Schritt ein paar spannende und tolle Projekte mit dem Mikrocontroller Arduino Uno erstellen. Wie der Buchtitel bereits erkennen lässt, nutzen wir dazu das kinderleichte und kostenlose Programm Tinkercad von Autodesk und den Ansatz der blockbasierten Programmierung. Außerdem werden wir in jedem der Projekte z. B. Sensoren, wie einen Temperatursensor, oder auch einen Ultraschallsensor und andere Bauteile, verwenden.

Ich bin Ingenieur (M.Eng.) und möchte dir die Themen Elektronik, Arduino und die blockbasierte Programmierung mit Tinkercad, anwendungsorientiert, spielerisch und einfach erklärt anhand von DIY-Projekten näherbringen. Dafür wirst du in diesem Buch in den ersten Kapiteln eine kurze theoretische Einführung oder auch Auffrischung – je nach Wissensstand – zum Arduino, zum Programm Tinkercad und zur allgemeinen Elektronik finden und in den nachfolgenden Kapiteln fünf tolle Projekte erhalten, die wir Schritt für Schritt gemeinsam aufbauen. Diese Projekte werden wir hier nur virtuell in der Onlineplattform Tinkercad erstellen. Du kannst diese aber auch mit echten Bauteilen in der analogen Welt 1:1 nachbauen, wenn du das möchtest. Bei jedem Projekt erhältst du Informationen zu den benötigten Bauteilen, zum Aufbau des jeweiligen Schaltplans und zu den einzelnen Schritten bei der Erstellung des Programmcodes mittels blockbasierter Programmierung.

Egal in welchem Alter du bist, ob du noch zur Schule gehst, ob du bereits Erwachsen bist, ob du Student oder Rentner bist, wenn du dich für eines der Themen interessierst, bist du hier richtig!

Dieses Buch richtet sich sowohl an alle, die noch keine, als auch an alle, die bereits grundlegende Kenntnisse in einem der Gebiete: Arduino, Tinkercad und Elektronik haben.

1 Lernumfang

Was dich in diesem Buch erwartet und was du lernen wirst

In diesem Ratgeber findest du fünf spannende und tolle Projekte, die wir gemeinsam und Schritt für Schritt umsetzen werden. Dazu nutzen wir den Mikrocontroller Arduino, sowie die Software Tinkercad von Autodesk. In den ersten Kapiteln erwartet dich zunächst jeweils ein Crashkurs zur Software Tinkercad, zur Elektronik und zum Arduino. Falls du noch keinerlei Vorkenntnisse hast, wird dir das helfen, ins Thema einzusteigen, falls du bereits Vorkenntnisse hast, kannst du es als eine Art Auffrischung deines Wissens sehen. Falls du noch keine Vorkenntnisse hast und einen ausführlicheren Einstieg in die Themen möchtest, kannst du auch zuerst die Grundlagenbücher der jeweiligen Themen (siehe letzte Seiten dieses Buches) durcharbeiten.

Kurz zusammengefasst beinhaltet dieses Buch Folgendes:

- Hintergrundwissen zum Arduino

- Hintergrundwissen zur allgemeinen Elektronik

- Hintergrundwissen zum Abschnitt "Circuits" und zur allgemeinen Bedienung des Programms Tinkercad

- DIY-Projekt 1: Gleichstrommotor-Drehzahlregler

- DIY-Projekt 2: Bewegungsmelder mit Alarm

- DIY-Projekt 3: Lenkungssteuerung für Spielzeugroboter

- DIY-Projekt 4: Digitales Thermometer

- DIY-Projekt 5: Ultraschall-Entfernungsmessgerät

2 Was ist ein Arduino? Die ersten Schritte

Ein Arduino ist einfach ausgedrückt nichts anderes als ein kleiner und sehr einfacher Mini-PC oder auch Mikrocontroller, der in der Lage ist Eingangssignale aufzunehmen, diese intern zu verarbeiten und dann in entsprechende Ausgangssignale umzuwandeln. Ein Eingangssignal könnte dabei z. B. Sonnenlicht sein, welches auf einen Sensor fällt. Das entsprechende Ausgangssignal dazu könnte z. B. einen (Jalousie)-Motor steuern. Es gibt verschiedene Modelle des Arduino. Für unsere Projekte benötigen wir in diesem Buch ausschließlich den Arduino UNO (https://www.arduino.cc/en/main/products).

Wie funktioniert ein Arduino? Das Grundprinzip hinter jedem PC ist das binäre System, das auf den beiden Zahlen "0" (OFF) und "1" (ON) basiert. Die Kommunikation findet in einem PC mit Kombinationen aus diesen beiden Zahlen statt. Genau dieses Prinzip findet auch beim Arduino Anwendung. Die beiden binären Zahlen werden hier durch die Spannungen 5V ("1" bzw. "HIGH"-Wert) und 0V ("0" bzw. "LOW"-Wert) dargestellt.