Arduino: Steuern, Messen, Programmieren

Ich mache eine kleine Pause vom analogen Audio-Equipment und fühle mich vom Arduino Mikrocontroller und dessen unendlichen Möglichkeiten genervenkitzelt. Damit ist bis zum fahrenden Roboter alles möglich…

Was ist ein Mikrokontroller?

Ein elektronisches Bauteil mit vielen Beinchen das sich wie ein Computer programmieren lässt. Der Unterschied zum Rechner ist dabei ziemlich einfach:

• Im Computer werkelt ein Mikroprozessor – der ist besonders gut im Verarbeiten und Berechnen von Daten (eng. to process)
• Der Mikrocontroller kann das nur langsam – dafür kann er besonders gut andere Bauteile „kontrollieren“, d.h. steuern oder messen.

Fast alle Geräte haben heute einen MC, von der heimischen Waschmaschine bis zum MIDI-Controller. Der Controller misst z.B  den Schalter in der Klaviatur, rechnet diesen in MIDI-Werte um und gibt diese dann aus.

Der eigentliche Witz ist, dass ein MC fast nix kostet – ab 50 Cent ist man dabei.

Was ist Arduino?

Um einen MC zu programmieren, braucht man aber eine spezielle serielle Schnittstelle, komplizierte Tools und noch einiges mehr. Arduino ist kein spezieller Mikrocontroller sondern eher ein Ökosystem, dass den Prozess von der Idee zur fertigen Schaltung richtig easy macht. Ein Arduino Uno z.B. hat einen USB-Anschluss um ihn darüber programmieren zu können. Eine Programmier-Software und eine recht genormte Programmiersprache gibt es kostenlos dazu.

Zu meine ersten wackeligen Schritten gehörte neben Licht-an-Licht-aus-Schaltungen dann auch eine simple Schaltung mit einem Lautsprecher und einem Fotowiderstand:

Der Code dazu ist extrem simpel:

int sensorValue;

void setup() {}

void loop() {
 sensorValue = analogRead(A0);
 int pitch = map(sensorValue, 1023, 0, 50, 4000);

 tone(8, pitch, 20);

 delay(10);
}

Der erste Befehl legt eine Variable mit dem Namen „sensorValue“ an.  Im Loop wird jetzt einfach der Wert des Fotowiderstandes der an Pin A0 angeschlossen ist in die Variable geschrieben.

Die Messwerte von 0 bis 1023 werden über Befehl „map“ auf den Wertbereich zwischen 50 und 4000 umgerechnet und die Variable „pitch“ geschrieben. Nun haben wir dort eine Frequenz im hörbaren Bereich.

Der Befehl „tone“ spielt nun die Frequenz über den an Pin 8 angeschlossenen Lautsprecher ab. Der Arduine wartet 10 Millisekunden und die Schleife beginnt von neuem.

Das Spiel SENSO

Nach ein paar Versuchsschaltungen hab ich mich an ein Spiel aus meiner Kindheit erinnert: SENSO.  Dabei musste man über bunte Tasten die Töne und Lichter die das Spiel vorgab wiederholen. Die Schaltung besteht aus 4 Tastern und 4 LEDs – super einfach (das LCD ist nur zur Kontrolle dort).

Bei der Programmierung hab ich dann geflucht. Auch die ist im Grunde richtig einfach, ich musste aber erst einmal dahinter kommen.

Weil die Kiste natürlich riesig ist, habe ich die Schaltung mit einem Arduino Nano auf eine kleine Platine gebaut. Der Nano-Klon ist übrigens spottbillig: 6 € inkl. Versandkosten.

MIDI soll es werden

Mein nächster Versuch wird dann ein eigener MIDI-Controller. Die Ideen schwimmen schon in meinem Kopf um die Wette und ein blanko Gehäuse ist auch schon bestellt…