Arduino
Arduino ist eine Physical Computing Plattform, die aus Hardware- und Softwarekomponenten besteht. Der Begriff „Physical Computing“ beschreibt Informatikanwendungen, die direkt mit der physischen Umgebung interagieren. Im Rahmen dieser Disziplin wird ein System entwickelt, das seine Umgebung mithilfe von Sensoren wahrnimmt und entsprechend reagiert. Sowohl die Hardware als auch die Software sind Open Source, was bedeutet, dass sie quelloffen und frei zugänglich sind.
Hardware des Arduino
Die Arduino-Hardware setzt sich aus einem E/A-Board mit einem Mikrocontroller sowie analogen und digitalen Ein- und Ausgängen zusammen. Die meisten Arduino-Boards sind mit einem 8-Bit-Mikrocontroller aus der megaAVR-Serie von Atmel, wie zum Beispiel dem ATmega328, ausgestattet. Darüber hinaus werden auch leistungsstärkere Mikrocontroller verwendet. So verfügen beispielsweise die Arduino-Entwicklerboards „Due“ über einen 32-Bit Arm Cortex-M3-Prozessor des Typs Atmel SAM3X8E. Die Modelle „Yún“ und „Tre“ integrieren zusätzlich zu ihrem Mikrocontroller einen leistungsstärkeren Mikroprozessor. Die Mehrheit der Arduino-Boards wird über USB mit einer Gleichspannung von 5 V betrieben, alternativ kann auch eine externe Spannungsquelle mit 7–12 V verwendet werden. Die Taktfrequenz beträgt zumeist 16 MHz. Es gibt jedoch auch spezielle Modelle, die mit einer Betriebsspannung von 3,3 V arbeiten und Taktfrequenzen von bis zu 66 MHz erreichen. Dank verschiedener Erweiterungen ist es möglich, andere Mikrocontroller wie den ESP8266, ESP32, STM32 oder MSP430 über die Arduino-IDE zu programmieren.
Programmierung des Arduino
Die Entwicklungsumgebung basiert auf der Programmiersprache Processing und ermöglicht auch Einsteigern einen unkomplizierten Zugang zur Programmierung und zu Mikrocontrollern. Der Arduino wird in einer Programmiersprache programmiert, die C- bzw. C++-ähnlich ist. Umfangreiche Bibliotheken mit Beispielen erleichtern die Programmierung von Arduino-Systemen. Die Arduino-Plattform wird häufig genutzt, um eigenständig und interaktiv Objekte zu steuern oder um mit Softwareanwendungen auf Computern zu interagieren.
Vergleich mit dem Raspberry Pi
Häufig wird der Arduino mit dem Raspberry Pi verglichen, doch es gibt grundlegende Unterschiede zwischen diesen beiden Geräten. Der Arduino ist, im Gegensatz zum Raspberry Pi, ein Mikrocontroller, der als Steuersystem fungiert. Seine Ausgänge reagieren je nach Programmierung und den jeweiligen Eingaben. Dadurch kann der Arduino verschiedene Abläufe steuern, beispielsweise die Bedienung eines Lasergraviergeräts oder eines 3D-Druckers. Der Raspberry Pi hingegen ist ein Einplatinencomputer, der über ein Betriebssystem verfügt und Anschlussmöglichkeiten für Peripheriegeräte wie Mäuse, Tastaturen und Monitore bietet.