Arduino Kompendium

Das Arduino Kompendium Buch bezeichnet sich selbst als die inoffizielle Anleitung zum Arduino. Ich habe mir angesehen ob es das auch zurecht macht und was man als Leser alles erwarten darf.

Arduino Kompendium

Ich habe wie zuletzt schon beim Python Buch das Ardunio Kompakt Buch vom BMU Verlag zur Verfügung gestellt bekommen. Dieses Mal liegt das physische Buch vor mir und der erste Eindruck ist super. Es ist klein und kompakt, aber trotzdem über 500 Seiten stark. Dieses Hardcover Buch ist in Farbe gedruckt und hat auf der Seite Markierungen für die einzelnen Kapitel. Das Buch wirkt wertig und macht einen guten Eindruck. Manchmal will man selbst ein kleines und kompaktes Buch nicht immer mitnehmen, aus dem Grund findet man im Inneren den Downloadcode für das E-Book. Damit kann man auch unterwegs am Handy oder Tablet lesen.

Autor

Informationen über den Autor findet man auf der Rückseite des Buchs. Dort erfährt man, dass Danny Schreiter auf 15 Jahre Erfahrung in der Mikroelektronik und Programmierung zurückblicken kann und das Wissen auch als Dozent an Studierende weiter gibt.

Inhalt

Laut Duden ist ein Kompendium ein kurz gefasstes Lehrbuch. Der Arduino lernende darf sich somit einen Wissenszuwachs erwarten. Der Slogan „Die inoffizielle Anleitung zum Arduino!“ vermittelt zudem die Erwartung, dass man ohne Erfahrungen den Mikrocontroller verstehen und damit auch programmieren lernt. Die Kapitel im Detail:

• Einführung
  die erste Seite gehört einer kurzen persönlichen Einleitung des Autors. Dieses macht Stimmung auf die folgenden Seiten.
• Geschichte
  das Buch kommt in diesem Kapitel dem Bildungsauftrag nach. Man lernt interessante Fakten über die Geschichte der Mikrocontroller und der Entstehung der Arduino Plattform kennen. Neben den einzelnen Modellen wird auch noch die Software kurz in einem Tutorial vorgestellt.
• Hardware-Einführung
  auf 40 Seiten erhält man einen Crashkurs für elektronische Bauteile. Man lernt was in Volt, Ampere und Watt gemessen wird und lernt alle mögliche elektrische Hardware wie Widerstände, Dioden, Spulen usw. kennen. Das geht hin über benötigte Hardware wie Lötkolben und Oszilloskop.
• Grundlagen des Programmierens
  anhand von einfachen Beispielen wie Blink (lässt eine LED am Arduino blinken) und einfachen Ausgaben über die serielle Schnittstelle bekommt der Leser einen Überblick wie man Programme für den Arduino erstellt, das ganz immer mit Praxisbeispielen und umfassender Erklärung des Source Codes.
• Ein- und Ausgänge
  in diesem Kapitel lernt man die digitalen und analogen Pins anhand praktischer Beispiele kennen. Protokolle wie I²C und SPI werden anhand von Diagrammen detailliert erklärt.
• Praxisprojekt: Modellbau-Ampel
  in dieser Anleitung werden zwei Ampeln aus verschieden färbigen LEDs gebaut und über eine Software geschaltet.
• Anzeigeelemente
  ähnlich wie in der Hardware-Einführung werden alle möglichen Geräte vorgestellt die man für die Anzeige von Informationen nutzen kann. Das sind neben allen Formen von LEDs und LED Boards insbesondere auch LCD und OLED Displays.
• Praxisprojekt: Stoppuhr mit OLED-Display
  obwohl das Beispiel überraschend kurz ist ist das Ergebnis davon schon sehr professionell. Ein über einen Taster gesteuerte Stoppuhr gibt auf einem mehrzeiligen OLED Display sehr schön die Daten aus.
• Sensoren und Eingebegeräte
  so wie bei den Anzeigeelementen liefert das umfangreiche Kapitel Informationen zu allen möglichen Geräten zur Eingabe. Das sind neben Tastaturen für den Benutzer alle möglichen Sensoren – und das sind viele! Diese werden jeweils in Funktion und mit einem kleinen Beispiel vorgestellt. Im Prinzip findet man für jedes denkbare Projekt in diesem Kapitel eine Hilfe.
• Praxisprojekt: LCD-Uhr mit Thermometer
  ein zweizeiliges Display zeigt neben der Zeit auch die aktuelle Temperatur und die Luftfeuchtigkeit. Man kann diese Anzeige sogar umschalten um Extremwerte von Temperatur und Feuchtigkeit zu sehen. So etwas könnte man sogar in einem kommerziellen Produkt finden!
• Aktoren
  dieses Kapitel behandelt aktive Geräte die man mit dem Arduino steuern kann. Das sind neben Relais auch unterschiedliche Motoren und Lautsprecher (Summer).
• Praxisprojekt: ferngesteuertes Auto
  der Klassiker unter den Beispielen für fortgeschrittene ist das ferngesteuerte oder selbstfahrende Auto. In dem Projekt wird ein kleiner Untersatz mit zwei Motoren, eigener Stromversorgung und Ultraschall Abstandssensor gebaut. Als Board wird der Arduino Nano verwendet.
• Datenverarbeitung
  nach der Peripherie geht es nun wieder mehr um das Ardunio Board selbst. Man lernt den internen EEPROM Speicher kennen und wie man Daten dauerhaft darauf speichert. Für größere Daten wird eine Lösung mit SD Karte vorgestellt. Mit Processing lernt man eine Möglichkeit kennen Daten auszugeben.
• Praxisprojekt: LED-Matrix mittels Processing steuern
  über ein mit Processing erstelltes grafisches User-Interface wird eine 8×8 LED-Matrix angesteuert. Damit kann man ein 64 Pixel großes Bild malen, welches über den Arduino auf der Matrix farblich ausgegeben wird.
• Arduino und Internet
  das umfangreichste Kapitel widmet sich ganz dem Thema IoT (Internet of Things). Das Kapitel fängt an der Basis an und lehrt was IP Adressen sind, wie Rechnernetzwerke funktionieren und wie diese mit Protokollen kommunizieren. Im ersten kleinen Projekt wird der Arduino mit einem Ethernet-Shield zum Webserver. Das führt zu einem Exkurs zu den ESP32 und ESP8266 die dank WiFi Modul genau das repräsentieren. Es folgt ein ausführlicher Teil über das MQTT Protokoll, über das IoT Geräte Daten austauschen können.
• Arduino Clones, minimaler Arduino
  in diesem Kapitel werden kurz die Clones vom Arduino vorgestellt und was die Unterschiede zum Original sind. Danach wird gezeigt wie man sich selber nur mit einem ATmega328P Chip einen Arduino am Steckbrett selber bauen kann. Mit einem Fabrik neuen ATmega Chip benötigt man lediglich einen Ardunio als „Starthilfe“ um darauf den Bootloader zu installieren.
• Erstellung eigener Platinen
  gegen Ende des Buchs lernt man noch wie man selber Platinen löten kann und Stichwort fritzing eigene PCB Designs erstellt.
• Fehlersuche und Programmoptimierung
  in dieser hilfreichen Sammlung aus der Praxis gibt es Tipps wie man oft auftretende Fehler im Source Code findet und behebt.
• Der Anfang ist getan
  der Auto verabschiedet sich auf der letzten Seite von den Lesern

Persönliche Meinung

Mir hat das Buch sehr gut gefallen. Die 500 Seiten sind wie im Flug an mir vorbei geflogen, am liebsten hätte ich noch einmal so viele Seiten mehr. Das Kapitel über die Geschichte vom Arduino war sehr lesenswert. Bisher wusste ich nicht, dass der in Italien entwickelt wurde. Es ist sehr schön zu sehen, dass in der amerikanisch dominierten IT mit dem Arduino und dem Raspberry Pi zwei echte europäische Geräte so große Wellen schlagen. Das macht Hoffnung! Die Kapitel mit den Einführungen hatten für mich genau die richtige Flughöhe. Hab zwar alles irgendwann gelernt, mit dem Lesen frischt man das Wissen aber wieder auf – das kann vor dem nächsten Projekt nie schaden. Der Leser benötigt nur ein wenig Grundlagenwissen in Physik falls überhaupt.

Die große Stärke des Buchs sind nicht nur die vereinzelt gut gewählten kleinen Beispiele sondern vor allem die Praxisprojekt Kapitel. Ich denke der Autor weiß aus Erfahrung, dass der studierende am besten lernt, wenn er selber das Buch an einem realen Projekt nutzt. Die Beispiele sind gut ausgesucht und motivieren zum Nachbau. Eine Modellbau-Ampel für die Carrera Bahn, wer kann die nicht brauchen?

Ich habe leider noch keinen Vergleich zu anderen Arduino Büchern, aber ich brauche auch keine mehr. Das Buch ist sehr gut zu lesen und es hat Spaß gemacht das eine oder andere Beispiel selber auf meinem Arduino Nano zu probieren. Für Anfänger eine klare Kaufempfehlung.

Fazit

Das Buch Arduino Kompakt bietet einen tollen Einstieg in die Welt des Mikrocontrollers. Mich hat das Buch sehr gut unterhalten, die Kapitel waren alle gut zu lesen und ich habe jede Menge Details zum Arduino gelernt die ich noch nicht wusste. Obwohl ich eigentlich ausschließlich auf den Raspberry Pi spezialisiert bin denke ich nun doch über ein erstes Arduino Projekt für diesen Blog nach. Ich denke in einem größeren Projekt würde der Arduino sehr gut mit dem Raspberry Pi zusammen arbeiten.

Was denkst du über den Arduino und das Buch? Welches der Praxisprojekte wäre für dich am interessantesten?