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Die Arduino-Boards sind nach wie vor sehr beliebt. Die einfache Erweiterbarkeit dieser Plattformen hat wesentlich dazu beigetragen: Durch Aufstecken von Erweiterungsplatinen, sogenannte Shields, lassen sich die Boards sehr einfach erweitern.

Diese Shields statten den Arduino oft gleich mit mehreren zusätzlichen Fähigkeiten aus und sind dabei meist so günstig, dass ein Selbstbau sich oft nicht lohnt.

Es gibt einige Erweiterungen, die ich für besonders pfiffig halte, weil sie den Arduino auf einfache Weise mächtig aufmöbeln. Und die möchte ich Ihnen heute vorstellen.

Außerdem erfahren Sie, worauf man bei der Suche nach geeigneten Erweiterungen achten sollte.

Passt die Erweiterung zu meinem Board?

Wichtig bei der Auswahl von Erweiterungs-Shields und Modulen für den Arduino ist die Pin-Kompatibilität. Nicht alle Shields passen auf alle Arduino-Boards. Deshalb sollte man sich genau informieren, ob eine Erweiterung für die eigene Plattform geeignet ist.

Hier finden Sie eine gute Übersicht der Eigenschaften der verschiedenen Arduino-Boards. Natürlich sind außer der Anzahl der Pins auch die anderen Leistungsdaten wichtig.

Auch die Händlerangaben zur Kompatibilität mit dem eigenen Board sollte man genau prüfen.  Sehr oft hat man den Eindruck, die Übersetzungen der Produktbeschreibungen seien von Meister Yoda persönlich verfasst. Nicht alle Hinweise der Anbieter sind da immer auf den ersten Blick eindeutig.

Sind Kundenbewertungen zu dem betreffenden Board vorhanden, empfiehlt es sich auch hier nach weiteren Informationen zum eigenen Arduino-Typ zu schauen.

Im folgenden nun meine Auswahl an Erweiterungen für den Arduino, deren Anschaffungen sich meiner Ansicht nach lohnen, weil man das Rad nicht immer wieder neu erfinden muss.

Für vergleichsweise kleines Geld kann man damit fast die ganze Bandbreite der sinnvollsten und interessantesten Einsatzmöglichkeiten des Arduino ausschöpfen.

Display-Shields

Für die Anzeige von Daten kann man am Arduino sowohl reine Textdisplays, als auch grafische Displays betreiben. Und besonders interessant sind natürlich Displays mit Touch-Screen-Funktion, wo der Bildschirm zugleich für die Eingabe genutzt werden kann.

Als Erstes möchte ich Ihnen ein preisgünstiges Kit empfehlen, das

SainSmart UNO plus LCD Keypad Shield

Mit diesem Starter-Kit findet man nicht nur einen preiswerten Einstieg in die Arduino-Welt.  Neben einem SainSmart UNO-Board erhält man ein LCD-Shield  das zusätzlich mit sechs Eingabetastern ausgestattet ist.

Das LCD-Shield benötigt die Digital-Pins 4-10 und zusätzlich den Analog-Ausgang 0 und ist auch für andere Arduinos, wie den Mega R3, Duemilanove, Nano oder Arduino- Robot geeignet. Es enthält ein 16×2 LCD-Display mit weißer Schrift und blauer Hintergrundbeleuchtung.  Darin arbeitet ein HD44780 Controller, der mit der Arduino-Standard-Bibliothek angesteuert wird.

Das SainSmart-Bord ist baugleich zum Arduino UNO R3 und enthält einen ATmega328 und einen ATmega8U2 als USB-to-serial-Konverter.

Benötigt man mehr Zeilen ist folgendes Display-Modul eine gute Wahl:

SainSmart IIC/I2C/TWI 20×4 LCD Module Shield für Arduino UNO und MEGA R3

Kein Erweiterungs-Shield im eigentlichen Sinne, denn dieses LCD-Modul wird über den I2C-Bus angesteuert; dafür braucht man nur vier Verbindungsleitungen. Das Display verfügt über 4 Zeilen mit je 20 Zeichen und misst etwa 60 x 90 mm.

Der Kontrast und die weiße Hintergrundbeleuchtung lassen sich per Software oder Potentiometer bzw. Jumper einstellen.  Das LCD-Display wird durch den Standard-Controller HD44780 gesteuert.  Angesprochen werden kann das Display mit Hilfe der Standard-Bibliotheken des Arduino. Ein Tutorial für den Betrieb des Arduino ist aber auch erhältlich.

 

Grafikdisplays

Eine ganz andere Liga sind Grafikdisplays. Hier gibt es zwar sehr viele Erweiterungen für alle Arduino-Modelle aber Touchscreen-Shields belegen sehr oft fast alle Pins auf dem Arduino-Board.

Deshalb sind die meisten dieser Displays für den Arduino MEGA oder DUE ausgelegt. Allerdings gibt es preisgünstige Kits die das Arduino-Board plus Touchscreen enthalten.  Wie etwa das

SainSmart Entwicklungsboard mit Arduino Mega 2560 + 3,2 „TFT-LCD-Display und SD Slot

Hier erhält man für vergleichsweise kleines Geld einen Arduino Mega 2560  und ein 3,2“ Display-Shield gleich dazu.

Mit der UTouch Bibliothek von Henning Karlsen  funktioniert auch der  Touchcontroller einwandfrei.

Allerdings belegt auch dieses Shield sehr viele Pins des Boards. Benötigt man die noch freien Pins, kann man mit sog. „stacking headers“ (zusätzlich aufsteckbare Stiftleisten für die Arduino Pins ) das Erweiterungsboard auf „Stelzen“ setzen.

Ethernet-Shield

Mit einem Ethernet-Shield kann man den Arduino mit dem eigenen Netzwerk oder dem Internet verbinden.  Dabei arbeitet der Arduino als Server oder Client.

Wer etwa nach Möglichkeiten sucht, aus dem Netzwerk oder aus dem Internet heraus Sensordaten abzufragen oder Steuerungsaufgaben auszuführen, ist hier richtig.

Möchte man einen eigenen Server erstellen, sind natürlich einige HTML-Grundkenntnisse sehr hilfreich.

Klugerweise verfügen Ethernet-Boards und -Erweiterungen in der Regel über einen SD-Slot. So ist es möglich, Webseiten mit umfangreichen Benutzerschnittstellen zu erstellen, da diese nicht im Arduino gespeichert, sondern bei Bedarf von SD-Karte gelesen werden können. So auch bei dem folgenden Shield:

Ethernet Shield für Arduino UNO MEGA1280/2560 DUEMILANOVE168/328

Diese Karte basiert auf dem weit verbreiteten Wiznet Chip W5100, das bis zu vier gleichzeitige Netzwerk-Verbindungen unterstützt. Ethernet und SD-Karte lassen sich mit der offiziellen Arduino-Ethernet- bzw. SD-Bibliothek betreiben.

Datenlogger

Alle bisher hier vorgestellten  Erweiterungen verfügen auch über einen Slot zur Aufnahme von SD-Karten. Grundsätzlich ist es damit auch möglich, Daten zur späteren Auswertung zu sammeln.

Da aber eine reine Ansammlung von Daten ohne zeitlichen Bezug meist nutzlos ist, verfügen Erweiterungen zur Datenprotokolierung zusätzlich über eine Echtzeituhr (RTC). Dadurch kann man die erfassten Messdaten mit Zeitstempel versehen.

XINTE Datenlogging Shield v1. 0

Das Shield eignet sich als Uhr, Kartenleser und Datenlogger und verfügt über eine batteriegepufferte Echtzeituhr, die auch nach der Trennung vom Arduino weiterläuft.

Auf einer kleinen Fläche können zusätzlich Stiftleisten oder Sensorkontakte etc. aufgelötet werden.

Die SD-Karte wird mit der Standard-Arduino-Bibliothek angesprochen. Hier muss der Pin für den Chip-Select (CS) auf 10 geändert werden. Das RTC-Modul arbeitet mit der Bibliothek für die Adafruit I2C-RTCs.

Schaltungen für Experimente und Entwicklungsprojekte sind mit den vorgestellten Erweiterungen schnell aufgebaut und Kabelgewirr, die zuverlässigste Quelle für mysteriöse Funktionsstörungen in der Elektronik, gehört der Vergangenheit an.

Zum Schluß noch ein kleiner Tipp am Rande für die Suche nach Dokumentationen und Anschlussplänen von SaintSmart-Produkten:

Ich selbst finde die Arduino-Erweiterungen, -Module und -Kits von SaintSmart zwar sehr gut.  Allerdings könnte die Suche nach Dokumentationen und technischen Informationen zu den Produkten besser gestaltet werden.

Beispiele, detaillierte Anleitungen und Links zu jeweils geeigneten Arduino-Libraries findet man auf der Shopseite der Firma erst nachdem man die Detailansicht des jeweiligen Produktes öffnet. Anschlussschemata befinden sich dort meist unter dem Tab „Tutorials“.

Haben sie eine gute Zeit!

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