Arduino

Arduino ist eine standardisierte Hardware-Plattform mit Prozessor, Schnittstellen, der Möglichkeit die Hardware günstig zu erweitern und einer Software zum Entwickeln und Hochladen. Dahinter steckt ein Baukasten-System für Programmierer, die Hardware-nahe entwickeln und möglichst schnell zu guten Lösungen kommen wollen.
Als Mikrocontroller kommen verschiedene Architekturen zum Einsatz. Es gibt Arduino-Boards mit dem beliebten ATmega328, aber auch verschiedene ESP32- und RP2-Mikrocontrollern.

Wer schon immer mal was mit Mikrocontrollern machen wollte und die Mühen und den Aufwand der Einarbeitung gescheut hat, der bekommt mit einem Arduino ein einfaches System, um sich in einen Mikrocontroller einzuarbeiten. Jeder, der schon mal ein paar Zeilen Programmcode geschrieben hat und keine Berührungsängste mit Elektronik hat, ist „Arduino-geeignet“.

Durch die speziell auf die Arduino-Boards abgestimmte Arduino IDE ist der Einstieg in die Welt der Mikrocontroller fast ein Kinderspiel. Wenn man die ersten Schritte mit dem Programmieren eines Arduinos gemacht hat, sind der Fantasie des Anwenders fast keine Grenzen gesetzt.

Was ist die Besonderheit eines Arduino-Boards im Vergleich zu einem einzelnen Mikrocontroller?

Ein Arduino-Board kombiniert einen Mikrocontroller mit einer benutzerfreundlichen Entwicklungsumgebung und einer umfangreichen Bibliothek. Integrierte Schnittstellen ermöglichen eine einfache Programmierung. Außerdem gibt es eine aktive Community und viele kostenlose Lösungen im Internet zu finden, was das Lernen der Programmierung und die Entwicklung eigener Projekte enorm erleichtert. Im Gegensatz zu einem einzelnen Mikrocontroller ist ein Arduino-Board für Anfänger einfacher zu nutzen.

Und irgendwie muss der Programmcode auf den Mikrocontroller geladen werden. Dazu befindet sich auf dem Mikrocontroller des Arduino-Boards ein Bootloader, der die Programmierung vereinfacht. Außerdem befindet sich auf dem Board, sofern der Mikrocontroller das nicht unterstützt, eine USB-UART-Brücke, damit man das Board einfach an einem PC anschließen kann. Der PC kommuniziert dann über den USB mit dem Bootloader im Mikrocontroller.

So gesehen hat die Entwicklung der Arduinos die Nutzung von Mikrocontrollern für eine sehr breite Zielgruppe erst interessant gemacht.

Hardware

Arduino Uno (R3)	Arduino Due	Arduino Leonardo

Das Arduino-Board gibt es in verschiedenen Ausführungen und besteht aus einem Prozessor bzw. Mikrocontroller, Schnittstellen-Bausteinen, Buchsen und Steckleisten für Erweiterungen.
Über verschiedene Ein- und Ausgänge kann der Arduino Kontakt zu seiner Umgebung aufnehmen und beispielsweise Leuchtdioden, Motoren und Servos ansteuern.

Baukasten-System

Schnell stößt man an die Grenzen der Arduino-Einsteiger-Systeme. Der Wunsch nach mehr flammt schnell auf. Hier ist das Baukastensystem von Arduino eine große Hilfe. Über sogenannte "Shields" kann man jedes Arduino-Grundsystem schnell um weitere Hardware erweitern. Shields sind Erweiterungen, die einfach auf das Arduino-Board gesteckt werden. Diese Erweiterungen lassen sich ganz einfach in der Entwicklungsumgebung ansprechen.

GSM Shield	Wifi Shield	Ethernet Shield

Neben den offiziellen Quellen sind diese Shields oft auch über chinesische Quellen erhältlich und spottbillig. Hier sollte man keine Scheu haben etwas zu bestellen, wenn der Händler in Fernost die passenden Shields anbietet. Anwendungsbeispiele und fertige Bibliotheken sind im Internet massenweise verfügbar. Der eigenen Fantasie sind Software- und Hardware-seitig fast keine Grenzen gesetzt. Und auch der Geldbeutel bleibt verschont.

Typische Arduino-Anwendungen

• Elektronik
• Robotik
• Steuerungen
• Sensordatenerfassung
• Hardwarenahes Programmieren

Vergleich

Es gibt über 100 verschiedene Arduino-Boards, die sich in ihren Leistungsmerkmalen, Bauformen und Anwendungsmöglichkeiten voneinander unterscheiden. Nur die bekanntesten werden hier verglichen.

Arduino vs. Raspberry Pi Pico

Wenn Du das Arduino-Ökosystem kennst, dann scheint ein Wechsel in die Welt des Raspberry Pi Pico unwahrscheinlich. Und das ist auch gar nicht das vorherrschende Ziel des Picos. Neben dem Arduino gibt es noch viele weitere Mikrocontroller-Boards.

Ein großer Nachteil der Arduino-Welt ist, dass die vorherrschende Programmiersprache C/C++ ist. Der Nachteil davon ist, dass C eine sehr alte Programmiersprache ist und für denjenigen, der noch nie programmiert hat, zum Einsteig in die Hardware-nahe Programmierung eine große Hürde darstellen kann. Natürlich stellt das Übernehmen von Programmcode-Beispielen mit Copy&Paste keine Hürde dar. Allerdings ist das Verständnis von C/C++ notwendig, wenn der Programmcode etwas anderes tun und deshalb geändert werden soll.

Ein Raspberry Pi Pico kann auch mit C/C++ programmiert werden. In der Regel wird MicroPython empfohlen, das explizit für Einsteiger gedacht ist und an vielen Stellen den Umgang mit der Programiersprache (Syntax) vereinfacht.
Und ja, es gibt auch Arduinos, die MicroPython unterstützen. Allerdings ist das eine Ausnahme, was auch so bleiben wird.

Mit dem Raspberry Pi Pico wird also der Kreis der möglichen Nutzer auf die Nutzer erweitert, die das Lernen einer Programmiersprache aufgrund der Komplexität gescheut haben.
Und diese Zielgruppe ist im Prinzip eine ganz andere als beim Arduino.

Wer seinen Arduino liebt und in der Arduino-Welt lebt, der braucht sich nicht mit dem Raspberry Pi Pico beschäftigen. Wer noch nicht festgelegt ist oder sich noch unsicher mit der Hardware-nahen Programmierung ist, für den ist der erste Schritte mit dem Raspberry Pi Pico noch ein klein wenig leichter, als mit einem Arduino.

Andere Mikrocontroller-Systeme

• Raspberry Pi Pico
• Microbit
• ESP8266 und ESP32
• ...

Weitere verwandte Themen:

• Computersysteme
• Mikrocontroller
• Raspberry Pi
• Embedded Systeme
• Grundlagen Computertechnik

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