[Nachlese eines Vortrags von Dipl.-Ing. Erich Pekar am 2.5. 2017.]

Zum Vortrag

Die Vortragsfolien sind so ausführlich, dass wir am besten mit einen direkten Link darauf verweisen und sie nicht noch einmal in diesem Beitrag wiederholen:

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Zum Namen „Arduino“

In der Anfangszeit der Mikrocontroller stand die CPU und ihr Befehlsvorrat im Vordergrund. Man sprach davon, dass man ein Projekt mit dem 8051, Z80 oder C1666 realisiert hat.

Beim „Arduino“ geht es aber um ein Konzept, das über den Prozessor hinaus geht. Der Arduino ist ein standardisiertes Gesamtsystem, bei dem der ATMEL-Prozessor selbst eine fast untergeordnete Rolle spielt, weil seine eigentliche Sprache durch die Verwendung der Hochsprache C++ (verbunden mit schlüsselfertigen Bibliotheken) gekapselt ist. Es ist aber mehr als das, denn das war auch schon beim 8051 so – wenn man mit C oder C++ programmiert hat. Wer zum Beispiel „Arduino UNO“ sagt, meint damit auch gleichzeitig eine ganz bestimmte Ausstattung mit Peripherie und auch eine ganz konkrete Pinbelegung und Verbindungsmöglichkeit mit weiter gehenden Modulen, die alle pingleich zur Hauptplatine passen.

Arduino ist also ein standardisiertes Hardware- und Softwaresystem für verschiedenste Steuerungen, wobei die erforderlichen Interfaces zu den Aktoren und Sensoren genau so standardisiert sind wie die CPU selbst. Man sich nicht mehr um alle Details der Pinbelegungen kümmern, vermeidet damit viele Fehler und kommt rascher zum Erfolg. Das macht die Beliebtheit dieses Konzepts aus.

IoT (Internet of Things)

Computer in elektrischen oder elektronischen Geräten nennt man „embedded“, also „eingebettet“. Eine Waschmaschine, ein NAS, eine Stereo-Anlage oder auch nur Markisenmotor können mit Computer-Unterstützung arbeiten und diese Computer-Systeme sind eben eingebettete Systeme. Der Benutzer weiß das in den meisten Fällen gar nicht.

Wenn aber diese Computer auch Zugang zum Internet haben, gehören sie zum „Internet of Things“; mit einer Fülle neuer Möglichkeiten und – wie uns Erich zu vermitteln versucht hat – auch mit einer Menge von Gefahren.

Wir wurden auf einen sehr wichtigen Aspekt aufmerksam gemacht und das ist die (Programm-)speichergröße eines solchen IoT-Device. Solange wir damit einfache Steuerungen (im Sinne von Lämpchen ein- oder ausschalten) als Embedded System betreiben, müssen wir uns keine Sorgen machen. Wenn aber große Module mit Internet-Verbindung im System integriert sind, besteht auch die Möglichkeit, dass sich Schadsoftware einnistet, und dann ist Vorsicht geboten. Durch das einheitliche Konzept eines Arduino und durch seine große Verbreitung, sind solche Systeme auch für Angreifer interessant, und es könnte versucht werden, über die Internet-Verbindung Schadsoftware einzuschleusen. Das geht umso einfacher, als diese Winzlinge zwar eine beachtliche Leistung haben können aber nicht gleichzeitig über einen ähnlich aufwändigen Bedrohungsschutz verfügen.

Auch die mitgelieferte Software kann man nicht frei von Virenverdacht sehen. Sie ist wenig bis gar nicht dokumentiert wie das die Grundbausteine des Arduino in der Regel sind, und sie kann daher undokumentierte Elemente enthalten, die eine Verbindung nach außen ermöglichen ohne dass man das als Benutzer weiß. Wenn der Code nicht offen gelegt ist, kann man das jedenfalls nicht grundsätzlich ausschließen.

Wenn also ein „Thing“ aus dem Spektrum des IoT eine Leistungsfähigkeit erreicht, die auch für Schadsoftware Raum bietet, dann muss man sich dagegen ebenso schützen, wie das derzeit bei PCs üblich ist.

Praxisteil

Nach dem Vortrag demonstrierte Erich mit einigen Programmen, wie komplexe Sensoren (Beschleunigungssensoren, Farbsensoren, Umweltsensoren…) mit ein paar Steckverbindungen an das Arduino-Board angeschlossen und mit dem dazugehörigen Programm verbunden werden können.

Erich hat dazu ein Kamerastativ gebaut, damit man die kleinen Teile am Beamer besser sichtbar machen kann.

Beiträge unserer Mitglieder

Erfreulicherweise waren auch viele Mitglieder mit Arduino-Erfahrung anwesend, die uns Anschauungsmaterial mitgebracht haben.

Lernpakete (Dieter)

Sehr praktisch sind Lernpakete, die alle erforderlichen Hard- und Softwareelemente enthalten. Dieter hat uns zwei solcher Pakete zur Ansicht mitgebracht. Da es sich um zusammengestellte Systeme handelt, kommt man bei den ersten Versuchen rascher zum Ziel und muss sich viel weniger mit Pinnummern und damit zusammenhängenden Softwareanpassungen herumschlagen.

Leistungsfähige Mainboards (Thomas)

In letzter Zeit verwende ich den Original-Arduino nicht mehr so oft, sondern einen SW-kompatiblen (also mit der Arduino-IDE verwendbaren) nodeMCU ESP-8266. Der hat den Vorteil, dass WLAN bereits an Bord ist. Die normalen WLAN-Shields sind ja sonst preislich nicht so günstig.

Erwähnen wollte ich noch, dass einfache Eingabe-/Anzeigeboards beim Einstieg oft eine wertvolle Hilfe darstellen und für einfache Tests als Alternative zu Steckbrett etc. dienen können.

Lernpaket „Lichteffekte“ (Thomas)

Dem Lernpaket „Lichteffekte“ ist ein modifizierter Arduino Uno beigepackt, der an der Unterseite eine Reihe von LEDs hat, die mit entsprechender Programmierung und eines Fotoapparats mit Langzeitbelichtung, interessante Experimente erlaubt.

Projekt Luftgüte Messstation (Thomas)

Die Luftgüte-Messstation ist ein aus der Maker-Szene im Raum Stuttgart initiiertes Selbstbauprojekt. Die Kosten liegen bei ca 30-40€. Und das funktioniert auch außerhalb Deutschlands. Die Station ist per WLAN ans Internet angebunden und liefert Daten für eine interaktive Landkarte. http://luftdaten.info/feinstaubsensor-bauen/

Links

• Arduino bei Conrad
• Arduino-Boards bei Conrad (108)
• Lichteffekte mit Arduino
• Von Null auf Arduino Power-Point-Präsentation von Marc Schaffer
• Arduino Programmierhandbuch von netzmafia.de
• Arduino Kochbuch von Michael Magolis

Wenn Ihr selbst ein Projekt mit dem Arduino (oder anderen Mikrocontrollern) realisiert, sendet uns einen Text und Bilder, wir werden sie an dieser Stelle oder in den PCNEWS an alle Leser weitergeben.

Wir bedanken uns bei Erich für den umfassenden Überblick über das Arduino-Universum.