Bevor wir mit der Arduino Programmierung beginnen können, müssen wir die notwendigen Voraussetzung dafür schaffen. Dieses Tutorial zeigt dir deshalb, wie du die Arduino IDE und die nötigen Treiber installierst.
Verschiedene Arduino Uno Boards
Um den Arduino Uno zu programmieren, nutzen wir die Arduino IDE. Dieses Tutorial wird dir den Installationsprozess Schritt für Schritt erklären.
Da der Arduino Uno über die serielle Schnittstelle und den USB-zu-Seriell-Konverter programmiert wird, benötigst du ebenfalls die entsprechenden Treiber für diesen Chip. Was dich möglicherweise überraschen mag ist, dass es mehrere verschiedene Varianten des Arduino Unos gibt. Zuerst einmal gibt es eine SMD Variante und eine Variante die ATmega328P Mikrocontroller mit DIP-Gehäuse nutzt. Viel wichtiger, insbesondere um den Arduino Uno mit deinem Computer zu verbinden, ist die Tatsache das auch verschiedene USB-zu-Seriell-Konverter genutzt werden. Der originale Arduino Uno nutzt einen ATmega16U2 Mikrocontroller als USB-zu-Seriell Konverter. Auf anderen Boards wird oft der billigere CH340 Konverter genutzt.
Der Installer für die Arduino IDE enthält nur den Treiber für den originalen Arduino Uno. Falls dein Arduino also nicht sofort funktioniert, kann dies daran liegen das dein Board den CH340 Konverter nutzt und du erst noch den passenden Treiber installieren musst. Du kannst deine Boardvariante anhand der nachfolgenden Abbildung identifizieren. Solltest du einen Arduino Uno mit dem CH340 Konverter besitzen kann es notwendig sein, dass du zusätzlich den optionalen Installationsschritt "Installieren des CH340 Treibers" durchführen musst.
Arduino IDE Installation (Windows)
Lade dir auf www.arduino.cc/en/Main/Software den Windows Installer für die Arduino IDE herunter.
Den Download-Link findest du, wenn du bist zum Abschnitt "Download the Arduino IDE" herunter scrollst.
Klicke auf "Just Download", um den Download zu starten oder Spende an das Arduino Projekt und starte den Download anschließend.
Wähle "Ausführen", um die Installation direkt nach dem Download zu beginnen. Alternativ kannst du den Installer auch erst abspeichern und dann später manuell starten.
Warte bis der Download abgeschlossen ist und fahren dann mit dem nächsten Schritt fort.
Beim Start des Installers, öffnet sich eine Windows UAC Meldung mit der Nachfrage, ob du das Programm wirklich als Administrator ausführen willst. Bestätige mit "Ja" um mit der Installation fortzufahren.
Akzeptiere die Lizenzbedingungen der Arduino IDE, um mit der Installation fortzufahren.
Fahre mit der Installation fort und nutze dabei die Standardeinstellungen, die die Installation der Treiber mit einschließt.
Du kannst den vorgeschlagenen Installationspfad übernehmen oder einen eigenen Pfad wählen.
Warte bis die Installation abgeschlossen ist ...
... zwischendurch wirst du gefragt, ob du die Treiber installieren willst. Bestätige die Treiberinstallation jeweils mit einem Klick auf "Installieren".
Sobald die Installation abgeschlossen ist, kannst du das Setup mit einem Klick auf "Close" beenden und mit dem nächsten Schritt weitermachen.
Öffne die Arduino IDE und lade das Beispiel Blink.
Wähle im Tools als Board den Arduino Uno und den korrekten seriellen Anschluss aus.
Klicke auf das Symbol mit dem dicken Pfeil rechst neben dem Häckchensymbol, um den Beispielcode auf den Arduino Uno hochzuladen.
Wenn alles korrekt funktioniert erscheint in der Arduino IDE die Meldung "Hochladen abgeschlossen." und die LED des Arduino Boards blinkt regelmäßig.
Falls der Upload fehlschlägt, prüfe die Kabelverbindung zum Arduino, die Auswahl des korrekten seriellen Anschluss und ob du alle notwendigen Treiber installiert hast.
Die Treiber für den originalen Arduino Uno wurden bereits bei der Installation der Arduino IDE installiert.
Falls du einen Arduino Uno mit dem CH340 USB-zu-Seriell-Konverter besitzt, musst du möglicherweise noch weitere Treiber manuell installieren.
Ob das notwendig ist, hängt von deiner Windowsversion und den früher bereits genutzten Geräten ab. Vielleicht hast du den Treiber schon und dein Arduino wird problemlos erkannt. Probiere es am besten einfach mal aus bevor du den Treiber manuell installierst.
Falls es nicht funktioniert kannst du den Treiber von der Seite des Herstellers herunterladen: wch-ic.com/downloads/CH341SER_EXE.html
Beim Start des Installers, öffnet sich eine Windows UAC Meldung mit der Nachfrage, ob du das Programm wirklich als Administrator ausführen willst. Bestätige mit "Ja" um mit der Installation fortzufahren.
Klicke auf "Install", um die Installation des Treibers zu starten.
Wenn die Treiberinstallation abgeschlossen ist, solltest du deinen Arduino nutzen können. Eventuell musst du ihn nochmal ein- und aus stecken oder deinen Computer neu starten.
Arduino IDE Installation (Ubuntu)
Lade dir auf www.arduino.cc/en/Main/Software die Arduino IDE für Linux herunter. Mit großer Wahrscheinlichkeit benötigst du die 64-Bit Version.
Den Download-Link findest du, wenn du bist zum Abschnitt "Download the Arduino IDE" herunter scrollst.
Klicke auf "Just Download", um den Download zu starten oder Spende an das Arduino Projekt und starte den Download anschließend.
Öffne das Downloadverzeichnis im Dateimanager.
Extrahiere das gerade heruntergeladenen Archiv.
Es gibt zwei Möglichkeiten für die Installation der Arduino IDE:
Du kannst das offizielle Installationsskript nutzen und so die Arduino IDE für alle Benutzer installieren, indem du den in Schritt 3a beschriebenen Vorgehen folgst. Das Skript erstellt eine Desktopverknüpfung für alle Benutzer. Diese Verknüpfung zeigt auf das Verzeichnis aus dem die Arduino IDE installiert wurde. Aus diesem Grund, solltest du das Arduino IDE Verzeichnis an einen Ort wie /opt kopieren, damit alle Nutzer Zugriff haben. Nachdem du die Arduino IDE dorthin kopiert hast kannst du die Dateien aus deinem Homeverzeichnis entfernen.
Möchtest du die Arduino IDE nicht für alle Benutzer installieren, dann kannst du sie an einen Ort deiner Wahl innerhalb deines Homeverzeichnis verschieben. Schritt 3b zeigt dir wie du die Arduino IDE direkt aus dem Installationsverzeichnis ausführen kannst und eine Desktopverknüpfung erstellst.
Unabhängig davon welche Option du wählst musst du deinem Benutzeraccount noch den Zugriff auf den seriellen Port erlauben, über den der Arduino programmiert wird. Typischerweise wird der Benutzer dazu zur dialout Gruppe hinzugefügt und udev-Regeln für die Arduino Boards erstellt. Arduino liefert dafür ein Skript mit. Das Vorgehen wird in Schritt 4 beschrieben und erfordert, dass du einen Benutzeraccount mit sudo-Rechten besitzt.
Öffne ein Terminal im Elternverzeichnis der Arduino IDE. Die IDE selbst ist im Unterverzeichnis arduino-1.8.12. Die Versionsnummer kann bei dir abweichen, bitte ersetze sie in den nachfolgenden Kommandos mit der Version deiner Arduino IDE. Führe nun das Kommando sudo cp -r arduino-1.8.12 /opt aus, um das Arduino IDE Installationsverzeichnis nach /opt zu kopieren.
Führe sudo /opt/arduino-1.8.12/install.sh aus, um die Arduino IDE für alle Benutzer zu installieren.
Vergesse nicht die Versionsnummer mit der Version deiner Arduino IDE zu ersetzen.
Sobald die Installation abgeschlossen wurde, kannst du die Arduino IDE über die Desktopverknüpfung oder das arduino Kommando im Terminal starten.
Gehe nun zu Schritt 4, um deinem Account die notwendigen Rechte zuzuweisen.
Um die Arduino IDE zu deinstallieren, z. B. vor der Installation einer neueren Version, führe das Kommando sudo /opt/arduino-1.8.12/uninstall.sh aus. Anschließend kannst du das Verzeichnis der Arduino IDE aus /opt entfernen.
Schneide das Verzeichnis der Arduino IDE aus, um es später an einem Ort deiner Wahl einzufügen.
Füge die Arduino IDE nun an einem Ort deiner Wahl ein, beispielsweise im Homeverzeichnis.
Du kannst die Arduino IDE direkt aus dem Installationsverzeichnis starten.
Dazu musst du vorher die Ausführung von Dateien aus dem Dateimanager erlauben ...
... in dem du in den Einstellungen des Dateimanagers "Nachfragen, was geschehen soll" auswählst. Dies erlaubt dir die Arduino IDE durch einen Klick auf die Datei arduino auszuführen, indem du die Ausführung mit 'Run' bestätigst.
Alternativ kannst du die Arduino IDE auch durch Ausführen des Kommandos ./arduino im Verzeichnis der Arduino IDE starten.
Wenn du eine komfortablere Lösung möchtest, dann folge den nachfolgenden Anweisungen zum Erstellen einer Desktopverknüpfung. Andernfalls, kannst du zum nächsten Schritt springen und deinem Benutzeraccount die notwendigen Rechte für den Zugriff auf den seriellen Port zuweisen.
Um eine Desktopverknüpfung zu erstellen, kopiere die Datei "desktop.template" aus dem lib Verzeichnis ...
... und füge sie im Verzeichnis Schreibtisch ein.
Benenne die Datei z. B. in Arduino.desktop um.
Bearbeite nun die Parameter der Desktopverknüpfung:
Klicke auf das Icon und wähle die Datei arduino.png aus dem Verzeichnis lib als neues Symbol aus.
Trage als Kommando den Pfad der Datei arduino im Arduino IDE Verzeichnis ein.
Klicke auf die neu erstellte Desktopverknüpfung und bestätige den Start durch einen Klick auf "Vertrauen und starten".
Die Arduino IDE startet und die Desktopverknüpfung verändert ihren Namen und ihr Aussehen entsprechend der vorher eingestellten Parameter.
Die Installation ist nun abgeschlossen. Fahre mit dem nächsten Schritt fort, um deinem Benutzeraccount die Berechtigungen für den Zugriff auf den seriellen Port zuzuweisen.
Möchtest du die Arduino IDE aktualisieren löschen das alte Verzeichnis und ersetze es durch die neue Version. Anschließend passt du Pfad und Icon in der Desktopverknüpfung auf den Installationspfad der neuen Arduino IDE Version an.
Öffne ein Terminal im Verzeichnis der Arduino IDE
Führe das Kommando ./arduino-linux-setup.sh $USER aus, um deinem Benutzeraccount die notwendigen Berechtigungen zuzuweisen.
Das Skript wird dich nach deinem Passwort fragen, um Root-Zugriff zu erhalten.
Sobald das Skript fertig ist, starte deinen Computer neu und gehe zum nächsten Schritt, um die Arduino IDE zu testen.
Öffne die Arduino IDE und lade das Beispiel Blink.
Wähle im Menü Tools den Arduino Uno als Board aus und selektiere den korrekten seriellen Port.
Beim originalen Arduino Uno ist dies wahrscheinlich /dev/ttyACM0 und für Boards mit dem CH340 USB-zu-Seriell-Konverter /dev/ttyUSB0.
Wenn du mehrere Boards, andere USB-zu-Seriell-Konverter oder 3G Modems mit deinem PC verbunden hast kann die Nummer am Ende abweichen.
Klicke auf den dicken Pfeil in der Menüleiste neben dem Häckchensymbol, um das Programm auf den Arduino hochzuladen.
Wenn alles funktioniert, erscheint in der Arduino IDE die Meldung "Hochladen abgeschlossen." und die LED auf dem Arduino Board blinkt sekündlich.
Falls der Upload fehlschlägt, prüfe die Kabelverbindung zum Arduino und die Auswahl des korrekten seriellen Ports. Stelle außerdem sicher, dass du Schritt 4 durchgeführt hast und dein Benutzer die Rechte für den Zugriff auf den seriellen Port besitzt.
