Microcontrollerprogrammierung mit Tinkercad

Bevor du beginnst mit den echten Microcontrollern zu arbeiten, solltest du ein wenig Erfahrung mit Hilfe der Simulation Tinkercad sammeln. Hierbei handelt es sich um eine Online-Plattform, welche es dir ermöglicht, microcontrollergesteuerte Schaltungen virtuell aufzubauen, zu programmieren und zu testen.

Das Dokument Tinkercad-Tipps.pdf gibt dir Hilfestellung bei deinem ersten Kontakt mit Tinkercad. Lies es dir durch, erstelle einen eigenen Account und versuche deinen ersten Schaltkreis zu erstellen.

Nachdem du dich mit der Bedienung von Tinkercad vertraut gemacht hast, kannst du dich an einige Aufgaben wagen, die dir dabei helfen sollen, ein wenig Erfahrung für die Microcontrollerprogrammierung zu sammeln.

Das Dokument Quickstart Tinkercad und Arduino v1.1 - Schülerversion.pdf enthält insgesamt 11 zum Teil aufeinander aufbauende Aufgaben:

1. Elektrische Grundlagen
2. Spannungsteilung durch Widerstände
3. Der Arduino-Mikrocontroller
4. Serieller Monitor
5. Ampelsteuerung
6. Einlesen von Messwerten: Potentiometer
7. Einlesen von Messwerten: Photowiderstand
8. Einlesen von Messwerten: Temperatursensor
9. Entfernungsmessung mittels Ultraschall
10. Steuerung eines Nicht-binären Aktors
11. Visuelle Ausgabe: LCD-Display
12. Farbdarstellung mit Hilfe einer Bibliothek: NeoPixel RGB LEDs

Im Anhang des Dokuments sind zu einigen Aufgaben Codebeispiele enthalten. Diese findest du auch weiter unten auf dieser Seite. Versuche nach und nach alle Aufgaben zu lösen.

Falls dir dieser Einstieg zu schwierig fällt, kannst du zuvor auch die unten verlinkten Anfängerübungen durcharbeiten. Beachte dabei, dass diese zusätzliche Zeit in Anspruch nehmen und du wahrscheinlich auch Zeit außerhalb der Unterrichtsstunden aufwenden musst, um am Ball zu bleiben.

Die Programmierung des Arduino-Microcontrollers und der ESP-Microcontroller erfolgt in der Sprache C++, auch wenn die Dateiendung .ino lautet. Für viele Aufgaben gibt es spezifische Funktionen, welche in der Arduino-Referenz dokumentiert sind.

• Die Arduino-Referenz sollte zum Nachschlagen stets griffbereit sein.
• Die Programmierkenntnisse, die du in deiner bisherigen Ausbildungszeit erwerben konntest, sollten eigentlich ausreichend sein, um einfachen C++-Code unter Verwendung von Vorlagen erstellen oder vorhandenen Code nach deinen Bedürfnissen anpassen zu können. Falls du dennoch solidere Grundlagen haben möchtest, kannst du dieses interaktive C++-Tutorial versuchen.

Code-Beispiele sind im Anhang des PDF-Dokuments Quickstart Tinkercad und Arduino zu finden. Um sie einfacher kopieren zu können, gibt es aber auch eine Wiki-Seite mit den Beispielen.

• YouTube: 6-teilige Videoreihe Learn Arduino with Tinkercad Circuits
• PDF-Dokument zu Microcontrollern im Allgemeinen ohne speziellen Bezug zu Arduino oder ESP8266
• Anfängerübungen zu Tinkercad für alle, denen der Quickstart als Einstieg zu anspruchsvoll ist