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Arduino Shields

 

Mit dem Projekt Arduino wird der Einstieg in das Physical Computing hergestellt. Das Physical Computing ist die Verbindung zwischen der Software und der physischen Umwelt. Dabei sollen werte von Sensoren gelesen werden oder z. B. Motoren angesteuert werden.
Ein Computer bietet viele Schnittstellen, über die die Möglichkeit besteht, mit Sensoren oder anderen Geräten zu kommunizieren. Die Schwierigkeit ist, dass ein Sensor oder auch ein Temperaturfühler nicht ohne weiteres an den Computer angeschlossen und gesteuert werden kann. Zu diesem Zweck ist ein Adapter von Nöten. Auch die Programmiersprache, mit der man das anzuschließende System ansprechen kann, muss geprüft werden. 
Die Arduino-Plattform wird dabei direkt mit Hilfe eines USB-Kabels an den Computer angeschlossen. Manche Arduino-Plattformen laufen auch mit einer eigenen Stromquelle. Durch die Verbindung mit dem USB-Kabel kann man die Arduino-Plattform programmieren und mit ihr kommunizieren. 
 
Die Arduino-Shields sind kleine Platinen, welche noch leer oder auch fertig bestückt direkt auf die Arduino-Plattform gesteckt werden. Mit Hilfe dieser Shields kann die Kapazität des Arduino-Microcontroller-Boards erweitert werden. Auf diese Weise kann man viele Sensoren oder auch Aktoren an den Arduino anschließen. Das Anschließen vieler Sensoren kann zu komplexen Schaltungen führen. Die Shields werden durch die standardisierte Bauweise vom Microcontroller mit Strom versorgt und die verbleibenden Ein- und Ausgänge werden durchgeschleift und stehen somit auch weiterhin zur Verfügung. Diese Schaltungen können dabei recht unstabil werden. Dabei helfen die vielen unterschiedlichen Arduino-Shields.
 
Das Arduino-Xbee-Shield zum Beispiel dient dazu, dass mehrere Arduino Boards miteinander kommunizieren können. Diese Kommunikation kann dabei drahtlos und über eine Entfernung von bis zu 30 Meter im Innenbereich oder bis zu 300 Meter im Außenbereich betragen. 
Mit dem Arduino-Motor-Shield kann man zum Beispiel die Steuerung von Motoren vorbereiten, da Motoren einen höheren Strombedarf haben als der Arduino bereitstellen kann. 
Das Arduino-Cap-Sense-Shield bietet Eingangssensoren sowie 8 LEDs und einen Audio-Out-Kanal. 
 
Daneben findet man noch mehr unterschiedliche Shields, welche alle für verschiedene Aufgaben verwendet werden können. So gibt es Shields für die Eingabe, Shields für die Energiesteuerung, Shields für die LCD- oder LED-Steuerung aber es gibt auch Shields für die Soundsteuerung oder die Steuerung der Kommunikation.
Auch für das autonome Betreiben der Arduino-Plattform gibt es das passende Shield. Hierfür benötigt man ein Battery-Shield. Solche Shields beinhalten ein Lithium-Ionen-Akku. Auf diese Weise - abhängig vom verwendeten Akku - kann man die Arduino-Plattform durchaus mehrere Stunden betreiben, bevor es wieder aufgeladen werden muss.
Mit einem entsprechenden Ethernet-Shield kann man an die Arduino-Plattform ein Netzwerkkabel anschließen und dieses so mit dem Heimnetzwerk oder aber auch mit dem Internet verbinden.
 

 

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