De ultieme handleiding voor het gebruik van Arduino

• Wat is Arduino?
• Het merk Arduino
• Arduino is open en goedkoop
• Van eenvoudig tot complex: iedereen kan slagen met Arduino
• De Arduino-programmeertaal
• Vereenvoudigd programmeren met een sketch
• Aan de slag: Arduino voor beginners
  • Koop de Arduino IDE
  • Voeg meer toe met een Arduino Starter Kit
  • Leer meer over Arduino uit boeken
• Twee soorten Arduino-boards
  • Generieke boards
  • Boards met randapparatuur
• Wat kan ik maken met Arduino?
• Maak wat je wilt!
• Arduino bij Elektor

 

Wat is Arduino?

Arduino is een concept dat ergens rond 2006 is ontstaan. Het oorspronkelijke doel was om de kracht van microcontrollers toegankelijk te maken voor mensen zonder formele opleiding in elektronica of programmeren en zonder dat daarvoor speciale gereedschappen of apparatuur nodig waren. Tegenwoordig kan Arduino worden beschouwd als een combinatie van drie dingen:

1. Een eenvoudig, goedkoop microcontrollerboard. Het bekendste Arduino-board is de Arduino UNO op basis van de ATmega328 microcontroller, maar er zijn vele andere compatibele boards met verschillende microcontrollers. Arduino-boards zijn open hardware, wat betekent dat iedereen ze zelf kan bouwen (en zelfs verkopen).
2. Een gratis, makkelijk te leren en gebruikersvriendelijke programmeeromgeving voor microcontrollers. De Arduino Integrated Development Environment, of IDE, maakt van de complexiteit die gewoonlijk wordt geassocieerd met de ontwikkeling van embedded software een bijna Plug 'n' Play ervaring. Met Arduino kun je binnen een paar minuten aan de slag.
3. Een enorme gemeenschap en verzameling van gratis te gebruiken opensource bibliotheken, programmeervoorbeelden en toepassingen. Vele duizenden, misschien wel miljoenen, mensen hebben toepassingen voor Arduino-boards gebouwd en hun werk op het internet gepubliceerd zodat iedereen het kan gebruiken zoals zij willen. De meeste gebruikers maken een Arduino- toepassing simpelweg door een paar bibliotheken te combineren die ze online hebben gevonden.

Het merk Arduino

Het merk Arduino wordt beheerd door het bedrijf Arduino. Dit bedrijf ontwerpt en verkoopt nieuwe boards, ziet toe op de ontwikkeling van de IDE en introduceert nieuwe producten en diensten. Het merk Arduino is beschermd en mag niet vrij worden gebruikt.

Arduino is open en goedkoop

Arduino is immens populair geworden omdat alles gemakkelijk, open en gratis is. Je kunt al aan de slag met Arduino voor maar €5, de prijs van een goedkoop Arduino-compatibel board dat je ergens online koopt. De eenvoud van het board is tegelijk zijn kracht.

Dankzij de uitbreidingsconnectoren kan er van alles op het board worden aangesloten. Inmiddels bestaan er duizenden goedkope compatibele uitbreidingskaarten (ook bekend als shields), waarmee snelle maar complexe toepassingen kunnen worden ontwikkeld zonder dat diepgaande kennis van elektronica, sensoren of programmering nodig is.

Van eenvoudig tot complex: iedereen kan slagen met Arduino

Arduino IDE biedt eenvoudige manieren om de meeste functies van een microcontroller te gebruiken. Hierdoor is het programmeren van een Arduino-board voor iedereen toegankelijk. Dit wordt aangevuld met een voortdurend groeiende verzameling bibliotheken die methoden bieden om eenvoudige tot supercomplexe dingen op een gemakkelijke manier te doen. Van het knipperen van een LED tot het maken van cloud-verbonden IoT-toepassingen: iedereen kan in weinig tijd slagen met Arduino.

De Arduino-programmeertaal

Hoewel de Arduino IDE de programmeertaal C/C++ gebruikt, worden de complexiteiten van deze talen achter een "gordijn" verborgen. Dit wordt vaak de Arduino-taal genoemd. Met deze taal (in werkelijkheid een API) kunnen gebruikers programma's schrijven, zelfs als ze geen kennis hebben van C/C++. Alleen de meest elementaire constructies die in elke programmeertaal voorkomen (if-then, do-while, enz.) zijn nodig.

De gebruiker is echter niet beperkt tot de Arduino-taal. Wie bedreven is in C/C++ of zelfs assemblagetaal kan dit gebruiken naast of in plaats van de Arduino-taal. Zo kunnen snellere en kleinere programma's worden gemaakt en is er toegang tot gespecialiseerde microcontrollerfuncties die de Arduino-taal niet van nature ondersteunt.

Vereenvoudigd programmeren met een sketch

De IDE vereenvoudigt het programmeren nog meer door voor elk programma een eenvoudig sjabloon te gebruiken, een zogenaamde sketch. De sketch bevat twee basisfuncties die elke toepassing nodig heeft: setup (voor initialisatie) en loop (voor normale werking). De sketch geeft structuur aan het programma, omdat de meeste Arduino-toepassingen niet meer nodig hebben dan dit. Achter de schermen zorgt het sjabloon ook voor de vaak complexe low-level initialisatie van de microcontroller.
 
Met de Arduino-taal en het standaard nieuwe sketchmodel kan de gebruiker zich concentreren op het bouwen van een functionele toepassing in plaats van te verdwalen in de details van de C/C++-taal en zich te laten ontmoedigen door onbegrijpelijke microcontrollerdatasheets.
 

Aan de slag: Arduino voor beginners

Om met Arduino te beginnen, is een Arduino-board nodig. Er zijn er veel, van officiële Arduino-boards tot klonen en varianten die door anderen zijn gemaakt. Het beste board om mee te beginnen, is waarschijnlijk de Arduino UNO, het breedst ondersteunde board.
 
Voor een Arduino-board heb je wel een vrije USB-poort op de computer nodig, dus zorg ervoor dat je die hebt.

Koop de Arduino IDE

Als starter heb je ook Arduino IDE nodig. Deze tool kan gratis worden gedownload van de officiële Arduino-website. Er zijn versies voor Windows, Linux en MacOS. Er is ook een cloud-based versie, waarmee de installatie van software tot een minimum wordt beperkt. De installatie van de IDE is eenvoudig. Het instellen is ook eenvoudig: kies het Arduino-board uit een lijst en selecteer de poort waarop het board is aangesloten.
 

Voeg meer toe met een Arduino Starter Kit

Op het Arduino-board zit een LED waarvoor de IDE voorbeeldsketches heeft. Dit betekent dat je al aan de slag kunt met alleen een Arduino-board en de IDE. Dit zal waarschijnlijk al snel niet meer genoeg zijn en daarom kan het interessant zijn om te investeren in een starterkit. Er zijn er veel om uit te kiezen en ze bevatten meestal een paar LED's en weerstanden en andere elektronische onderdelen zoals een servomotor, een zoemer of een relais. Hoewel sommige van deze onderdelen rechtstreeks op het Arduino-board kunnen worden gestoken, is het vaak praktischer om een soldeerloos breadboard te gebruiken. Veel startpakketten bevatten dan ook een klein breadboard en zogenaamde jumper wires.

Leer meer over Arduino uit boeken

Online vind je een overvloed aan Arduino-bronnen, van tutorials voor beginners tot complexe aangesloten robots en wat al niet meer. Toch is een boek voor beginners praktisch, want zo'n boek bevat eenvoudige projecten met uitleg en helpt je sneller vooruit.

Twee soorten Arduino-boards

Arduino-boards kunnen worden onderverdeeld in twee groepen:

1. Generieke boards zonder ingebouwde randapparatuur
2. Boards met ingebouwde randapparatuur

 

Generieke boards

De eerste groep bevat de Arduino UNO en afgeleiden daarvan. Deze boards zijn in feite zogenaamde microcontroller breakout-boards. Het enige wat ze doen is gemakkelijk toegang geven tot de pinnen van de kleine chips. Sommige boards zijn identiek aan de UNO, maar kleiner en goedkoper, andere zijn uitgerust met verschillende microcontrollers met meer geheugen en/of verwerkingskracht en meer input/output pins, of juist met minder pins en resources voor goedkope toepassingen. Boards uit deze groep hebben externe schakelingen nodig om een functionele toepassing te creëren.

Boards met randapparatuur

De tweede groep bevat boards zoals de Arduino Nano RP2040 Connect. Dergelijke boards zijn meestal wat duurder, omdat ze een paar sensoren of wifi-connectiviteit bevatten, of beide. Ze hebben echter het voordeel dat ze zelfvoorzienend kunnen zijn, wat betekent dat er (afhankelijk van de toepassing) geen externe schakelingen nodig zijn om een toepassing te bouwen. Een nadeeltje van boards uit deze groep is dat ze minder universeel zijn en minder vrije ingangs-/uitgangspinnen hebben, omdat die gebruikt worden door de randapparatuur op het board.
 

Wat kan ik maken met Arduino?

Boards zoals de Arduino UNO zijn niet meer dan microcontroller breakout-boards die kunnen worden gebruikt voor elke toepassing waarvoor een microcontroller nodig is. Er is geen voorkeur of beste toepassing. Ze doen het goed in robotica, 3D-printers, domotica, IoT, zelfrijdende voertuigen, OBD2, klokken, muziek en kunst, testen en meten, etc. Wat je maar kunt bedenken. Natuurlijk vereisen sommige toepassingen meer middelen dan andere en moet het Arduino-board worden gekozen aan de hand van de wensen en eisen. Maak wat je wilt! Boards met ingebouwde randapparatuur, zoals de Arduino Nano RP2040 Connect, hebben daarentegen wel voorkeurstoepassingen. Sommige zijn geweldig voor robotica, OBD2 of kunst; andere blinken uit in domotica, klokken, radio's, IoT of testen en meten. Het is waarschijnlijk veilig om te zeggen dat er een Arduino-compatibel board bestaat voor bijna elke toepassing die je maar kunt bedenken. En Arduino-boards zijn al gebruikt in toepassingen waar je zelf nooit aan gedacht zou hebben.

Maak wat je wilt!

Boards met ingebouwde randapparatuur, zoals de Arduino Nano RP2040 Connect, hebben daarentegen wel voorkeurstoepassingen. Sommige zijn geweldig voor robotica, OBD2 of kunst; andere blinken uit in domotica, klokken, radio's, IoT of testen en meten. Het is waarschijnlijk veilig om te zeggen dat er een Arduino-compatibel board bestaat voor bijna elke toepassing die je maar kunt bedenken. En Arduino-boards zijn al gebruikt in toepassingen waar je zelf nooit aan gedacht zou hebben.

Arduino bij Elektor

Wil je meer weten over Arduino? Elektor heeft een grote hoeveelheid diepgaande artikelen over dit merk, van beginners tot gevorderden! Wil je weten welke Arduino versie voor jou het best geschikt is! Elektor test op grote schaal producten en heeft dan ook veel productreviews online staan, terwijl je de producten eenvoudig online kunt kopen in onze webshop! Elektor is dan oprecht jouw plaats voor alle informatie over Arduino!