Workshop: Programmierbare Beleuchtungsanlage mit Arduino Nano-Boards

Bis vor wenigen Jahren mussten sich Modellbauer noch mit sogenannten Timer-ICs und diversen Widerstands- und Kondensatorkombinationen beschäftigen, um sehr einfache Blinkschaltungen mit fest vorgegebenen Blinkfrequenzen aufzubauen. Heute ermöglichen preisgünstige Mikrocontroller nicht nur beliebige Blitz- oder Blinksequenzen, sondern auch die individuelle Ansteuerung von bis zu zwölf LEDs. Der vorliegende Workshop zeigt an einem einfachen Beispiel, wie man mit Hilfe des bekannten Arduino-Boards effektvolle Modellbeleuchtungen realisieren kann.

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Für unsere Zwecke ist besonders das Arduino Nano-Board oder ein baugleiches Arduino Nano kompatibles Board geeignet, wobei letzteres bereits für rund fünf Euro erhältlich ist. Die zur Programmierung des Arduino Nano-Boards benötigte Software ist kostenlos im Internet erhältlich; mehr ist für den Einstieg in die Mikrocontroller-Programmierung nicht erforderlich.

Für den Bau der hier vorgeschlagenen Beleuchtungsanlage werden zusätzlich noch zwei rote High Power-LEDs (1 W), zwei Vorwiderstände und ein Treiberbaustein benötigt. Mit geringem Mehraufwand kann die Schaltung später für die Steuerung von bis zu sieben High Power LEDs ausgebaut werden.

In fünf Schritten zur eigenen Beleuchtungssteuerung
Erstens: Download der kostenlosen Arduino-Entwicklungsumgebung von der Internetseite www.arduino.cc/en/Main/Software. Anschließend werden die heruntergeladenen Dateien im lokalen Verzeichnis \programme\arduino entpackt. Bei Verwendung eines Arduino-kompatiblen Boards muss noch eine zusätzliche Treiber-Software installiert werden, die zusammen mit dem Board geliefert wird (siehe Kasten Treiberinstallation).

Zweitens: Anschluss des Arduino Nano (oder kompatiblen) Boards mittels USB-Kabel am Computer. Sobald die Verbindung hergestellt ist, leuchtet am Arduino-Board eine grüne LED.

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Das Arduino Nano (kompatible) Board ist das Herzstück unserer frei programmierbaren Beleuchtungsanlage. Unten rechts wird die Versorgungsspannung angeschlossen, oben sitzen die Digitalaus­gänge und ein Masseausgang.

Drittens: Starten und Einrichten der Arduino-Entwicklungsumgebung (Arduino.exe). Hier muss im Menüpunkt Werkzeuge der Typ des verwendeten Boards angegeben (in unserem Fall Arduino Nano) und der zugewiesene Serial Port ausgewählt werden. Letzterer ist in der Windows-Systemsteuerung, unter System ➧ Hardware ➧ Gerätemanager ➧ Anschlüsse (COM & LPT) ersichtlich.

Viertens: Auswahl des Testprogramms »blink« aus den vorhandenen Programmbeispielen (Datei ➧ Sketchbook ➧ Beispiele ➧ Digital ➧ blink) zum Testen der Installation. Nach dem Hochladen des Programms auf das angeschlossene Arduino-Board muss dort eine zweite LED blinken. Diese ist mit dem digitalen Ausgang D13 verbunden und ermöglicht so den Testbetrieb ohne externe LEDs.

Fünftens: Abtippen und Übertragen des abgedruckten Programms zur Steuerung von zwei Anti Collision Lights (ACL) in einer luftfahrttypischen dreifach Blitzfolge. Damit ist das Arduino-Board einsatzbereit …

Text/Bilder: Gunther Winkle

blue_versionDen vollständigen Workshop-Beitrag lesen Sie in Ausgabe 4/2016. Ausgabe bestellen

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