DIY-MedTech Arduino Programmieren - Team Jay

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Allgemein
Die Definition von Wikipedia lautet: "Programmierung bezeichnet die Tätigkeit, Computerprogramme zu erstellen. Das ist ein Teilbereich der Softwareentwicklung...". Wir versuchen ein Problem der reellen Welt auf dem Computer zu lösen. Meistens handelt es sich um zeitaufwändige oder repetitive Aufgaben, die ein Computer viel schneller erledigen kann, als ein Mensch (z.B. Taschenrechner). Dazu müssen wir das Problem in die Sprache des Computer übersetzen.

Wichtige Programmierer Begriffe
Hier sind einige Begriffe die Ihr unbedingt kennen müsst, wenn ihr Programmieren wollt.
 * Funktion/Methode: Dies ist der Teil des Programms der den Code enthält. Funktionsbezeichnung sehen meistens so aus "funktion". Sie dienen unter anderem der Strukturierung des Programms.
 * Variable/Attribut: Wie in der Mathematik, gibt es auch in der Programmierung Variabeln. Sie stellen Werte (z.B. Zahlen) dar, die sich während des Programms verändern.
 * Konstante: Genau wie Variabeln stellen auch Konstanten Werte (z.B. Zahlen) dar. Diese sind aber nicht veränderbar.
 * Array: Ein Array ist eine Art Datensammlung. Es beinhaltet mehrere Werte vom gleichen Typ. Also z.B. die Zahlen 1,2,3,4 alle im gleichen Array.
 * Schleife: Eine Schleife ist eine Programmfunktion. Sie wird mehrmals durchgeführt. Die Anzahl der Durchführungen kann an bestimmte Bedingungen geknüpft sein.

Mikrocontroller Programmierung
Die Mikrocontroller Programmierung ist speziell und unterscheidet sich leicht von anderen Programmen. Auf einem Mikrocontroller wird immer ein Programm geschrieben, dass in einer Endlosschleife läuft. Die Befehle wiederholen sich also dauernd. Dieser Fakt muss beim Aufbau des Programms berücksichtigt werden.

Arduino Board
Arduino ist eine Open-Source Platform, die auf einfachster Hardware und Software basiert. Das Arduino Board ist ein einfacher Microcontroller der Signale lesen und senden kann. In diesem Modul benutzen wir das Arduino Uno, es gibt aber noch zahlreiche weiter Boards, mit verschiedenen Eigenschaften. Das Arduino Uno verfügt über 14 digitale Ein- bzw. Ausgänge und 6 analoge Eingänge. Ebenfalls besitzt es diverses Schnittstellen, sowie Power Aus- und Eingänge. Um das Board zu programmieren wird es über den USB-Anschluss mit dem Computer verbunden.

Arduino IDE
Eine IDE (engl. integradet development environment, dt. Integrierte Entwicklungsumgebung) ist ein Computerprogramm auf dem eine Software geschrieben werden kann. Es gibt viele diverse IDE's für unterschiedliche Anwendungen und mit verschiedener Komplexität. Um dem Open-Source Gedanken gerecht zu werden, ist die Arduino IDE sehr einfach und intuitiv aufgebaut.
 * Mit dem Hacken-Symbol (ganz links), kann der geschriebene Code auf Fehler überprüft werden. Dabei wird nur geprüft ob der Code Fehler enthält, nicht aber ob er das macht, was der Programmierer will.
 * Mit dem Pfeil-Symbol (mitte links), wird das geschriebene Programm auf das Arduino geladen.
 * Mit dem Datei-Symbol (mitte), kann eine neue Datei erstellt werden.
 * Mit dem Speichern (mitte rechts) und dem Laden (rechts), kann eine Datei gespeichert bzw. geladen werden.

In den Menupunkten oben (File, Edit, Skretch, Tools, Help) sind noch mehr Optionen verfügbar. Drei der wichtigsten Optionen sind:
 * Unter File->Examples. In diesem Punkt findet der Programmierer diverse Beispiele zu verschiedensten Themen. Er kann diese Öffnen und bearbeiten
 * Unter Tools->Board. Muss der Programmierer auswählen mit welchem Board er gerade arbeitet.
 * Unter Tools->Port. Muss der Programmierer die serielle Schnittstelle auswählen, an welcher das Board angeschlossen ist. Meistens wird dieser Punkt automatisch von der IDE übernohmen.

Download Link: https://www.arduino.cc/en/Main/Software

Arduino Programm
Das eigentliche Programm für das Arduino besitzt eine gewisse Struktur. Jedes mal wenn der Benutzer ein neues File erstellt wird diese Struktur automatisch generiert. Die Struktur besteht aus zwei Teilen:
 * setup: In diese Funktion kommt derjenige Code der nur einmal, am Start des Programmes, ausgeführt wird. Hier werden normalerweise Variabeln initialisiert oder Objekte erzeugt.
 * loop: Dieser Teil wird nach dem Setup, in einer endlos Schlaufe, ausgeführt. Hier steht der grösste Teil des Programms.

Arduino Webseite
Die Arduino Webseite ist sehr hilfreich und bietet viele Informationen an. Im Menupunkt "Software" kann die neuste IDE heruntergeladen werden. Unter dem Punkt "Products" sind alle Informationen und Dokumentationen zu der Arduino Hardware abgelegt. Unter "Education" gibt es Beschreibungen zu Funktionen und Tutorials zu verschiedenen Problemen. Die User von Arduino haben die Möglichkeit ihre Projekte zu veröffentlichen, sodass sie für jeden zugänglich sind. Alle Informationen dazu findets du ebenfalls auf der Webseite. Probier es selbst aus. Link: https://www.arduino.cc/ Category:MedTech-DIY