Besonderheiten:
Du kombinierst ein Kleidungsstück deiner Wahl mit Leuchtdioden und programmierst sie so, dass sie blinken und leuchten, wie du möchtest.In der Anleitung wird ein Gürtel genutzt. Hüte, Armbänder, Handschuhe oder andere Kleidung eignen sich ebenso hervorragend. Schau in unsere Inspirationsgalerie, um auf eigene Ideen zu kommen.
Gut zu wissen:
Du kannst bereits löten, weißt, was ein Stromkreis ist und interessierst dich für Computer und Programmierung.
Das lernst du kennen:
Leuchtdioden und Vorwiderstände. Programmieren mit Arduino, Löten und Stromkreise bauen
Schwierigkeitsgrad:
Aufsteiger
Dauer:
2-3 Stunden
Tags:
LED, Arduino, Löten, Stromkreis, Nähen
Zum Löten ist es immer gut, eine helfende Hand zu haben. Man sollte auch darauf achten, weder sich, noch dem Arbeitstisch oder den herumliegenden Stromkabeln Brandwunden zuzufügen. Wenn man den Lötkolben nicht mehr braucht: Gleich ausstecken!
Wenn man noch keine Erfahrung mit Arduino-Programmierung hat, empfehlen wir die Seite starthardware.org, um die wichtigsten Grundlagen zu lernen.
Materialien & Werkzeug
Diese Materialien brauchst du:
- Mindestens 3 Leuchtdioden (abgekürzt LED), zum Beispiel rot, grün, gelb
- Mindestens 2 Widerstände mit 220 Ohm, Farbcode rot, rot, braun, gold
- Ca. 1 Meter dünnes Kabel - am besten fester „Klingeldraht“
- Dünner Schrumpfschlauch oder Klebeband
- Ein Arduino Board
- USB-Anschlusskabel für das Arduino Board
- Ein Breadboard, auch Steckbrett oder Steckplatine genannt
- Steckkabel für das Breadboard
- Das Kleidungsstück oder Objekt das du „pimpen“ möchtest, zum Beispiel einen Gürtel
- Ein 9-Volt Block-Batterie
- Ein Batterieclip
Dieses Werkzeug brauchst du:
- Lötkolben
- Lötzinn
- Abisolierzange
- Heißklebepistole
- Ein Computer, um das Arduino zu programmieren
- Klebeband
Dir fehlt etwas? Wir haben einige Tipps und Hinweise für dich zusammengestellt, wie du Materialien finden kannst.
Arduino einrichten und LEDs programmieren
Verbinde das Arduino Board mit deinem Computer
Starte die Arduino-Software auf deinem Computer. Falls du die Arduino-Software noch nicht hast, kannst du sie hier auf der Arduino-Website herunterladen.
Stecke das USB Kabel in das Arduino Board und in den USB-Port deines Computers.
Prüfe die Verbindung und bereite die Programmierung vor
Stelle sicher, dass in der Menüleiste „Werkzeuge“ sowohl unter „Port“ als auch unter „Platine“ (bei Mac: „Board“) dein Arduino Board eingetragen ist. Diese Einstellungen sollten automatisch richtig vorgenommen werden.
Tipp: Wenn es nicht klappt, prüfe, ob das USB Kabel wirklich im PC und im Arduino Board steckt und starte die Arduino-Software neu.
Markiere den ganzen Text (Code) im Arduino-Fenster und lösche ihn. Das Textfeld sollte nun leer sein.
Speichere die Datei („Datei“ > „speichern unter…“) ab.
Stecke die LED in das Board
Stecke eine der 3 LEDs, wie abgebildet, in das Arduino Board.
Wichtig: Das längere Beinchen der LED muss in den PIN 13 (Plus-Pol), das kürzere in den GND PIN (Minus-Pol)
Du willst wissen, warum? Dann erfährst du mehr in der Materialerklärung zur LED.
Programmierung
Dieser Beispiel-Code lässt eine LED blinken. Verwende hierfür den PIN 13 des Arduinos.
Der Code besteht aus zwei Funktionen, die in geschweiften Klammern stehen müssen.
- die Setup-Funktion wird einmalig bei Start ausgeführt.
- die Loop-Funktion wird von oben nach unten abgearbeitet und dann bis in alle Ewigkeit wiederholt.
Kopiere den Code:
void setup() { // Anfang der Setup-Funktion pinMode(13, OUTPUT); // definiert Pin13 als Ausgabe-Pin } // Ende der Setup Funktion void loop() { // Anfang der Loop-Funktion digitalWrite(13, HIGH); // schickt Strom durch PIN 13 in die LED delay(1000); // Wartezeit. Für 1000 Millisekunden (1 Sekunde) passiert nichts digitalWrite(13, LOW); // stoppt den Stromfluss durch PIN 13 delay(1000); // Wartezeit 1 Sekunde } // Ende der Loop Funktion
- Markiere den kompletten Code und kopiere ihn. (Rechtsklick auf die Markierung und "kopieren" oder "copy" auswählen.)
- Gehe nun in dein Arduino-Fenster und lösche den dort vorhandenen Code.
- Klicke dann mit der rechten Maustaste in die weiße Fläche.
- Wähle "einfügen".
- Achte darauf, die "}"-Klammer am Ende des Codes mit zu kopieren.
- Vergiss nicht, den Code mit dem "Hochladen"-Button auf das Arduino zu laden, um die Programmierung testen zu können.
Lade den Code auf das Arduino Board
Nutze den „Hochladen“-Button oben, um die Programmierung auf das Arduino zu laden.
Wenn alles klappt, sollte nach ein paar Sekunden in der Zeile unter dem Code-Fenster „Hochladen abgeschlossen“ stehen. Deine LED sollte dann langsam zu blinken beginnen.
Häufig klappt es nicht gleich beim ersten Mal. Kein Problem...
Wenn die LED nicht blinkt, überprüfe den Statusbalken unter dem Code-Fenster. Er zeigt an, ob der Code überhaupt auf das Arduino geladen wurde. Folgende Zustände kann der Balken anzeigen:
„Hochladen abgeschlossen“ (Balken türkis)
Der Code ist auf dem Arduino Board. Wenn das LED nicht blinkt, steckt es nicht mit dem kurzen Bein im GND Pin und mit dem langen Bein im Pin 13.
„Probleme beim Hochladen auf die Platine“ (Balken orange)
Der Upload funktioniert nicht, weil die Verbindung zum Arduino Board nicht funktioniert. Überprüfe die Schritte unter „Vorbereitung“. Tipp: Manchmal hilft es, das USB-Kabel aus- und wieder einzustecken.
Sonstige (unverständliche) Nachricht (Balken orange)
Wenn mehr oder weniger unverständliche Begriffe im orangenen Balken stehen, hast du einen Fehler im Code. Überprüfe, ob dein Code genau dem Code aus der Anleitung entspricht. Oft vergisst man, am Ende die „}“ Klammer mit zu kopieren.
Verbinde die LED mit dem Breadboard
Stecke die LED auf das Breadboard und verbinde die PINs des Arduino (GND und PIN 13) mit der LED durch die Steckkabel des Breadboard. Stecke alles so wie in der Abbildung. Denke an das lange Beinchen der LED, es steckt in einer Linie mit dem Kabel, das zum Pin 13 führt. Wenn du wissen willst, wie das Breadboard funktioniert, klicke hier.
Wenn du alles richtig steckst, sollte das LED wieder blinken. Mache erst dann mit dem nächsten Schritt weiter.
Füge zwei weitere LEDs hinzu
Stecke nun zwei weitere Stromkreise mit den beiden anderen LEDs auf das Breadboard. Verbinde diese mit den Pins 11 und 12.
Aber Achtung, hierfür benötigen wir nun die Widerstände (Farbcode rot, rot, braun, gold).
Wenn du wissen willst, wozu man diese Widerstände braucht, klicke hier.
Tipp: Die neuen LEDs werden jetzt noch nicht blinken, überprüfe dennoch nochmal, ob du alles korrekt gesteckt hast.
8Bringe 3 LEDs zum blinken
Ersetze den alten Code mit dem Neuen
- Lösche zuerst den aktuellen Code im Arduino-Fenster.
- Kopiere dann den neuen Code.
- Füge den neuen Code in das leere Arduino-Fenster ein.
Den neuen Code benutzen
- Lade den Code mit dem „Hochladen-Button“ auf das Arduino-Board.
- Wenn das Hochladen abgeschlossen wurde, sollten die neuen LEDs nun auch blinken.
// Dieser Beispiel-Code lässt drei LEDs blinken. // Für die LEDs werden die PINs 11, 12 und 13 verwendet // die Setup-Funktion wird einmalig bei Start ausgeführt void setup() {// Beginn der Setup-Funktion pinMode(11, OUTPUT); // definiert den Modus von Pin11 als Ausgabe pinMode(12, OUTPUT); // definiert den Modus von Pin12 als Ausgabe pinMode(13, OUTPUT); // definiert den Modus von Pin13 als Ausgabe }// Ende der Setup-Funktion // Die Loop-Funktion wird von oben nach unten abgearbeitet und dann bis in alle Ewigkeit wiederholt. void loop() {// Beginn der Loop Funktion digitalWrite(11, HIGH); // schickt Strom durch den Pin11 in die LED digitalWrite(12, HIGH); // schickt Strom durch den Pin12 in die LED digitalWrite(13, HIGH); // schickt Strom durch den Pin13 in die LED delay(1000); // Wartezeit. Für 1000 Millisekunden (1 Sekunde) passiert nichts digitalWrite(11, LOW); // stoppt den Stromfluss durch Pin11 in die LED digitalWrite(12, LOW); // stoppt den Stromfluss durch Pin12 in die LED digitalWrite(13, LOW); // stoppt den Stromfluss durch Pin11 in die LED delay(1000); // Wartezeit eine Sekunde }// Ende der Loop-Funktion
- Markiere den kompletten Code und kopiere ihn. (Rechtsklick auf die Markierung und "kopieren" oder "copy" auswählen.)
- Gehe nun in dein Arduino-Fenster und lösche den dort vorhandenen Code.
- Klicke dann mit der rechten Maustaste in die weiße Fläche.
- Wähle "einfügen".
- Achte darauf, die "}"-Klammer am Ende des Codes mit zu kopieren.
- Vergiss nicht, den Code mit dem "Hochladen"-Button auf das Arduino zu laden, um die Programmierung testen zu können.
Wenn die neuen LEDs nicht blinken, überprüfe wieder den Statusbalken unten im Arduino-Fenster. Wurde der Code hochgeladen?
„Hochladen abgeschlossen“ (Balken türkis)
Der neue Code ist hochgeladen
Wenn die neuen LEDs trotzdem nicht blinken, liegt der Fehler wohl in den neuen Stromkreisen der LEDs auf dem Breadboard. Untersuche die Stromkreise der LEDs, die nicht blinken:
- Steckt das lange Beinchen der LEDs in Richtung der Pins (11, 12 oder 13)?
- Ist der Stromkreis geschlossen? Stecken vielleicht Breadboard-Kabel neben und nicht in einer Linie mit den LEDs oder Widerständen?
- Wenn nichts helfen will, versuche die Schaltung nochmal neu zu stecken!
„Probleme beim Hochladen auf die Platine“ (Balken orange)
Wenn du das siehst, kann der Computer dein Arduino nicht finden, und es ist noch der alte Code auf dem Arduino Board. Ist das Arduino per USB Kabel angesteckt? Überprüfe die Schritte unter „Vorbereitung“. Dann versuche es nochmal. Tipp: Manchmal hilft es auch, das USB-Kabel am Computer aus- und wieder einzustecken.
Sonstige (unverständliche) Nachricht (Balken orange)
Wenn mehr oder weniger unverständliche Begriffe im orangenen Balken stehen, hast du einen Fehler im Code und der alte Code ist auf dem Arduino Board geblieben. Wiederhole den letzten Schritt und achte darauf, den gesamten Code zu kopieren und den alten Code zu ersetzen. Dann versuche es nochmal.
Verändere den Blink-Rhythmus
Stelle nun dein Wissen auf die Probe und programmiere deinen eigenen Blink-Rhythmus! Wie wäre es mit einer Ampel, in der erst die rote, dann kurz die gelbe und schließlich die grüne LED leuchtet?
10Programmiere den Ampel-Rhythmus
// Dieser Beispiel-Code lässt drei LEDs blinken. // Für die LEDs werden die PINs 11, 12 und 13 verwendet. // die Setup-Funktion wird einmalig bei Start ausgeführt. void setup() { pinMode(11, OUTPUT); // definiert den Modus von Pin11 als Ausgabe pinMode(12, OUTPUT); // definiert den Modus von Pin12 als Ausgabe pinMode(13, OUTPUT); // definiert den Modus von Pin13 als Ausgabe } // Die Loop-Funktion wird von oben nach unten abgearbeitet und dann bis in alle Ewigkeit wiederholt. void loop() { digitalWrite(13, HIGH); // Rote LED an! delay(3000); // Wartezeit 3 Sekunden digitalWrite(12, HIGH); // gelbe LED auch an! delay(1000); // Wartezeit eine Sekunde digitalWrite(13, LOW); // rote LED aus! digitalWrite(12, LOW); // gelbe LED aus! digitalWrite(11, HIGH); // grüne LED an! delay(2000); // Wartezeit zwei Sekunden digitalWrite(11, LOW); // grüne LED wieder aus! digitalWrite(12, HIGH); // gelbe LED an! delay(1000); // Wartezeit eine Sekunde digitalWrite(12, LOW); // gelbe LED aus und wieder nach oben springen (rote LED geht an und alles beginnt von vorn!) }
- Markiere den kompletten Code und kopiere ihn. (Rechtsklick auf die Markierung und "kopieren" oder "copy" auswählen.)
- Gehe nun in dein Arduino-Fenster und lösche den dort vorhandenen Code.
- Klicke dann mit der rechten Maustaste in die weiße Fläche.
- Wähle "einfügen".
- Achte darauf, die "}"-Klammer am Ende des Codes mit zu kopieren.
- Vergiss nicht, den Code mit dem "Hochladen"-Button auf das Arduino zu laden, um die Programmierung testen zu können.
Wenn du besser verstehen willst, wie das alles funktioniert, gibt dieses Video hier eine gute Zusammenfassung:
Gürtel, Arduino und LEDs zusammenbauen und testen
Bereite die notwendigen Teile vor
Zuerst die Planung: Wo sollen die LEDs ihren Platz finden? Wir nehmen die ungenutzten Gürtellöcher des Gürtels. Wenn du auch einen Gürtel nutzt, überprüfe zuerst, welches Gürtelloch du brauchst, um den Gürtel zu schließen. Bei anderen Objekten muss man vielleicht auch Löcher schneiden, stanzen oder die LEDs annähen/ankleben.
Die LEDs anbringen
Knicke die Beinchen der LEDs um. Die längeren Beinchen (Plus-Pole) der drei LEDs müssen in die gleiche Richtung zeigen. Merke dir, welche Richtung das ist, damit du weißt, in welcher Richtung Plus und Minus liegen. Kürze die Beinchen so, dass etwa 0,5-1 cm Länge übrig bleiben, um die Kabel anzulöten.
Wichtig: Plane jetzt, wo du das Arduino anbringen willst, damit du weißt, wie lange die Kabel im nächsten Schritt werden müssen.
Verbinde die Minus-Beinchen der LEDs
Entferne von einem schwarzen Kabel so viel von der Ummantelung, dass du alle drei „Minus“-Beinchen der LEDs verbinden kannst. Dann löte das schwarze Kabel an dem Beinchen fest.
Falls du vergessen hast, welche Beinchen der LEDs du benutzen musst, klicke hier.
Löte die roten Kabel an die Plus-Beinchen der LEDs
Schneide drei rote Kabel zurecht und entferne maximal 1 cm der Ummantelung. Die Kabel müssen so lang sein, dass du sie mit dem Arduino Board verbinden kannst.
Löte die drei roten Kabel an die „Plus“-Beinchen der LEDs.
Löte die Widerstände an die Kabel
Kürze die roten Kabel auf die richtige Länge und isoliere die Enden ab. Die Beinchen der Widerstände sollten ca. 1 cm lang sein. Sind sie länger, kürze sie. Bevor du die Widerstände anlötest, stecke auf die Kabelenden ein dünnes Stück Schrumpfschlauch. Du kannst das Ende auch mit Klebeband abisolieren, wenn du keinen Schrumpfschlauch hast. Die Widerstände lötest du an die beiden Kabel, die wir in Pin11 und Pin12 stecken wollen. Welche beiden Kabel das sind, siehst du auf den Fotos der Breadboard-Schaltung in Phase 1.
Die Widerstände sind an die Kabel gelötet .
Wenn du die Widerstände an die falschen Kabel gelötet hast, ist das nicht schlimm. Du kannst die neue Zuordnung auch in der Programmierung wieder richtig stellen.
Schließe das Arduino an
Stecke dann die fertigen Kabel, wie hier abgebildet, in das Arduino. Tipp: Wenn du die Kabel nicht in die Pins bekommst, oder sie immer wieder herausrutschen, schneide Steckkabel deines Breadboards auseinander und löte die Stecker an die betreffenden Kabelenden.
Teste deine Konstruktion
Schließe das Arduino noch einmal an den Computer an. Die LEDs sollten nun blinken.
Kein LED blinkt?
Sieh nach, ob das schwarze Kabel von den 3 LEDs bis zum GND Pin läuft.
Die LEDs blinken, aber anders als von dir programmiert?
Wahrscheinlich hast du die LEDs jetzt anders angesteckt als auf dem Breadboard. Versuche in der Programmierung die Zuordnung zu ändern. Das machst du, indem du den ersten Wert in den digitalWrite()-Befehlen änderst.
Eine oder zwei LEDs blinken gar nicht?
Dann hast du vielleicht die Plus- und Minus-Kabel falsch an die LEDs gelötet. Leider musst du dann diese Lötungen ändern.
Befestige die LEDs und die Kabel am Gürtel
Alles funktioniert? Dann klebe die LEDs und auch die Kabel mit reichlich Heißkleber innen am Gürtel fest.
Tipp: Der Klebepunkt an den Kabeln schützt auch die Lötverbindungen.
Hilfreiche Tricks:
Die Lötverbindungen an den Widerständen isolierst du mit dem Schrumpfschlauch, indem du ihn leicht mit dem Feuerzeug erhitzt. Oder du klebst ein wenig Klebeband um die offenliegenden Kabelenden.
Die Steckverbindungen am Arduino Board fixierst du, indem du nachträglich etwas Heißkleber an der Seite anbringst. Du kannst dafür auch Klebeband benutzen.
Das Arduino Board und die Batterie befestigen wir mit Klebeband. Der Batterie-Clip verbindet das Arduino mit der Batterie, die es mit Strom versorgt.
Du kannst natürlich auch das Arduino-Board annähen. Das sieht sicher schöner aus, einfacher ist es allerdings, Klebeband zu nutzen.
Tata: fertig ist er, der blinkende Gürtel!