„Das ist ja so einfach wie …. “ und hier wurde der Name eines weltbekannten Bausteinsystems mit Kunststoffbausteinen genannt mit dem schon ihre Großeltern erste Erfahrungen im Bauen und Konstruieren gesammelt hatten.Gefallen ist der Ausspruch im Rahmen des Praxisunterrichts, den die Technik-Garage an einem Biotechnischen Gymnasium in Hannover begleitet. In einer Facharbeit sollen Schüler und Schülerinnen zum Beispiel einen Datenlogger für gelösten Sauerstoff konstruieren und im praktischen Einsatz seine Tauglichkeit belegen. Eine andere Arbeit hat sich den Aufbau eines Titrationsgeräts zur automatisierten Säuren-/Basentitration zum Ziel gesetzt. Das obige Bild zeigt einen parallel vom Betreuer geführten, identischen Aufbau, der die schnelle und direkte Nachvollziehbarkeit möglicher Probleme gewährleisten soll.
Massimo Banzi sei Dank!
Der Gründer und Motor der Arduino-Plattform schuf mit dem Arduino-Uno eine äußert flexibel einzusetzenden und vor allem durch sogenannte Shields (Aufsteckplatinen) erweiterbare Grundlage. Auf diese Weise lassen sich Sensoren und Aktoren recht einfach und ohne zu berechnen, zu ätzen und zu löten mit der Basisplatine, die das Gehirn (Mikrokontroller) enthält verbinden.
Das Design dieser Basis wurde mehrfach optimiert, was dazu führt, dass einige Beinchen ehemals passender Shield nun manchmal in der Luft hängen, wie es beim Ethernet / SD-Karten-Shield zu sehen ist, das auf die Basisplatine gesteckt wurde. Macht nichts, funktioniert trotzdem brillant.
Das zweiter „Obergeschoss“ bildet ein modernes Motorshield V 2.3 von Adafruit, das sowohl DC-Motoren als auch Schrittmotoren versorgen kann. Zunächst wurde eine Schlauchpumpe angeschlossen und als geregelte Pumpe für den Titrator getestet. Das dritte „Obergeschoss“ bildet einen Shield, der einen speziellen Sensorschaltkreis sowie einen BNC-Stecker zum Anschluss der pH-Einstabmesskette trägt.
Der in einen Kunststoff eingegossene, rote Schaltkreis stammt aus einer Sammlung spezieller Schaltkreise für biotechnische Anwendungen der Firma Atlas-Scientific. Ähnliche Schaltungen verwenden andere Projekte auch zur Messung von gelöstem Sauerstoff oder Leitfähigkeit.
Mit dem Platinenstapel wurde hier eine Flüssigkristallanzeige über den I2C-Bus angebunden.
Zurück zum Titelausspruch: „Das ist ja so einfach wie …“ Der reine Stapel aus Platinen tut …. nichts. Also wird es doch etwas komplizierter als das Zusammenfügen von Plastikbausteinen. Die Software zur Programmierung ist jedoch leicht zu erlernen und anschaulich. Anders als bei komplexeren Einplatinenrechnern muss man sich um kein Betriebssystem kümmern, keine Benutzeroberfläche ….. . Für jedes Shield gibt es Beispielprogramme und jede Menge Tipps. Der zur Verfügung stehende Code ist meist offen / frei und gut dokumentiert. Dies ist auch ein Grund für diesen unerwarteten Ausspruch. So wie sich die Platinen verbinden lassen, lässt sich auch Code kopieren und auf den eigenen Fall anpassen. Wie beim Plastikbausteinsystem sind bestimmte Regeln für solides Konstruieren zu beachten, die man aber schnell inhaliert hat. Den I2C-Bus im Detail zu verstehen und auf spezielle Aufgaben anzuwenden ist nicht trivial, aber durch die verfügbaren Softwarebibliotheken zunächst einmal überflüssig, hinderlich. Das Ziel und das Ergebnis entscheiden.