SVEN HELLE PRÄSENTIERT: VOLTIGMA v3.0
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Elektrotechnik-Wiki

Alle Kategorien und Fachbegriffe aus VOLTIGMA werden automatisch übernommen. Die kurzen Spielinformationen werden hier zu ausführlichen Lernartikeln erweitert.

Arduino und Microcontroller

Arduino, Mikrocontroller, Embedded Systems, Programmierung, Schnittstellen und Sensorik.
Arduino und Microcontroller

Access Point

Netzwerkkomponente oder Betriebsart zur Bereitstellung eines WLAN-Zugangspunkts.

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Arduino und Microcontroller

Aktuator

Bauteil oder System, das ein elektrisches Signal in eine physikalische Wirkung umsetzt.

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Arduino und Microcontroller

Analog-Digital-Wandler

Schaltung zur Umwandlung eines analogen Signals in einen digitalen Wert.

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Arduino und Microcontroller

Analoger Eingang

Eingang zur Erfassung eines kontinuierlichen Spannungswerts.

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AnalogRead

Arduino-Funktion zum Einlesen eines Analogwerts über den ADC.

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AnalogWrite

Arduino-Funktion, die auf geeigneten Pins typischerweise ein PWM-Signal ausgibt.

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Arduino

Offene Mikrocontroller-Plattform für Prototyping mit Hard- und Software.

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Arduino GIGA R1 WiFi

Leistungsstarkes Arduino-Board mit ARM-Mikrocontroller und umfangreicher Peripherie.

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Arduino IDE

Entwicklungsumgebung zum Schreiben, Übersetzen und Übertragen von Arduino-Programmen.

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Arduino Leonardo

Arduino-Board, dessen Mikrocontroller eine native USB-Funktion bereitstellt.

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Arduino Mega

Arduino-Board mit besonders vielen Ein- und Ausgängen und großem AVR-Mikrocontroller.

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Arduino Nano

Kompaktes Arduino-Entwicklungsboard für Steckbretter und kleine Projekte.

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Arduino Portenta

Leistungsfähige Arduino-Boardfamilie für professionelle und industrielle Anwendungen.

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Arduino Portenta H7

Arduino-Board mit leistungsfähigem Dual-Core-ARM-Mikrocontroller.

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Arduino Uno

Weit verbreitetes Entwicklungsboard auf Basis eines AVR-Mikrocontrollers.

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ARM

Prozessorarchitektur, die in vielen modernen Mikrocontrollern eingesetzt wird.

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Assembler

Sprache oder Übersetzungswerkzeug nahe an der Maschinensprache.

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ATmega2560

AVR-Mikrocontroller mit vielen Ressourcen, der unter anderem auf dem Arduino Mega eingesetzt wird.

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ATmega328P

AVR-Mikrocontroller, der unter anderem auf dem Arduino Uno verwendet wird.

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AVR

Mikrocontroller-Architektur, die unter anderem in klassischen Arduino-Boards eingesetzt wird.

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Batteriemanagement

Überwachung und Steuerung eines Batteriesystems.

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Beschleunigungssensor

Sensor zur Messung einer linearen Beschleunigung.

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Bewegungssensor

Sensor zur Erfassung von Bewegung oder Zustandsänderungen.

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Bibliothek

Sammlung wiederverwendbarer Programmfunktionen oder Klassen.

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Bit

Kleinste digitale Informationseinheit mit zwei möglichen Zuständen.

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Bitmaske

Bitmuster zur Auswahl, Prüfung oder Veränderung bestimmter Bits.

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Bitoperation

Operation zur direkten Verarbeitung einzelner Bits oder Bitgruppen.

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Bluetooth

Funkstandard für die drahtlose Datenübertragung über kurze Distanzen.

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Boolean

Datentyp mit den beiden logischen Zuständen wahr und falsch.

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Bootloader

Programm, das das Laden neuer Firmware ohne externen Programmierer ermöglichen kann.

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Breadboard

Steckbrett zum Aufbau elektronischer Schaltungen ohne Löten.

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Breakpoint

Haltepunkt zur Unterbrechung eines Programms während der Fehlersuche.

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Brown-out

Zustand zu niedriger Versorgungsspannung, der zu Fehlfunktionen führen kann.

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Brown-out-Detector

Schaltung zur Erkennung einer zu niedrigen Versorgungsspannung.

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Bus

Gemeinsam genutztes System zur Übertragung von Daten und Steuerinformationen.

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Callback

Funktion, die als Reaktion auf ein Ereignis oder durch eine andere Funktion aufgerufen wird.

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CAN-Bus

Robustes serielles Bussystem für die Kommunikation technischer Steuergeräte.

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Checksumme

Prüfwert zur Erkennung bestimmter Übertragungs- oder Speicherfehler.

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Compiler

Programm zur Übersetzung von Quellcode in ausführbaren Maschinencode.

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Counter

Hardwareeinheit zum Zählen externer oder interner Ereignisse.

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CRC

Verfahren zur Fehlererkennung mit zyklischer Redundanzprüfung.

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Datentyp

Festlegung, welche Art von Werten eine Variable speichern kann.

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DC-DC-Wandler

Elektronischer Wandler zur Umformung einer Gleichspannung.

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Debouncing

Unterdrückung unerwünschter Mehrfachsignale mechanischer Schalter.

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Debugger

Werkzeug zur Analyse eines Programms während oder vor seiner Ausführung.

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Debugging

Systematische Suche und Beseitigung von Fehlern in Hard- oder Software.

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Digital-Analog-Wandler

Schaltung zur Erzeugung eines analogen Signals aus digitalen Daten.

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Digitaler Ausgang

Ausgang zur Ausgabe eines binären Signalzustands.

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Digitaler Eingang

Eingang zur Erfassung eines binären Signalzustands.

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DigitalWrite

Arduino-Funktion zum Setzen eines digitalen Ausgangs.

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Echtzeit

Eigenschaft eines Systems, innerhalb vorgegebener zeitlicher Grenzen zu reagieren.

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Echtzeitbetriebssystem

Betriebssystem zur planbaren Bearbeitung zeitkritischer Aufgaben.

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EEPROM

Nichtflüchtiger Speicher, dessen Inhalte elektrisch verändert werden können.

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Embedded System

Eingebettetes Computersystem für eine definierte technische Aufgabe.

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Entprellzeit

Zeitspanne zur sicheren Unterdrückung von Kontaktprellen.

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ESP32

Mikrocontrollerfamilie mit integrierten Funkfunktionen wie WLAN und Bluetooth.

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Finite State Machine

Zustandsautomat mit einer endlichen Anzahl möglicher Zustände.

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Firmware

Software, die dauerhaft oder halb dauerhaft in einem technischen Gerät gespeichert wird.

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Flash-Speicher

Nichtflüchtiger Speicher für Programme und dauerhafte Daten.

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Funktion

Benannter Programmblock zur Ausführung einer abgegrenzten Aufgabe.

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Gleichstrommotor

Elektrische Maschine, die mit Gleichstrom betrieben wird.

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GND

Bezeichnung für den gemeinsamen Bezugspunkt oder Masseanschluss einer Schaltung.

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GPIO

Universell konfigurierbarer digitaler Ein- oder Ausgang eines Mikrocontrollers.

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Gyroskop

Sensor zur Erfassung einer Drehbewegung oder Winkelgeschwindigkeit.

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H-Brücke

Schaltung zur Umkehr der Stromrichtung durch eine Last, beispielsweise einen Motor.

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Header-Datei

Datei mit Deklarationen, die von anderen Programmdateien eingebunden werden kann.

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Hex-Datei

Dateiformat, das häufig zur Speicherung übertragbarer Firmwaredaten verwendet wird.

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IMU

Sensoreinheit, die typischerweise Beschleunigungs- und Drehratensensoren kombiniert.

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Interrupt

Unterbrechung des normalen Programmablaufs durch ein Ereignis.

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Interrupt Service Routine

Programmteil, der nach einem Interrupt ausgeführt wird.

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IoT

Vernetzung physischer Geräte zur Erfassung, Verarbeitung und Übertragung von Daten.

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ISP

Programmierverfahren zum Beschreiben eines Mikrocontrollers innerhalb einer Schaltung.

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JSON

Textbasiertes Datenformat zur strukturierten Speicherung und Übertragung von Daten.

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JTAG

Schnittstellenstandard für Test, Debugging und Programmierung elektronischer Systeme.

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Jumper-Kabel

Steckleitung zur Verbindung von Komponenten auf einem Steckbrett.

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Klasse

Bauplan für Objekte in der objektorientierten Programmierung.

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Konstante

Wert, der im vorgesehenen Programmkontext nicht verändert wird.

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LDO

Linearer Spannungsregler mit geringer erforderlicher Spannungsdifferenz.

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Lichtsensor

Sensor zur Erfassung der Lichtstärke oder Beleuchtungsstärke.

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LIN-Bus

Kostengünstiges serielles Bussystem, das häufig als Unternetz verwendet wird.

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Lithium-Ionen-Akku

Wiederaufladbarer Akkumulator mit Lithium-Ionen als Ladungsträgern.

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Loop

Arduino-Funktion, die nach der Initialisierung fortlaufend wiederholt wird.

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Maschinencode

Direkt vom Prozessor ausführbare binäre Befehlsdarstellung.

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Master

Steuernde Rolle in einem Bussystem, die Kommunikation oder Takt initiieren kann.

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Mikrocontroller

Integriertes System mit Rechenwerk, Speicher und Peripherie auf einem Chip.

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Mikroprozessor

Rechenwerk eines Computersystems, das externe Speicher und Peripherie benötigt.

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Millis

Arduino-Funktion zur Abfrage der seit dem Start vergangenen Millisekunden.

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MOSFET

Feldeffekttransistor mit isoliertem Gate, der häufig als elektronischer Schalter eingesetzt wird.

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Motortreiber

Elektronische Schaltung zur Ansteuerung eines Motors.

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MQTT

Leichtgewichtiges Publish-Subscribe-Protokoll für vernetzte Geräte.

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Neopixel

Bezeichnung für einzeln digital ansteuerbare LED-Module mit integriertem Treiber.

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Nichtblockierende Programmierung

Programmiertechnik, bei der Aufgaben ohne lange Wartepausen koordiniert werden.

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NTC

Temperaturabhängiger Widerstand mit sinkendem Widerstand bei steigender Temperatur.

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Open Source

Entwicklungsmodell, bei dem Quellcode unter einer entsprechenden Lizenz verfügbar gemacht wird.

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Oszillator

Schaltung oder Bauteil zur Erzeugung einer periodischen Schwingung.

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Overflow

Zustand, bei dem ein Rechenergebnis den darstellbaren Wertebereich überschreitet.

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Parameter

Wert oder Variable, die einer Funktion zur Verarbeitung übergeben wird.

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PinMode

Arduino-Funktion zur Konfiguration der Betriebsart eines Pins.

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Polling

Abfrageverfahren, bei dem ein Programm Eingänge regelmäßig auf Änderungen prüft.

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Potentiometer

Einstellbarer Widerstand, der häufig als Spannungsteiler verwendet wird.

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Prellen

Schnelle, unerwünschte Zustandswechsel eines mechanischen Kontakts beim Schalten.

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Programmierer

Gerät oder Schnittstelle zum Übertragen von Programmen in einen Mikrocontroller.

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Protokoll

Festgelegte Regeln für Ablauf und Format einer Datenkommunikation.

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PTC

Temperaturabhängiger Widerstand mit steigendem Widerstand bei steigender Temperatur.

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Pull-down-Widerstand

Widerstand, der einen Eingang ohne aktive Ansteuerung auf einen niedrigen Pegel zieht.

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Pull-up-Widerstand

Widerstand, der einen Eingang ohne aktive Ansteuerung auf einen hohen Pegel zieht.

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Pulsweitenmodulation

Modulationsverfahren, bei dem das Tastverhältnis eines digitalen Signals verändert wird.

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PWM

Verfahren zur Steuerung einer mittleren Leistung durch Pulsweitenmodulation.

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Register

Kleiner, sehr schneller Speicherbereich innerhalb eines Prozessors oder Peripheriemoduls.

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Relais

Elektrisch betätigtes Schaltgerät mit galvanischer Trennung zwischen Steuer- und Lastkreis.

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Reset

Rücksetzen eines Mikrocontrollers in einen definierten Anfangszustand.

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REST-API

Programmierschnittstelle, die typischerweise auf den Prinzipien von REST basiert.

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RGB-LED

Leuchtdiode mit getrennt steuerbaren roten, grünen und blauen Lichtanteilen.

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ROM

Speicher, dessen Inhalte im normalen Betrieb nur gelesen werden.

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RP2040

Dual-Core-Mikrocontroller von Raspberry Pi für Embedded-Anwendungen.

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Rückgabewert

Ergebnis, das eine Funktion an den aufrufenden Programmteil zurückliefert.

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Scheduler

Komponente zur Planung der Ausführungsreihenfolge von Aufgaben.

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Schrittmotor

Motor, der sich in definierten Winkelschritten bewegen kann.

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Sensor

Bauteil oder System zur Erfassung einer physikalischen Größe.

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Serial Plotter

Werkzeug zur grafischen Darstellung serieller Messwerte.

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Serieller Monitor

Werkzeug der Arduino-IDE zur Anzeige und Eingabe serieller Daten.

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Servomotor

Antrieb mit integrierter Regelung zur Positionierung einer mechanischen Achse.

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Setup

Arduino-Funktion, die beim Start typischerweise einmal ausgeführt wird.

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Shift

Bitoperation zur Verschiebung eines Bitmusters nach links oder rechts.

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Signed

Datentypvariante mit Vorzeichen für positive und negative Zahlen.

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Slave

Historische Bezeichnung für eine untergeordnete Kommunikationsrolle in bestimmten Bussystemen.

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Sleep-Modus

Energiesparzustand, in dem Teile eines Mikrocontrollers abgeschaltet werden.

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Spannungsregler

Schaltung oder Bauteil zur Stabilisierung einer Ausgangsspannung.

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Spannungsteiler

Schaltung aus Widerständen zur Erzeugung einer Teilspannung.

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SPI

Synchrones serielles Bussystem mit separaten Daten- und Taktleitungen.

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SRAM

Schneller flüchtiger Speicher für Variablen und Laufzeitdaten.

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Stack

Speicherbereich für lokale Daten, Rücksprungadressen und Funktionsaufrufe.

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State Machine

Programmiermodell mit definierten Zuständen und Übergängen.

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Step-Down-Wandler

Gleichspannungswandler zur Verringerung einer Eingangsspannung.

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Step-Up-Wandler

Gleichspannungswandler zur Erhöhung einer Eingangsspannung.

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Stromaufnahme

Elektrischer Strom, den ein Gerät aus seiner Versorgung entnimmt.

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SWD

Zweidrahtschnittstelle zum Debugging und Programmieren bestimmter ARM-Mikrocontroller.

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Taktfrequenz

Frequenz des Taktsignals, das die Verarbeitung im Mikrocontroller synchronisiert.

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Taktgenerator

Schaltung oder Bauteil zur Erzeugung eines Taktsignals.

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Task

Abgegrenzte auszuführende Aufgabe in einem Betriebssystem oder Scheduler.

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Taster

Schalter, der nur während der Betätigung einen definierten Zustand einnimmt.

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Tastverhältnis

Verhältnis der Einschaltzeit zur gesamten Periodendauer eines Signals.

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Timer

Hardwareeinheit zur zeitlichen Steuerung und Messung innerhalb eines Mikrocontrollers.

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Transistor

Halbleiterbauelement zum Schalten oder Verstärken elektrischer Signale.

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UART

Asynchrone serielle Schnittstelle für die Datenübertragung.

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Ultraschallsensor

Sensor, der Entfernungen mithilfe von Ultraschall bestimmen kann.

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Unsigned

Datentypvariante ohne Vorzeichen für nichtnegative Zahlen.

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Upload

Übertragung eines kompilierten Programms auf ein Entwicklungsboard.

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USART

Serielle Schnittstelle, die synchronen oder asynchronen Betrieb unterstützen kann.

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USB

Standardisierte Schnittstelle für Datenübertragung und Stromversorgung.

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Variable

Benannter Speicherbereich, dessen Inhalt sich während der Programmausführung ändern kann.

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Versorgungsspannung

Elektrische Spannung zur Energieversorgung eines Systems.

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Wake-up

Aufwecken eines Mikrocontrollers aus einem Energiesparzustand.

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Watchdog

Überwachungseinheit, die bei einem Programmfehler einen Reset auslösen kann.

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Webserver

Software oder eingebettete Funktion zur Bereitstellung von Inhalten über ein Netzwerk.

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WLAN

Drahtlose lokale Netzwerkverbindung nach IEEE-802.11-Familie.

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Zustandsvariable

Variable zur Speicherung des aktuellen Programmzustands.

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