Diese Weiterbildung vermittelt Kenntnisse in der C++-Programmierung und der Entwicklung von Embedded-Systemen mit der Arduino-Plattform. Im Fokus stehen die Steuerung von Hardwarekomponenten, die Integration von Sensoren und Aktoren sowie die Programmierung vernetzter Anwendungen.

Kursinhalte:

Einführung in C++ und Embedded-Programmierung

• Erweiterte Grundlagen der C++-Programmierung: Klassen, Objekte, Vererbung
• Speicherverwaltung in C++: Zeiger, Referenzen und dynamische Speicherallokation
• Verwendung von C++-Bibliotheken für Mikrocontroller-Programmierung
• Unterschiede zwischen allgemeiner C++-Programmierung und Embedded-C++

Einrichtung und Verwendung der Arduino-Plattform

• Einführung in Arduino: Aufbau und Funktionsweise
• Arduino IDE einrichten und Projekte erstellen
• Verbindung von Arduino mit C++-Entwicklungsumgebungen
• Verwaltung von Arduino-Sketches und Upload auf den Mikrocontroller

Steuerung von Hardwarekomponenten mit C++

• Einführung in die Arbeit mit Sensoren und Aktoren auf Arduino
• Ansteuerung von digitalen und analogen Pins mit C++
• Verwendung von PWM (Pulsweitenmodulation) zur Steuerung von Motoren und LEDs
• Echtzeit-Programmierung zur Steuerung von komplexen Hardwarekomponenten

Fortgeschrittene C++-Konzepte in der Embedded-Programmierung

• Verwendung von Klassen und Objekten zur modularen Hardwaresteuerung
• Arbeiten mit Interrupts und Timern für zeitkritische Anwendungen
• Speicheroptimierung und Effizienz in der C++-Programmierung auf Arduino
• Fehlerbehandlung und Debugging in Embedded-Systemen

Kommunikation mit Arduino und externen Geräten

• Serielle Kommunikation zwischen Arduino und externen Geräten (UART, SPI, I2C)
• Integration von Arduino mit anderen Systemen: PCs, Raspberry Pi, etc.
• Kommunikation über Funktechnologien (Bluetooth, WLAN, Zigbee)
• Verarbeitung und Visualisierung von Sensordaten in Echtzeit

Verwendung von Bibliotheken und Erweiterungen

• Verwendung gängiger Arduino-Bibliotheken für Sensoren und Aktoren
• Erstellen eigener Bibliotheken für spezifische Hardwarekomponenten
• Integration von externen Hardware-Bibliotheken in C++-Projekte
• Optimierung von Bibliotheken für Embedded-Anwendungen

Vernetzte Systeme und IoT-Anwendungen mit Arduino

• Grundlagen des Internet of Things (IoT) und vernetzte Systeme
• Verwendung von Arduino in IoT-Projekten zur Steuerung und Überwachung
• Kommunikation mit Cloud-Diensten und Datenbanken über REST-APIs
• Integration von IoT-Kommunikationsprotokollen wie MQTT und CoAP

Performance-Optimierung und Energiemanagement

• Optimierung der C++-Programme für Embedded-Systeme zur Laufzeitreduktion
• Energieeffiziente Programmierung auf Arduino: Sleep-Modi und Stromsparstrategien
• Arbeiten mit Batteriebetriebenen Systemen und Langzeitbetrieb
• Messung und Optimierung der Energieeffizienz von Arduino-Projekten

Testen und Debugging in C++-Arduino-Projekten

• Debugging von C++-Programmen auf der Arduino-Plattform
• Verwendung von seriellen Monitoren und Debugging-Tools zur Fehlerbehebung
• Testen und Validieren von Hardware und Software in vernetzten Anwendungen
• Fehlerbehebung und Debugging in Echtzeitsystemen

Projekt: Entwicklung eines komplexen Arduino-Systems

• Entwicklung eines vollständigen Projekts: Von der Planung bis zur Implementierung
• Integration von Sensoren, Aktoren und externen Geräten in einem IoT-System
• Optimierung von Hardware und Software für maximale Leistung
• Präsentation und Dokumentation des Projekts
  

Anforderung für die Weiterbildung

• Interesse an IT und Programmierung
• abgeschlossene Berufsausbildung, ein Studium oder eine Anpassungs-Qualifizierung im IT-Bereich; oder ein bestandener Eignungstest
• Deutsch-Sprachniveau von mindestens B1

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