Verwendung der digitalen Ein- und Ausgänge
Ziel
Sie lernen den Aufbau von Eingangs- und Ausgangsports eines MC kennen und können diese Ports für eigene Schaltungen nutzen.
Überblick
In diesem Versuch werden zwei Taster an einen Eingang des MC-Boards angeschlossen. An einen Ausgang wird eine LED angeschlossen. Die korrekte Beschaltung ist zu ermitteln.
Eingänge
- sind hochhohmig (~100 MOhm)
- es können Pullup-Widerstände per Software zugeschaltet werden (INPUT_PULLUP)
- Schema der Ports
Ausgänge
- sind niederohmig (liefern bis 20mA)
- Kurzschluss zerstört Pin oder gesamten Chip
- Vorwiderstand (470 - 1k) ist oft eine gute Idee
Verständnisfragen
- Was bedeutet Pull-up-Widerstand im Kontext von MC?
- Was bedeutet Open-Drain- bzw. Open-Kollektor-Ausgang? Welchen Vorteil bietet diese Technik beim der Zusammenschaltung mehrerer Ausgänge?
- Was besagt das Ohmsche Gesetz?
- Wie verbindet man einen Taster mit einen Eingang?
- Wie schließt man eine LED an einen Ausgang an?
Aufgaben Eingang
- Schließen Sie den ersten Taster an den vorgegebenen Arduino-Pin an. Überlegen Sie sich, ob günstiger ist, den Eingang auf Masse zu ziehen oder zu VCC (Stichwort interne Pullups nutzen).
- Welchen Wert haben die internen Pullups? Hat die Nutzung von Pullups am Eingang eventuelle Nachteile?
- Fragen Sie in einer Schleife den Zustand des Tasters ab und geben Sie bei gedrückten Zustand einen inkrementierten Wert über die serielle Schnittstelle aus und lassen Sie die LED auf dem Arduino-Board abwechselnd Ein- und Ausschalten. Was stellen Sie beim kurzen Drücken des Tasters fest?
- Überlegen Sie sich eine geeignete Maßnahme für das festgestellte Problem.
- Nutzen Sie die Bibliothek bounce2 zum Entprellen des 2. Tasters.
Aufgaben Ausgang
- Konzipieren Sie eine Schaltung zum Anschluss einer roten LED an den vorgesehenen Arduino-Port.
- Welchen max. Strom kann ein Port am Arduino Uno liefern? (es ist oft eine gute Idee, den Strom eines Ports mittels Widerstand (z.B. 470 Ohm) zu begrenzen)
- Die Helligkeit der LED sollte ca. 5 mcd betragen. Ermitteln Sie den für diese Helligkeit benötigten Strom! Auf jeden Fall ist der Strom über die LED ist auf 10 mA zu begrenzen. Ermitteln Sie die Durchflussspannung der LED und den notwendigen Vorwiderstand!
- Lassen Sie die LED beim Drücken des Tasters abwechselnd Ein- und Ausschalten!
Ressourcen
Letzte Änderung: 11. April 2025 18:12