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Was ist Digitaler Output?
Unter Digitalem Output versteht man die einfachste Art und Weise ein elektronisches Signal zu generieren. Dieses Signal kennt lediglich zwei Zustände EIN und AUS. Dabei steht beim Arduino EIN für eine Spannung von 5V und AUS für eine Spannung von 0V oder einer Verbindung zu GND. Nun könnte man meinen, es lassen sich so alle elektronischen Lasten, welche 5V Spannung benötigen, schalten. Das stimmt nur bedingt, denn das Arduino kann an seinen Ausgängen nur einen Strom von 40mA zur Verfügung stellen. Das reicht aus, um eine LED oder einen kleinen Vibrationsmotor zu schalten, nicht aber um ein grösseres Gerät anzuschliessen. Sobald wir entweder grössere Spannungen als 5V oder grössere Ströme als 40mA schalten wollen, müssen wir einen Transistor als Schalter verwenden.
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Vorwiderstand
Uges = Anliegende Spannung
I = Durchlassstrom der LED
UR = Durchlasspannung des Vorwiderstandes
UD = Durchlassspannung der LED
Mit einem Vorwiderstand wird der Durchlassstrom IF, der durch die Leuchtdiode fließt, begrenzt. Bei der Widerstandsbestimmung muss die jeweilige Durchlassspannung Ud berücksichtigt werden (diese kann der vorhergehenden Tabelle entnommen werden oder ist im Datenblatt der LED vermerkt).
Die Formel für die Berechnung lautet:
Vorwiderstand = (Anliegende Spannung – Durchlassspannung LED)/Durchlassstrom LED
Rv = (Uges-Ud)/I
Eine LED ist sehr empfindlich auf zu viel Strom und kann dann sehr schnell durchbrennen, bzw. verkürzt sich ihre Lebensdauer extrem. Deswegen ist es ratsam sich immer an dem nächst höheren Widerstandswert als dem errechneten zu orientieren.
Weitere Informationen zum Vorwiderstand
Aufgaben
1. Nutz das Blink Beispiel (Exampels/Basic/Blink) und erweitere es um eine zweite LED.
2. Öffne das BlinkWithout Delay Beispiel (Exampels/Digital/BlinkWithoutDelay) und verstehe das Konzept.
3. Programmiere ein Lauflicht mit 3 LEDs, welches sich von einer zur anderen Seite bewegt.
4. Definiert eine eigene Funktion void blinkLED(int _Pin, int _duration) welche es ermöglicht unterschiedliche LEDs mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten blinken zu lassen.
| Code Block |
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| language | java |
|---|
| title | Lösung Aufgabe 1 |
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| collapse | true |
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void setup() {
// initialize the digital pin as an output.
// Pin 13 has an LED connected on most Arduino boards:
pinMode(13, OUTPUT);
pinMode(12, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(13, HIGH); // set the LED on
digitalWrite(12, HIGH); // set the LED on
delay(1000); // wait for a second
digitalWrite(13, LOW); // set the LED off
digitalWrite(12, LOW); // set the LED off
delay(1000); // wait for a second
} |
| Code Block |
|---|
| language | java |
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| title | Lösung Aufgabe 2 |
|---|
| collapse | true |
|---|
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// constants won't change. Used here to
// set pin numbers:
const int ledPin = 13; // the number of the LED pin
// Variables will change:
int ledState = LOW; // ledState used to set the LED
long previousMillis = 0; // will store last time LED was updated
// the follow variables is a long because the time, measured in miliseconds,
// will quickly become a bigger number than can be stored in an int.
long interval = 1000; // interval at which to blink (milliseconds)
void setup() {
// set the digital pin as output:
pinMode(ledPin, OUTPUT);
}
void loop()
{
// here is where you'd put code that needs to be running all the time.
// check to see if it's time to blink the LED; that is, if the
// difference between the current time and last time you blinked
// the LED is bigger than the interval at which you want to
// blink the LED.
unsigned long currentMillis = millis();
if(currentMillis - previousMillis > interval) {
// save the last time you blinked the LED
previousMillis = currentMillis;
// if the LED is off turn it on and vice-versa:
if (ledState == LOW)
ledState = HIGH;
else
ledState = LOW;
// set the LED with the ledState of the variable:
digitalWrite(ledPin, ledState);
}
} |
| Code Block |
|---|
| language | java |
|---|
| title | Lösung Aufgabe 3 |
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| collapse | true |
|---|
|
#define LED_ONE 13
#define LED_TWO 12
#define LED_THR 11
void setup()
{
pinMode(LED_ONE, OUTPUT);
pinMode(LED_TWO, OUTPUT);
pinMode(LED_THR, OUTPUT);
}
void loop()
{
for(int i=13; i<11; i--)
{
digitalWrite(i, HIGH);
delay(500);
digitalWrite(i, LOW);
delay(500);
}
for(int i=11; i<=13; i++)
{
digitalWrite(i, HIGH);
delay(500);
digitalWrite(i, LOW);
delay(500);
}
} |
| Code Block |
|---|
| language | java |
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| title | Lösung Aufgabe 4 |
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| collapse | true |
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int ledPins[3] = {8,9,10}; // Alle LED Pins in einem Array initialisieren
boolean ledStates[3] = {false, false, false}; // Alle LED Status speichern
long previousMillis[3] = {0,0,0}; // Die Zeiten speichern
void setup()
{
for(int i=0; i<3; i++)
{
pinMode(ledPins[i], OUTPUT); // Alle LED Pins sind Output
}
}
void loop()
{
blinkLED(1, 100); // Aufrufen unserer Funktion
blinkLED(2, 1000);
blinkLED(3, 500);
}
void blinkLED(int _Pin, int _duration) // Eigene Funktion
{
if(millis() - previousMillis[_Pin-1] > _duration) // Ist genug Zeit vergangen?
{
previousMillis[_Pin-1] = millis(); // Zeit speichern
ledStates[_Pin-1] != ledStates[_Pin-1]; // Den LED State umdrehen (wenn AUS dann AN)
digitalWrite(ledPins[_Pin-1], ledStates[_Pin-1]); // State setzen
}
} |