Arduino: Aktoren: Unterschied zwischen den Versionen
Zur Navigation springen
Zur Suche springen
Keine Bearbeitungszusammenfassung |
|||
| (28 dazwischenliegende Versionen von 3 Benutzern werden nicht angezeigt) | |||
| Zeile 1: | Zeile 1: | ||
[[Kategorie:Arduino]] | [[Kategorie:Arduino]] | ||
[[Datei: | [[Datei:28BYJ-48.jpg|thumb|rigth|300px|Abb. 1: Schrittmotor 28BYJ-48 mit ULN2003 Treiberplatine]] | ||
'''Autor:''' [[Benutzer:Ulrich_Schneider| Prof. Dr.-Ing. Schneider]] | {| | ||
'''Modul:''' Praxismodul I | |- | ||
''' | | '''Autor:''' || [[Benutzer:Ulrich_Schneider| Prof. Dr.-Ing. Schneider]] | ||
|- | |||
| '''Modul:''' || Praxismodul I | |||
|- | |||
| '''Lektion 9:''' || Mechatronik, Informatikpraktikum, 1. Semester, Wintersemester | |||
|} | |||
== Fragestellungen, Begriffe und Voraussetzungen == | == Fragestellungen, Begriffe und Voraussetzungen == | ||
=== Fragestellungen === | === Fragestellungen === | ||
In dieser Lektion | In dieser Lektion steuern wir Aktoren ([[Servomotor_SG90|Servomotor]] und [[Schrittmotor_28BYJ-48_mit_ULN2003_Treiberplatine|Schrittmotor]]) an. | ||
=== Eingeführte Begriffe und Konzepte === | === Eingeführte Begriffe und Konzepte === | ||
Diese Lektion befasst sich mit der Vorstellung und Ansteuerung gängiger Aktoren am Arduino: | Diese Lektion befasst sich mit der Vorstellung und Ansteuerung gängiger Aktoren am Arduino: | ||
* Servomotor und | * [[Servomotor_SG90|Servomotor]] und | ||
* Schrittmotor. | * [[Schrittmotor_28BYJ-48_mit_ULN2003_Treiberplatine|Schrittmotor]]. | ||
=== Vorausgesetzte Kenntnisse aus vorangegangenen Lektionen === | === Vorausgesetzte Kenntnisse aus vorangegangenen Lektionen === | ||
* Nutzung der digititalen IO-Pins | * Nutzung der digititalen IO-Pins | ||
* Interrupts | |||
== Lernziele== | == Lernziele== | ||
| Zeile 26: | Zeile 32: | ||
== Lernzielkontrolle == | == Lernzielkontrolle == | ||
# Wie funktioniert ein Servomotor? Welchen Arbeitsbereich hat der Servo? | # Wie funktioniert ein [[Servomotor_SG90|Servomotor]]? Welchen Arbeitsbereich hat der Servo? | ||
# Was ist eine [https://de.wikipedia.org/wiki/Pulsdauermodulation Pulsweitenmodulation] und wie lässt sich ein Servo damit ansteuern? | # Was ist eine [https://de.wikipedia.org/wiki/Pulsdauermodulation Pulsweitenmodulation] und wie lässt sich ein Servo damit ansteuern? | ||
# Was muss beim Umgang mit einem Servo beachtet werden? | # Was muss beim Umgang mit einem Servo beachtet werden? | ||
# Wie steuert man einen Servomotor an? | # Wie steuert man einen Servomotor an? | ||
# Wie funktioniert ein Schrittmotor? Welchen Arbeitsbereich hat der Schrittmotor? | # Wie funktioniert ein [[Schrittmotor_28BYJ-48_mit_ULN2003_Treiberplatine|Schrittmotor]]? Welchen Arbeitsbereich hat der Schrittmotor? | ||
# Was muss beim Umgang mit einem Schrittmotor beachtet werden? | # Was muss beim Umgang mit einem Schrittmotor beachtet werden? | ||
# Wie steuert man einen Schrittmotor an? | # Wie steuert man einen Schrittmotor an? | ||
# Wieviele Schritte hat der Schrittmotor? | |||
# Vergleichen Sie beide Motoren anhand fachlicher Kriterien. | # Vergleichen Sie beide Motoren anhand fachlicher Kriterien. | ||
'''Arbeitsergebnisse''' in SVN: <code>Lernzielkontrolle_Termin_09.pdf</code> | |||
== Vorbereitung == | == Vorbereitung == | ||
| Zeile 51: | Zeile 56: | ||
# Beantworten Sie die Lernzielkontrollfragen. | # Beantworten Sie die Lernzielkontrollfragen. | ||
# Sichern Sie Ihre Unterlagen in SVN. | # Sichern Sie Ihre Unterlagen in SVN. | ||
== Tutorials == | |||
*[[Arduino:_Interrupts|HSHL Wiki: Interrupts]] | |||
*[[Servomotor_SG90|HSHL Wiki: Servomotor TowerPro SG90]] | |||
*[[Schrittmotor_28BYJ-48_mit_ULN2003_Treiberplatine| HSHL Wiki: Schrittmotor 28BYJ-48]] | |||
*[https://funduino.de/nr-12-servo-ansteuern Funduino: Servomotor TowerPro SG90] | |||
* [https://funduino.de/nr-15-schrittmotor Funduino: Schrittmotor 28BYJ-48 mit ULN2003 Treiberplatine] | |||
* [https://funduino.de/25-der-interrupt-befehl-attachinterrupt Funduino: Der Interrupt-Befehl attachInterrupt()] | |||
* [https://www.mikrocontroller.net/articles/Verwendung_von_Interrupts_mit_Arduino Verwendung von Interrupts mit Arduino] | |||
== Demos == | |||
* [https://svn.hshl.de/svn/Informatikpraktikum_1/trunk/Arduino/ArduinoLibOrdner/ArduinoUnoR3/examples/DemoServoSG90/DemoServoSG90.ino SVN: DemoServoSG90.ino] | |||
* [https://svn.hshl.de/svn/Informatikpraktikum_1/trunk/Arduino/ArduinoLibOrdner/ArduinoUnoR3/examples/DemoSchrittmotor28BYJ-48/DemoSchrittmotor28BYJ-48.ino SVN: DemoSchrittmotor28BYJ-48.ino] | |||
* [https://svn.hshl.de/svn/Informatikpraktikum_1/trunk/Arduino/ArduinoLibOrdner/ArduinoUnoR3/examples/DemoInterrupt/DemoInterrupt.ino SVN: DemoInterrupt.ino] | |||
== Versuchsdurchführung == | == Versuchsdurchführung == | ||
=== Aufgabe 9.1: | === Aufgabe 9.1: Besprechung der Versuchsvorbereitung === | ||
Diskutieren Sie mit Prof. Schneider die Ergebnis Ihrer Vorbereitung. | |||
---- | |||
=== Aufgabe 9.2: Servo ansteuern === | === Aufgabe 9.2: Servo ansteuern === | ||
| Zeile 68: | Zeile 82: | ||
'''Arbeitsergebnisse''' in SVN: <code>steureServo.ino</code> | '''Arbeitsergebnisse''' in SVN: <code>steureServo.ino</code> | ||
{| role="presentation" class="wikitable mw-collapsible mw-collapsed" | |||
| <strong>Tutorial </strong> | |||
|- | |||
| | |||
[https://funduino.de/nr-12-servo-ansteuern Funduino: Servo TowerPro SG90 ansteuern] | |||
|- | |||
|} | |||
---- | |||
=== Aufgabe 9.3: Schrittmotor 28BYJ-48 ansteuern === | === Aufgabe 9.3: Schrittmotor 28BYJ-48 ansteuern === | ||
Lassen Sie einen Schrittmotor eine ganze Umdrehung vor- und zurückdrehen. | Lassen Sie einen Schrittmotor eine ganze Umdrehung vor- und zurückdrehen. | ||
'''Nützliche Befehle''': <code>#include<Stepper.h>, Stepper, step(), setSpeed()</code> | '''Nützliche Befehle''': <code>#include<Stepper.h>, Stepper, step(), setSpeed()</code> | ||
'''Arbeitsergebnisse''' in SVN: <code>steureSchrittmotor.ino</code> | '''Arbeitsergebnisse''' in SVN: <code>steureSchrittmotor.ino</code> | ||
{| role="presentation" class="wikitable mw-collapsible mw-collapsed" | |||
| <strong>Tutorial </strong> | |||
|- | |||
| | |||
[https://funduino.de/nr-15-schrittmotor Funduino: Schrittmotor ansteuern] | |||
|- | |||
|} | |||
---- | |||
=== Aufgabe 9.4: Motorbewegung unterbrechen === | === Aufgabe 9.4: Motorbewegung unterbrechen === | ||
| Zeile 96: | Zeile 113: | ||
'''Arbeitsergebnisse''' in SVN: <code>StepperUhrNotaus.ino</code> | '''Arbeitsergebnisse''' in SVN: <code>StepperUhrNotaus.ino</code> | ||
---- | |||
=== Aufgabe 9.5: Nachhaltige Doku === | === Aufgabe 9.5: Nachhaltige Doku === | ||
Sichern Sie alle Ergebnisse mit beschreibendem Text (<code>message</code>) in SVN. | * Sichern Sie alle Ergebnisse mit beschreibendem Text (<code>message</code>) in SVN. | ||
* | * Beachten Sie dabei die [[Software_Anforderungen|Software Anforderungen]]. | ||
''' | '''Arbeitsergebnisse''' in SVN: <code>SVN Log</code>, <code>Lernzielkontrolle_Termin_09.pdf</code> | ||
== | == [[Datei:Lektionen.jpg|60px]] Ausblick zur nächsten Lektion == | ||
In der nächsten Lektion wird die Raumtemperatur gemessen und auf einem LCD-Display über den I<sup>2</sup>C-Bus angezeigt. | |||
== Literatur == | == Literatur == | ||
| Zeile 131: | Zeile 129: | ||
# Schneider, U.: ''Programmierrichtlinie für für die Erstellung von Software in C.'' Lippstadt: 1. Auflage 2022. [[Medium:Programmierrichtlinie.pdf|PDF-Dokument (212 kb)]] | # Schneider, U.: ''Programmierrichtlinie für für die Erstellung von Software in C.'' Lippstadt: 1. Auflage 2022. [[Medium:Programmierrichtlinie.pdf|PDF-Dokument (212 kb)]] | ||
# Sharp: ''GP2Y0A41SK0F''. URL: [https://de.farnell.com/sharp/gp2y0a41sk0f/distanzmesssensor/dp/1618431]. [[Medium:GP2Y0A41SK0F.pdf|Datenblatt (858 kb)]] | # Sharp: ''GP2Y0A41SK0F''. URL: [https://de.farnell.com/sharp/gp2y0a41sk0f/distanzmesssensor/dp/1618431]. [[Medium:GP2Y0A41SK0F.pdf|Datenblatt (858 kb)]] | ||
---- | ---- | ||
→ Termine [[Einführungsveranstaltung Informatikpraktikum 1|0]] [[Einarbeitung_in_die_Versionsverwaltung_SVN|1]] [[Einstieg_in_die_Welt_des_Arduino|2]] [[Arduino: Taster auswerten und LEDs ansteuern|3]] [[Arduino:_Sensoren_einlesen|4]] [[Arduino:_Infrarotsensor_einlesen|5]] [[Arduino:_Infrarotsensor_entstören|6]] [[Arduino:_Programmier- | → Termine [[Einführungsveranstaltung Informatikpraktikum 1|0]] [[Einarbeitung_in_die_Versionsverwaltung_SVN|1]] [[Einstieg_in_die_Welt_des_Arduino|2]] [[Arduino: Taster auswerten und LEDs ansteuern|3]] [[Arduino:_Sensoren_einlesen|4]] [[Arduino:_Infrarotsensor_einlesen|5]] [[Arduino:_Infrarotsensor_entstören|6]] [[Arduino:_Programmier-Challenge_I_WS_WS_25/26|7]] [[Arduino:_IR-Theremin|8]] [[Arduino:_Aktoren|9]] [[Arduino:_LCD_Display_mit_I2C_Schnittstelle|10]] [[Arduino:_Ultraschall_Entfernungsmessung|11]] [[Arduino:_Ultraschallsensor_entstören|12]] [[Arduino:_Temperaturmessung_mit_NTC_und_PTC|13]] [[Arduino:_Programmier-Challenge_II_WS_25/26|14]]<br> | ||
→ zurück zum Hauptartikel: [[ | → zurück zum Hauptartikel: [[Arduino_Praxiseinstieg_WS_25/26|Arduino Praxiseinstieg]]<br> | ||
→ Haben Sie Fragen? [[Informatik Praktikum FAQ]] | |||
Aktuelle Version vom 19. März 2026, 11:13 Uhr
| Autor: | Prof. Dr.-Ing. Schneider |
| Modul: | Praxismodul I |
| Lektion 9: | Mechatronik, Informatikpraktikum, 1. Semester, Wintersemester |
Fragestellungen, Begriffe und Voraussetzungen
Fragestellungen
In dieser Lektion steuern wir Aktoren (Servomotor und Schrittmotor) an.
Eingeführte Begriffe und Konzepte
Diese Lektion befasst sich mit der Vorstellung und Ansteuerung gängiger Aktoren am Arduino:
- Servomotor und
- Schrittmotor.
Vorausgesetzte Kenntnisse aus vorangegangenen Lektionen
- Nutzung der digititalen IO-Pins
- Interrupts
Lernziele
Nach Durchführung dieser Lektion
- können die Funktion eines Servomotors und Schrittmotors erläutern.
- können Sie die Unterschiede und Anwendungsfelder der Motoren beschreiben
- können Sie beide Motoren gezielt ansteuern.
- können Sie das Hauptprogramm mit einem Interrupt unterbrechen.
Lernzielkontrolle
- Wie funktioniert ein Servomotor? Welchen Arbeitsbereich hat der Servo?
- Was ist eine Pulsweitenmodulation und wie lässt sich ein Servo damit ansteuern?
- Was muss beim Umgang mit einem Servo beachtet werden?
- Wie steuert man einen Servomotor an?
- Wie funktioniert ein Schrittmotor? Welchen Arbeitsbereich hat der Schrittmotor?
- Was muss beim Umgang mit einem Schrittmotor beachtet werden?
- Wie steuert man einen Schrittmotor an?
- Wieviele Schritte hat der Schrittmotor?
- Vergleichen Sie beide Motoren anhand fachlicher Kriterien.
Arbeitsergebnisse in SVN: Lernzielkontrolle_Termin_09.pdf
Vorbereitung
Bereiten Sie sich anhand der nachfolgenden Aufgaben auf den Praktikumstermin vor.
- Nutzen Sie die Beiträge als Vorbereitung auf den Servomotor:
- Nutzen Sie die Beiträge als Vorbereitung auf den Schrittmotor:
- Studieren Sie diesesn Artikel: Arduino: Interrupts
- Planen Sie die Software via PAP.
- Beantworten Sie die Lernzielkontrollfragen.
- Sichern Sie Ihre Unterlagen in SVN.
Tutorials
- HSHL Wiki: Interrupts
- HSHL Wiki: Servomotor TowerPro SG90
- HSHL Wiki: Schrittmotor 28BYJ-48
- Funduino: Servomotor TowerPro SG90
- Funduino: Schrittmotor 28BYJ-48 mit ULN2003 Treiberplatine
- Funduino: Der Interrupt-Befehl attachInterrupt()
- Verwendung von Interrupts mit Arduino
Demos
Versuchsdurchführung
Aufgabe 9.1: Besprechung der Versuchsvorbereitung
Diskutieren Sie mit Prof. Schneider die Ergebnis Ihrer Vorbereitung.
Aufgabe 9.2: Servo ansteuern
Ein Servo soll von einem Arduino-Mikrocontroller angesteuert werden. Der Servo soll dazu in diesem Beispiel drei verschiedene Positionen ansteuern und zwischen den Positionen eine kurze Zeit warten. Zeichnen Sie die PWM beim Ansteuern mit einem Oszilloskop auf.
Nützliche Befehle: #include, Servo, attach, write
Arbeitsergebnisse in SVN: steureServo.ino
| Tutorial |
Aufgabe 9.3: Schrittmotor 28BYJ-48 ansteuern
Lassen Sie einen Schrittmotor eine ganze Umdrehung vor- und zurückdrehen.
Nützliche Befehle: #include<Stepper.h>, Stepper, step(), setSpeed()
Arbeitsergebnisse in SVN: steureSchrittmotor.ino
| Tutorial |
Aufgabe 9.4: Motorbewegung unterbrechen
- Befestigen Sie einen Zeiger an Ihrem Schrittmotor. Dieser Zeiger bildet den Sekundenzeiger einer Uhr und soll sich in 60 s um 360 ° drehen.
- Lesen Sie einen Taster ein. Dieser soll beim Drücken einen Interrupt als "Notaus" auslösen.
- Stoppen Sie in einer Interrupt-Service-Routine sofort den Motor.
Nützliche Befehle: attachInterrupt()
Arbeitsergebnisse in SVN: StepperUhrNotaus.ino
Aufgabe 9.5: Nachhaltige Doku
- Sichern Sie alle Ergebnisse mit beschreibendem Text (
message) in SVN. - Beachten Sie dabei die Software Anforderungen.
Arbeitsergebnisse in SVN: SVN Log, Lernzielkontrolle_Termin_09.pdf
Ausblick zur nächsten Lektion
In der nächsten Lektion wird die Raumtemperatur gemessen und auf einem LCD-Display über den I2C-Bus angezeigt.
Literatur
- Brühlmann, T.: Arduino Praxiseinstieg. Heidelberg: mitp, 4. Auflage 2019. ISBN 978-3-7475-0056-9. URL: HSHL-Bib, O'Reilly-URL
- Brühlmann, T.: Sensoren im Einsatz mit Arduino. Frechen: mitp Verlag, 1. Auflage 2017. ISBN: 9783958451520. URL: HSHL-Bib, O'Reilly
- Snieders, R.: ARDUINO lernen. Nordhorn: 8. Auflage 2022. URL: https://funduino.de/vorwort
- Schneider, U.: Programmierrichtlinie für für die Erstellung von Software in C. Lippstadt: 1. Auflage 2022. PDF-Dokument (212 kb)
- Sharp: GP2Y0A41SK0F. URL: [1]. Datenblatt (858 kb)
→ Termine 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
→ zurück zum Hauptartikel: Arduino Praxiseinstieg
→ Haben Sie Fragen? Informatik Praktikum FAQ