Angewandte Informatik: Taster entprellen

Autor:	Prof. Dr.-Ing. Schneider
Lektion 4	Business and Systems Engineering, Angewandte Mathematik und Informatik, Übung, Sommersemester
Modulbezeichnung:	BSE-M-2-1.09

Inhalt

• Programmierrichtlinien
• Taster mittels Arduino auslesen, entprellen, Pull-Up/Pull-Down-Widerstand
• Zähler inkrementieren
• switch..case-Verzweigung
• Ansteuerung einer RGB-LED
• Programmierrichtlinie für C

Lernziele

Nach Durchführung dieser Lektion

• können Sie Quelltext entsprechend der Programmierrichtlinien schreiben.
• einen Taster über eine Iterrupt-Leitung einlesen und entprellen.
• können Sie mittels Taster und switch..case-Verzweigung eine LED in verschiedenen Helligkeiten ansteuern
• eine RGB-LED in verschiedenen Farben ansteuern.

Lernzielkontrolle

1. Wie liest man mit dem MATLAB Support Package for Arduino einen Iterrupt ein?
2. Wurde der Taster erfolgreich eingelesen und entprellt?
3. Wozu benötigt man einen Pull-Up/Pull-Down-Widerstand?
4. Wurde der Quelltext durch Header und Kommentare aufgewertet?
5. Welche Möglichkeiten gibt es einen Zähler zu in-/dekrementieren?
6. Wurde in Aufgabe 3.4 ein switch...case verwendet?

Tutorials

• Erste Schritte mit dem MATLAB-Supportpaket für Arduino-Hardware
• Arduino Explorer App
• Erste Schritte mit MATLAB
• Arduino Programmierung mit MATLAB^®
• Wiki-Artikel: Linearpotentiometer
• Wiki-Artikel: Piezo_Lautsprecher
• Wiki-Artikel: Passiver_Lautsprecher
• Studieren Sie den Artikel Interrupt Service Routine.
• YouTube: Arduino Tutorial #1.2 - Taster entprellen

Versuchsvorbereitung

1. Studieren Sie die Tutorials
2. Versuchen Sie die Lernzielkontrollfragen zu beantworten

Aufgabe 4: Taster entprellen

Abb. 2: Verkabelungsplan für taster und Summer

1. Lesen Sie den Taster via readDigitalPin (vgl. Abb. 2) ein und entprellen Sie diesen über einen Zeitvergleich.
2. Steuern Sie den Summer bei Tasterdruck via playTone an.
3. Eine rote LED signalisiert die aktive Programmlaufzeit.
4. Erweitern Sie Ihren Aufbau auf 3 LEDs (Rot, Gelb und Blau). Bei Tasterdruck wird der Status um 1 inkrementiert. Je nach Status leuchtet eine andere LED. Der Summer wird in diesem Programmteil nicht mehr angesteuert.
   1. Status 0: LEDs aus
   2. Status 1: Rote LED 1
   3. Status 2: Gelbe LED blinkt langsam (1 Hz)
   4. Status 3: Blaue LED blinkt schnell (5 Hz)
   5. Langen Tastendruck erkennen:ein kurzer Druck wechselt den Zustand (0 → 1 → 2 → 3 → 0) und ein langer Druck wechselt direkt in Zustand 3.
5. Zeigen Sie den aktuellen Status im MATLAB Command Window an.

Nützliche Befehle: tic, toc, switch, case, arduino, configurePin, playTone, readDigitalPin, writeDigitalPin

Arbeitsergebnis: leseTaster.m

Teillösung 

close all; clc; % Initialisierung
if ~exist('hArduino','var')
    hArduino = arduino('COM8','Uno'); % Arduino Objekt erzeugen
    disp('Neues Arduino Objekt erzeugt.')
end

configurePin(hArduino, 'D12', 'pullup'); % Interner Pull-up-Widerstand verwendet
nMesswerte = 100;
%% Messschleife
for i=1:nMesswerte
    writeDigitalPin(hArduino, 'D13', 1); % Achtung - System läuft
    speaker_status = readDigitalPin(hArduino, 'D12');
    if speaker_status == 0
        playTone(hArduino, 'D11', 1200, 1);
    else
        % Change duration to zero to mute the speaker
        playTone(hArduino, 'D11', 1200, 0);
    end
end
writeDigitalPin(hArduino, 'D13', 0);
clear hArduino

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