Arduino: Sensoren einlesen

Abb. 1: Lernset - Einsteiger Kit für Arduino

Autor: Prof. Dr.-Ing. Schneider
Modul: Praxismodul I
Lehrveranstaltung: Mechatronik, Informatikpraktikum 1, 1. Semester, Wintersemester

Inhalt

• Einbindung von digitalen und abalogen Sensoren:
  • PIR-Bewegungssensor (HC-SR501)
  • Fotowiderstand (LDR)
  • Drehpotentiometer (Poti)

Lernziele

Nach Durchführung dieser Lektion

• können die Funktionsweise der 3 Sensoren (PIR-Bewegungssensor, Fotowiderstand, Drehpotentiometer) erläutern.
• können Sie die Sensoren korrekt (elektrisch) anschließen.
• können Sie die Sensordaten anzeigen und auswerten.

Lernzielkontrolle

1. Wie funktioniert der PIR-Bewegungssensor technisch? Auf welche Strahlung reagiert er? Welche Einstellmöglichkeiten besitzt er?
2. Wie funktioniert der Fotowiderstand technisch? Wozu dienen die Widerstände?
3. Wie funktioniert der Drehpotentiometer technisch? Wie lässt sich das Poti kalibrieren?
4. Wurde der Quelltext durch Header und Kommentare aufgewertet?
5. Wurden jedes Programm mittels PAP geplant?
6. Wurde auf magic numbers verzichtet?
7. Wurde die Programmierrichtlinie eingehalten?

Arbeitsergebnisse in SVN: Lernzielkontrolle_Termin_04.pdf

Versuchsdurchführung

Aufgabe 4.1: Lernzielkontrolle

Präsentieren Sie Prof. Schneider das Ergebnis der Lernzielkontrolle.

Arbeitsergebnisse in SVN: Lernzielkontrolle_Termin_04.pdf

Aufgabe 4.2: Der Bewegungsmelder HC-SR501

Ein Piezo-Lautsprecher soll piepen, sobald eine Bewegung registriert wird.

Nützliche Befehle: pinmode(), digitalRead(), digitalWrite(), delay, if..else

Arbeitsergebnisse in SVN: BewegungsmelderMitPiezo.ino

Musterlösung: [1]

Aufgabe 4.3: Fotowiderstand (LDR) am Arduino auslesen

Ein Taster dimmt eine LED:

1. Tastendruck: an, 100% Lichtleistung
2. Tastendruck: an, 50% Lichtleistung
3. Tastendruck: aus 0%

Tipp: Nutzen Sie Ausgangsprogramm PulsierendeLED.ino aus Aufgabe 2.3 und nutzen Sie den Hardwareaufbau aus Aufgabe 3.2.

Nützliche Befehle: pinmode(), analogWrite(), delay(), switch..case

Arbeitsergebnisse in SVN: LDRSteuertLED.ino

Musterlösung: [2]

Aufgabe 4.4: Drehregler - Drehpotentiometer

Eine RGB-LED soll in verschiedenen Farben leuchten. Auf Druck des Tasters soll die RGB-LED in folgenden Modi betrieben werden:

1. Weiß
2. Rot
3. Blau
4. Grün
5. Langsamer Übergang durch das gesamte Farbspektrum (Einschlaflicht)

Nützliche Befehle: pinmode(), analogWrite(), delay()

Arbeitsergebnisse in SVN: steureFarbigeLED.ino

Musterlösung: [3]

Aufgabe 4.5: Nachhaltige Doku

Sichern Sie alle Ergebnisse mit beschreibendem Text (message) in SVN.

• Wurden die Regeln für den Umgang mit SVN eingehalten?
• Wurde die Programmierrichtlinie eingehalten?
• Wurde nachhaltig dokumentiert?
• Haben die Programme einen Header?
• Wurden der Quelltext umfangreich kommentiert?
• Wurden die PAPs erstellt und abgelegt? Passen die PAPs 100% zum Programm?

Arbeitsergebnis in SVN: SVN Log

Bewertung

Aufgabe	Punkte
4.1	2
4.2	2
4.3	2
4.4	2
4.5	2

Literatur

1. Brühlmann, T.: Arduino Praxiseinstieg. Heidelberg: mitp, 4. Auflage 2019. ISBN 978-3-7475-0056-9. URL: HSHL-Bib, O'Reilly-URL
2. Brühlmann, T.: Sensoren im Einsatz mit Arduino. Frechen : mitp Verlag, 1. Auflage 2017. ISBN: 9783958451520. URL: HSHL-Bib, O'Reilly
3. Snieders, R.: ARDUINO lernen. Nordhorn: 8. Auflage 2022. URL: https://funduino.de/vorwort
4. Schneider, U.: Programmierrichtlinie für für die Erstellung von Software in C. Lippstadt, 1. Auflage 2022. PDF-Dokument (212 kb)

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