MINT-Tag 2023: Unterschied zwischen den Versionen
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[[Datei:ORL_A3_Programm.jpg|mini|links|Abb. 9: Programm für die pulsierende LED]] | [[Datei:ORL_A3_Programm.jpg|mini|links|Abb. 9: Programm für die pulsierende LED]] | ||
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Version vom 31. Januar 2024, 18:19 Uhr
Autor: | Prof. Dr.-Ing. Schneider |
Termin: | 01.02.2024 |
Raum: | L3.1-E02-180 (Labor Robotik) |
Betreuer: | Prof. Dr.-Ing. Schneider, Tel. 806 |
Gruppe A | Gruppe B | Inhalt | Dauer |
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12:00 | 13:30 | Begrüßung | 5 Min. |
12:05 | 13:35 | Einführung Mikrocontroller | 5 Min. |
12:10 | 13:40 | Open Roberta Lab, "Hello World!" | 10 Min. |
12:20 | 13:50 | Blinkende LED (D13) | 10 Min. |
12:40 | 14:10 | Wechselblinker | 15 Min. |
12:55 | 14:25 | LED pulsieren lassen | 15 Min. |
13:10 | 14:40 | LED mit Potentiometer Dimmen | 15 Min. |
13:25 | 14:55 | Verabschiedung | 5 Min. |
Motivation
Mikrocontroller sind in unserer modernen Welt überall etwas versteckt zu finden. Sie steuern Kaffeemaschinen, Lichtschalter, Staubsauger, Kühlschränke, Waschmaschinen bis hin zu Rasenmähern. Sie bewässern automatisch unsere Pflanzen und prüfen den Kalkgehalt unseres Wassers. Dieser Workshop gibt einen Einblick in die Funktion eines Mikrocontrollers am Beispiel der Plattform Arduino.
Was als Experimentierprojekt für Elektronikbegeisterte begann, ist mittlerweile zur professionellen Lösung für industrielle Anwendungen geworden – der Microcontroller Arduino. In praktischen Versuchen erlernst Du das Programmieren des beliebten Microcontrollers. Vorkenntnisse sind nicht notwendig – Schritt für Schritt erklären wir Dir den Arduino und seine Komponenten – und warum Programmierung kein Hexenwerk ist.
Software
Der Arduino lässt sich mir viele Entwicklungsumgebungen programmieren. Die einfachste Umgebung stellt das Open Roberta Lab bereit.
Vorbereitung im PC-Pool
- Pro zweier Team einen PC mit USB-Eingang und Internetzugang
- Auf den PCs muss der Open Roberta Connector in der neuesten Version (1.6.8) und Java installiert sein.
- Eine Anleitung gibt es hier.
- Die Seite Open Roberta Lab muss erreichbar sein, da wir mit dieser programmieren wollen.
- Dozenten-PC und Beamer für die visuelle Anleitung müssen verfügbar sein.
Funktionstest: Hallo Welt! |
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Aufgabe 1: Blinkende LED
Auf dem Arduino ist an Pin 13 bereits eine LED eingebaut (siehe Abb. 2). Häufig blinkt diese Lampe schon, wenn man ein neues Arduino-Board anschließt, da das Blink-Programm zum Testen des Boards je nach Hersteller bereits vorab installiert ist. Wir werden dieses Blinken jetzt selbst programmieren.
- Roboterkonfiguration (LED an D13)
- In einer Schleife - LED einschalten, 1 s warten, LED ausschalten, 1 s warten,usw.
- Programm auf Arduino übertragen
Musterlösung |
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Aufgabe 2: Wechselblinker
Zwei Leuchtdioden sollen abwechselnd blinken. Blinkende Leuchten werden im Verkehr als Warnsignal an Fußgängerüberwegen und an Bahnübergängen eingesetzt (vgl. Abb. 3).
- Schalte eine LED mit Vorwiderstand über D8 gegen GND.
- Schalte eine LED mit Vorwiderstand über D7 gegen GND.
- Passe die Roboterkonfiguration entsprechend an.
- Schalte im Sekundentakt wechselnd eine LED an und die andere aus.
- Übertrage das Programm auf den Arduino.
Frage: Wieso hat die LED unterschiedlich lange Beine?
Stückliste | |||||||||
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Schaltplan |
Musterlösung |
Aufgabe 3: LED pulsieren lassen
Eine LED soll pulsierend heller und dunkler werden (engl. faden).
- Schalte eine LED mit Vorwiderstand über D6 gegen GND.
- Passe die Roboterkonfiguration entsprechend an (s. Abb. ).
- Schicke Werte von 0..255 an die LED.
- Übertrage das Programm auf den Arduino.
- Bonus: Erweitern Sie Ihr Programm, so dass die LED heller und wieder dunkler wird.
Frage: Wieso hat die LED unterschiedlich lange Beine?
Stückliste | |||||||||
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Schaltplan |
Tipp 1 |
Die LED benötigt einen 100 Ω Vorwiderstand, damit Sie nicht kaputt geht (Farbcode: Braun-Schwarz-Braun). |
Das lange Beinchen der Diode ist Plus (+) und das Kurze Minus (-, GND). |
Mit einer Pulsweitenmodulation (s. Abb. 8) lässt sich eine LED dimmen. |
Die PWM-fähigen Ports sind mit ~ markiert. Wir nehmen Digitalport ~6. |
Musterlösung |