Erik Bartmann - Mit Arduino die elektronische Welt entdecken

Haben die beiden Widerstände die korrekten Werte und wurden auch nicht vertauscht?

Überprüfe noch einmal den Sketch-Code auf Richtigkeit.

Du hast die Verwendung mehrerer Variablen gesehen, die für die unterschiedlichsten Zwecke genutzt wurden (Deklaration für Eingangs- und Ausgangs-Pin und Aufnahme von Statusinformationen).

Der Befehl delay unterbricht die Ausführung des Sketches und erzwingt eine Pause, so dass alle nachfolgenden Befehle nicht berücksichtigt werden, bis die Wartezeit verstrichen ist.

Du hast über die Intervallsteuerung mittels der millis-Funktion einen Weg kennengelernt, dennoch den kontinuierlichen Sketch-Ablauf der loop-Endlosschleife aufrechtzuerhalten, sodass weitere Befehle der loop-Schleife ausgeführt wurden und damit eine Auswertung weiterer Sensoren, wie zum Beispiel der angeschlossene Taster, möglich waren.

Du hast verschiedene Impulsdiagramme kennen und lesen gelernt, die grafisch unterschiedliche Pegelzustände im zeitlichen Verlauf sehr gut darstellen.

In diesem Bastelprojekt wirst du erkennen, dass sich ein Taster oder ein Schalter nicht immer so verhält, wie du es dir erwünschst. Nehmen wir für dieses Bastelprojekt einen Taster, der – so die Theorie – eine Unterbrechung des Stromflusses aufhebt, solange er gedrückt bleibt, und die Unterbrechung wiederherstellt, wenn du ihn loslässt. Das ist nichts Neues und absolut einfach zu verstehen. Doch bei elektronischen Schaltungen, deren Aufgabe beispielsweise im Ermitteln der exakten Anzahl von Tastendrücken liegt, um sie später auszuwerten, bekommen wir es mit einem Problem zu tun, das zunächst überhaupt nicht augenfällig ist.

In der Elektromechanik gibt es einen Störeffekt, den man Prellen‌ nennt. Wenn du einen ganz normalen Taster drückst und gedrückt hältst, sollte man meinen, dass der mechanische Kontakt im Taster dauerhaft geschlossen wird. Das ist jedoch meistens nicht der Fall, denn wir haben es mit einem Bauteil zu tun, das innerhalb einer sehr kurzen Zeitspanne – im Millisekundenbereich – den Kontakt mehrfach öffnet und wieder schließt. Die Kontaktflächen eines Tasters sind in der Regel nicht vollkommen glatt, und wenn wir sie uns unter einem Elektronenmikroskop ansähen, sähen wir viele Unebenheiten und Verunreinigungen. Das führt dazu, dass die Berührungspunkte der leitenden Materialien bei Annäherung nicht sofort und nicht auf Dauer zueinanderfinden. Eine weitere Ursache für den hier angeführten Effekt, den man Prellen nennt, kann im Schwingen oder Federn des Kontaktmaterials liegen, wodurch bei Berührung kurzzeitig der Kontakt mehrfach hintereinander geschlossen und wieder geöffnet wird.

Diese Impulse, die der Taster liefert, werden vom Mikrocontroller registriert und korrekt verarbeitet, nämlich so, als ob du den Taster absichtlich ganz oft und schnell hintereinander drücken würdest. Das Verhalten ist natürlich störend und muss in irgendeiner Weise verhindert werden. Dazu sehen wir uns das Impulsdiagramm in Abbildung 1einmal etwas genauer an.

Ich habe einen Taster einmal gedrückt und dann gedrückt gehalten, doch bevor er den stabilen Zustand des Durchschaltens erreicht hatte, zickte er ein wenig und unterbrach die gewünschte Verbindung mehrfach. Das Ein- und Ausschalten, bis der endgültige gewünschte HIGH -Pegel erreicht ist, wird also Prellen genannt. Das Verhalten kann auch in entgegengesetzter Richtung auftreten. Auch wenn ich den Taster wieder loslasse, werden unter Umständen mehrere Impulse generiert, bis ich endlich den gewünschten LOW -Pegel erhalte. Das Prellen des Tasters‌ ist für das menschliche Auge kaum oder überhaupt nicht wahrnehmbar, und wenn wir eine Schaltung aufbauen, die bei gedrücktem Taster eine LED ansteuern soll, stellen sich die einzelnen Impulse aufgrund der Trägheit der Augen als ein HIGH -Pegel dar. Ich schlage eine Schaltung mit einem entsprechenden Sketch vor, bei dem die einzelnen Impulse eines Prellens gezählt werden, denn das menschliche Auge kann diese Impulse nicht differenzieren.

Abb. 1:Ein prellender Taster – Schlimmer Finger!

Für dieses Bastelprojekt benötigen wir die folgenden Bauteile:

Tabelle 1: Bauteilliste
Bauteil	Bild
Widerstand 10KΩ 1x
Mikrotaster 1x

Der Schaltplan und der Schaltungsaufbau dazu ist recht einfach und sieht wie folgt aus:

Abb. 2:Die Abfrage des Tasterstatus an Pin 8

Der entsprechende Schaltungsaufbau auf dem Arduino Discoveryboard sieht so aus:

Abb. 3:Die Abfrage des Tasterstatus an Pin 8

Der folgende Code bringt die einzelnen Impulse zur Anzeige:

int tasterPin = 8; // Taster-Pin int impulse = 0; // Zähler boolean prevTasterState; // Änderung erkennen void setup(){ Serial.begin(9600); // Serielle Schnittstelle } void loop() { boolean tasterStatus = digitalRead(tasterPin); if(tasterStatus != prevTasterState){ // Änderung wurde erkannt prevTasterState = tasterStatus; if(tasterStatus == HIGH) { impulse++; // Impulse zählen Serial.println(impulse); } } }

Die Variable tasterPin wird mit dem Wert 8 initialisiert, da dort der Mikrotaster angeschlossen ist. Um später die Anzahl der Impulse zu speichern, wird eine Variable mit Namen impulse deklariert und mit dem Wert 0 initialisiert. Die Initialisierung der seriellen Schnittstelle erfolgt über ein entsprechendes Objekt innerhalb der setup -Funktion. Zuerst wird die Klasse genannt und im Anschluss – durch einen Punkt voneinander getrennt – die Methode mit dem Parameter. Die genauere Erläuterung erfolgt im Bastelprojekt über die objektorientierte Programmierung, wo es um Objekte, Klassen und Methoden geht.

Wichtig ist hier die Baudrate, die mit 9600 Baud angegeben wurde. Wird von einem Terminalprogramm wie dem Serial Monitor darauf zugegriffen, muss die Baudrate dort ebenfalls mit 9600 Baud angegeben werden, was dort in der linken unteren Ecke über eine Liste mit unterstützten Baudraten erfolgt: