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Digitale vs. analoge Komponenten

Digitale vs. analoge Komponenten

Wie bereits im ersten Kapitel angedeutet, gibt es einen Unterschied zwischen analogen und digitalen Komponenten.

Analoge Komponenten können verschiedene Zustände haben, die meistens durch die Spannung angegeben werden. So kann ein Potentiometer durch Drehen verschieden Widerstände aufbauen und so verschiedene Spannungen ausgeben.

Digitale Komponenten haben in der Regel nur zwei Zustände - an und aus. Die beiden Beispiele aus dem letzten Kapitel - Button und LED1) - sind solche digitalen Komponenten.

Konvention: Farbliche Kodierung der Verkabelung

Um Schaltpläne besser lesen zu können, wird die folgende Konvention ab jetzt strikt eingehalten:

  • Kabel-Verbindungen zu GND sind immer schwarz.
  • Kabel-Verbindungen zu +5V oder +3.3V sind immer rot.
  • Kabel-Verbindungen zu anderen Pins sind immer farbig, also weder rot noch schwarz.
Definition: Potentiometer, analogRead

a) Folgender Wikipedia-Artikel zu Potentiometern erklärt, was ein Potentiometer ist.

b) Mit analogRead(0); kann man den Widerstandswert des Potentiometers (zwischen 0 und 5V) messen. Das Arduino-Board kodiert dabei mit Hilfe eines Analog-Digital-Wandlers den Widerstandswert als Zahl zwischen 0 (entspricht 0V) und 1023 (entspricht 5V) Mehr lesen.

Aufgabe 1: Digitale Komponenten - Button, LED

a) Erstelle die folgende Schaltung:

  • Blau: Rechter oberer Pin an Pin 2
  • Rot: Linker unterer Pin an +5V
  • Schwarz: Rechter unterer Pin über Widerstand an GND

b) Erstelle eine entprelltes (debounced) Programm, das einen Zähler hochzählt, immer wenn der Button gedrückt wird. Passe das Programm so an, dass die On-Board-LED (PIN 13) immer dann leuchtet, wenn die Anzahl der Button-Klicks gerade ist.

Aufgabe 2: Analoge Komponenten - Potentiometer

a) Erstelle folgende Schaltung:

  • Blau: Mittlerer Pin an Pin A0 des Arduino.
  • Rot: Rechter Pin an +5V
  • Schwarz: Linker Pin an GND

b) Entwickle ein Programm, das eine LED mit einer Frequenz blinken lässt, die durch das Potentiometer eingestellt werden kann.

Weitere Informationen
Zur Vertiefung des Themas können folgende Artikel hilfreich sein:
1)
Dimmbare LEDs (also solche, bei denen man die Helligkeit einstellen kann) können auch als analoge Komponenten aufgefasst werden. Wir vereinfachen dies hier etwas.
info/sek-ii/q4/embedded/l2-digital-analog.txt · Zuletzt geändert: 2023-01-16 15:13 von christian.weber