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Mikrocontroller – Sensoren steuern LED und Motor

TechnikElektronik und MikrocontrollerAlter 17–18

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Eine Schaltung mit Mikrocontroller, Lichtsensor, Taster, Temperatursensor, einer LED und einem kleinen Motor. Wählen Sie ein Beispielprogramm (automatisches Licht nach Helligkeit, Blinken im Takt, Umschalten per Taster oder temperaturgesteuerter Lüfter), ziehen Sie dann am Licht- oder Temperaturregler oder drücken Sie den Taster und beobachten Sie, wie der Mikrocontroller den Eingang liest, mit einem Schwellwert vergleicht und einen Ausgangspin schaltet. Das Blockprogramm hebt den gerade ausgeführten Befehl hervor, und das Diagramm darunter zeichnet den Ausgangszustand über die Zeit auf.

Lektion: Mikrocontroller und Anwendungen: Aufbau, digitale Ein- und Ausgangssignale, Sensoren, Aktoren und Steuerprogramme

Was sie zeigt

Ein Mikrocontroller ist ein kleiner Computer auf einem einzigen Chip, der ein Programm in einer Endlosschleife ausführt: Eingänge lesen, entscheiden, Ausgänge setzen. Hier liegen ein Lichtsensor, ein Temperatursensor und ein Taster an seinen Eingangspins, und die Ausgangspins schalten eine LED oder einen kleinen Motor ein (1) oder aus (0), während ein interner Takt das Blinken steuert. Da jede Entscheidung ein Vergleich im Programm ist, etwa Licht unter einer Schwelle, ändert schon eine andere Zahl im Code das Verhalten der Schaltung, ohne die Verdrahtung anzufassen. Automatische Straßenbeleuchtung und Thermostate arbeiten nach demselben Prinzip.

So funktioniert es

Wählen Sie ein Programm mit den Schaltflächen Auto-Licht, Blinken, Taster oder Auto-Lüfter. Ziehen Sie bei Auto-Licht den Regler Licht unter die Schwelle und beobachten Sie, wie die LED einschaltet, welcher Schritt im Blockprogramm hervorgehoben wird und wie sich der Ausgangszustand über die Zeit ändert; verschieben Sie dann den Regler Schwelle und wiederholen Sie. Testen Sie Auto-Lüfter mit dem Regler Temperatur, klicken Sie im Programm Taster mehrmals auf Taster drücken und ändern Sie die Blinkperiode, um die Blinkfrequenz zu verändern.

Einstellbare Parameter

  • Beispielprogramm Auto-Licht: LED an, wenn Licht < Schwelle, LED blinkt im Takt, Taster schaltet LED um, Auto-Lüfter: Motor läuft, wenn Temperatur > Schwelle
  • Sensorschwelle (% Licht oder °C) 10–60
  • Blinkperiode 200–3000 ms
  • Blockprogramm anzeigen

Fragen zum Erkunden

  1. Welches Bauteil ist im Programm Auto-Licht der Eingang, welches der Ausgang, und welche Entscheidung trifft das Programm?
  2. Schaltet die LED bei nachlassendem Licht früher oder später ein, wenn Sie die Schwelle von 30 auf 50 erhöhen?
  3. Wie lange leuchtet die LED bei einer Blinkperiode von 1000 ms pro Zyklus, und wie groß ist die Blinkfrequenz?

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