Ein- und Ausschalten eines LED-Lichts mit einem Arduino-Board – Definitive Guide

Derzeit gibt es verschiedene technologische Fortschritte, die es Ihnen ermöglichen, die Aktivitäten, die Sie gleichzeitig ausführen können, zu diversifizieren, weshalb Mikrocontroller an Boden gewonnen haben. In diesem letzten Szenario stellt Arduino Ihnen zusammen mit Google Assistant die Möglichkeit zur Verfügung, durch den Einsatz von Tools zur Durchführung automatischer Prozesse eine kontrollierte Umgebung im Haus zu schaffen. Wenn Sie jedoch lernen möchten, wie Sie ein LED-Licht mit Arduino mithilfe einer oder mehrerer Tasten ein- und ausschalten, benötigen Sie keine erweiterte Prozessautomatisierungssoftware.

Ein- und Ausschalten eines LED-Lichts mit einem Arduino-Board – Definitive Guide

Dies ist ein manuelles Verfahren, das im Prinzip erfordert, dass Sie die Begriffe und Definitionen des Arduino-Boards in jeder seiner Präsentationen kennen.

Benötigte Materialien, um ein LED-Licht mit Arduino zu beleuchten

Um ein LED-Licht ein- und auszuschalten, eine der ersten Übungen, die beim Studium von Mikroprozessoren oder Mikrocontrollern durchgeführt werden, muss die Montage durchgeführt werden, was nicht so schwierig ist und nur die folgenden Materialien benötigt:

• Eine LED in beliebiger Farbe.
• Ein 220 Ohm Widerstand.
• Arduino Uno-R3 oder Mega 2560 Board.
• Ein Computer.
• Drähte für die Anschlüsse auf dem Steckbrett.
• Brotschneidebrett.
• USB-Druckerkabel.

Wie baue ich eine Schaltung mit Arduino?

Vor allem müssen Sie die Polarität der LED kennen, damit eine korrekte Verbindung hergestellt werden kann. Normalerweise ist der längere Schenkel die Anode, während die Kathodenseite eine flache Kante hat. Sobald die Polarität bekannt ist, können Sie mit dem Zusammenbau der Schaltung mit Arduino fortfahren.

Wie im Bild zu sehen, wird die Anode mit Pin 13 des Arduino und die Kathode mit Masse (oder Masse) verbunden. Der Widerstand ist so platziert, dass er die LED in aktivem High aktivieren kann. Wir werden dies im zu erstellenden Code verstehen. Ein Steckbrett wird normalerweise verwendet, um elektronische Schaltungen zum Testen mit einem Arduino-Board zu erstellen, genau wie wir es tun.

Code zum Ein- und Ausschalten einer LED mit Arduino

Um den Code zu erstellen, müssen Sie über grundlegende Erfahrungen in der Arduino-Programmierung verfügen, beginnend mit der korrekten Kenntnis der Syntax. Aber im Grunde wäre es folgender Algorithmus, der später erklärt wird:

1. const intLED=13; //Variable für den Port
2. voidsetup()
3. {
4. PinMode (LED, AUSGANG); // Stellen Sie den Port als LED-Ausgang ein
5. }
6. Leere Schleife ()
7. {
8. digitalWrite (LED, HOCH); // LED einschalten
9. Verzögerung (1000);
10. digitalWrite (LED, NIEDRIG); // LED ausschalten
11. Verzögerung (1000)
12. }

Wie Sie sehen, beginnt der Code mit der Deklaration einer konstanten Variablen vom Typ Integer oder Integer. Dann wird der LED-Ausgang mit der ‘pinMode’- Funktion gesetzt, wo durch die Variable angegeben wird, dass Pin 13 dort sein wird, wo sich die LED befinden wird. Als nächstes schaltet sich die LED zwischen den ‘void loop’- Tasten (was der Arduino kontinuierlich macht) jede zweite Sekunde ein und aus.

Die Art der Verbindung ist wichtig, da die ‘digitalWrite’- Funktion die LED mit ‘HIGH’ beleuchtet, was bedeutet, dass sie ein High-Signal (einen Wert 1) über den Setzausgang (in diesem Fall Pin 13) sendet. Ebenso wird es mit ‘LOW’ ausgeschaltet, weil ein Low-Signal (ein Wert von 0) gesendet wird.

Möglichkeiten zum Ein- und Ausschalten von LEDs mit einem Arduino-System

Bevor Sie mit dem Verfahren beginnen, müssen Sie unbedingt über die Programmiersoftware für die Arduino-Boards verfügen. Um dieses Tool zu erhalten, können Sie auf die offizielle Arduino-Seite gehen und die neueste Version der Arduino IDE herunterladen.

Nachdem Sie die Software heruntergeladen und installiert haben, können Sie mit der Programmierung des Boards beginnen, damit es die gewünschte Aufgabe erfüllt. In diesem speziellen Fall behandeln wir das Ein- und Ausschalten einer LED über Bluetooth, eine Taste oder zwei Drucktasten.

Mit Arduino und Bluetooth

Es ist möglich, eine mobile Anwendung zu verwenden, die sich über Bluetooth mit dem Arduino-Board verbindet. Dazu müssen wir zuerst das HC-05-Modul verbinden, das die Kommunikation über Bluetooth mit dem Arduino verbindet. Dies wird je nach Betriebssystem über eine bestimmte Anwendung mit unserem Mobiltelefon gekoppelt. Im Google Play Store finden wir Anwendungen, die die Kommunikation über die serielle Schnittstelle herstellen.

Die Verbindung des HC-05-Moduls mit dem Arduino ist sehr einfach. Wir führen nur ‘Vcc’ und ‘GND’ durch, während wir im ‘TXD’-Port des Arduino, dem Sendeport, ihn mit dem ‘RXD’-Port des Moduls verbinden, der der Empfangsport ist. Dasselbe machen wir mit dem ‘RXD’-Port des Arduino, den wir mit dem ‘TXD’ des Moduls verbinden.

Nachdem dieser Vorgang abgeschlossen ist, ist die Codierung sehr einfach, ähnlich wie bei der vorherigen. Um als Nächstes eine LED über Bluetooth in Arduino ein- und auszuschalten, werden die folgenden Anweisungen erstellt und implementiert:

1. cons int led = 13; //Angabe für den Port
2. Intoption; // Variable zum Lesen von Informationen
3. voidsetup()
4. {
5. Serial.begin (9600);
6. PinMode (LED, AUSGANG); // LED-Ausgangssatz
7. }
8. Leere Schleife ()
9. {
10. if (Serial.available()>0){//Bitte um serielle Eingabe
11. Zeichenoption = Serial.read ();
12. if (option >= ‘1’ && option <= ‘9’){//Lesen einer Zahl zwischen 1 und 9
13. Option -= ‘0’;
14. for(int i=0;i<option;i++)
15. {
16. DigitalWrite (LED, HIGH);
17. Verzögerung (1000);
18. DigitalWrite (LED, Low);
19. Verzögerung (1000);
20. }
21. }
22. }
23. }

Es ist zu beachten, dass die übliche Einrückung in einer Programmiersprache nicht eingehalten wird, dieser Code jedoch voll funktionsfähig ist. Die Erklärung dieses Codes beginnt mit der Deklaration von zwei Integer-Variablen, einer Konstante und der anderen Variablen. Pin 13 wird als Ausgang für eine LED zugewiesen und dann fragt der Arduino ständig nach den per Bluetooth gesendeten Informationen. In diesem Fall schaltet eine Zahl zwischen 1 und 9 die LED genauso oft ein und aus wie die empfangene Zahl.

Mit zwei Tasten

Um ein LED-Licht mit zwei Drucktasten in Arduino zu steuern, müssen Sie die oben beschriebenen Schritte ausführen und dabei den Code und die Verbindung berücksichtigen, die unten gezeigt werden:

mit einem Knopf

Bevor Sie mit der Programmierung beginnen, müssen Sie unbedingt die Hardware oder Schaltung zum Einschalten des LED-Lichts einrichten. Dazu benötigen Sie Anschlusskabel, die LED selbst, einen elektrischen Widerstand, um den Strom zu begrenzen und ihn vor möglichen Ausfällen zu schützen, und den Knopf zum Steuern des Ein- und Ausschaltens. Sobald Sie die Materialien zur Hand haben, fahren Sie fort, die Verbindungen in der Abbildung herzustellen.

Nachdem Sie die Verbindung hergestellt haben, werden wir mit der Programmierung des Geräts fortfahren. Dazu müssen Sie die folgenden Schritte ausführen, die richtige Reihenfolge festlegen und nicht vergessen, die Satzzeichen zu setzen, die Sie beachten werden:

• Deklarieren Sie die zu verwendenden Variablen:

1. Konstante Int-Schaltfläche = 7; // Pin 7 der Schaltflächenvariablen zuweisen
2. const int led = 13; // Pin 13 der LED-Variable zuweisen
3. int ledstate = NIEDRIG; //Anfangszustand der LED
4. int lastbuttonstate;
5. int aktuelle Statusschaltfläche;

• Deklarieren Sie die Ein- und Ausgänge im Abschnitt setup()

1. PinMode (LED, AUSGANG); // LED als Ausgang zuweisen
2. PinMode (Taste, INPUT); // Schaltfläche als Eingang zuweisen
3. DigitalWrite (LED, NIEDRIG); // Ausgang auf ‘0’ setzen für LED aus
4. buttoncurrentstate= digitalRead(button);// Lesen des aktuellen Zustands der Schaltfläche

• Nachdem die Haupteinstellungen vorgenommen wurden, fahren wir fort, die Steuerschleife so zu gestalten, dass sie nach dem Zustand der Taste fragt und die LED entsprechend ein- oder ausschaltet. In die Schleife() solltest du folgendes schreiben:

1. lastbuttonstate=aktuellerButtonstatus; // Speichern des letzten Zustands der Schaltfläche
2. currentstatebutton = digitalRead (Schaltfläche); // Lesen des aktuellen Schaltflächenstatus
3. if (lastbuttonstate==HIGH && currentbuttonstate==LOW){//fragt nach dem Status von Pin 7
4. ledstatus=!ledstatus; // Ändern Sie den letzten Zustand der LED
5. digitalWrite (led, ledstate); // Den Zustand der LED in den Ausgang schreiben
6. }

Schließen Sie am Ende des Programmiercodes Ihr Arduino-Board an den PC an und wählen Sie den Board-Typ aus, den Sie in Tools haben. Außerdem müssen Sie den Port platzieren, den der PC Ihnen anzeigt, wenn Sie das Board daran anschließen, und auf klicken Schaltfläche “Hochladen“, die durch einen horizontalen Pfeil dargestellt wird, der nach rechts zeigt. Wenn Sie diese Schritte ausführen, haben Sie Ihr Arduino bereit, Ihr LED-Licht mit einer einzigen Taste zu steuern, um es ein- und auszuschalten.

Wie schalte ich LEDs nacheinander mit Arduino ein oder aus? – Schritte zum folgen

Da wir in Arduino programmiert haben, werden wir uns jetzt einer unterhaltsameren Herausforderung stellen und ein LED-Licht ein- und ausschalten, aber nacheinander mit 4 verschiedenen LEDs. Dazu benötigen wir folgende Materialien:

• Arduino-Board.
• Brotschneidebrett.
• Verbindungskabel.
• 4 LEDs.
• 4 elektrische Widerstände von 120 Ohm.

Die Montage ist einfach, da jede Anode jeder LED mit Masse oder Erde verbunden werden muss, während jede Kathode an einen anderen Anschluss des Arduino geht. In diesem Fall wird es von Port 5 bis 8 sein. Vergessen Sie nicht, einen 120-Ohm-Widerstand zwischen der LED und dem Arduino-Port zum Schutz zu setzen.

Es gibt zwei Möglichkeiten, den Arduino-Code zu erstellen, um diese Aktion auszuführen, hier werden wir uns für die einfachste entscheiden, die eine Listentyp-Variable sowie eine for-Schleife verwendet, um jede LED ein- und auszuschalten. Nachfolgend finden Sie die Anweisungen, die der Arduino ausführt:

1. int pinLED[4] = {5,6,7,8} //Definition der Ausgänge
2. Int-Zeit = 1000; // eine Sekunde Verzögerungszeit
3. voidsetup()
4. {
5. Ganzzahl i=0;
6. for(i=0;i<4;i++){//mit der Variable i wird die Liste durchlaufen
7. PinMode (PinLED [i], AUSGANG); // jeden Ausgang auf LED setzen
8. }
9. }
10. Leere Schleife ()
11. {
12. Ganzzahl i=0;
13. for(i=0;i<4;i++){// Führen Sie die Liste aus, um die LEDs ein- und auszuschalten
14. digitalWrite (pinLED [i], HOCH); // LED einschalten i
15. Verzögerungszeit);
16. digitalWrite (pinLED [i], NIEDRIG); // LED ausschalten i
17. Verzögerungszeit);
18. }
19. }

Auf diese Weise ist es möglich, ein LED-Licht sequentiell ein- und auszuschalten, so einfach wie die obigen Anweisungen. Mit zwei für Zyklen ist es möglich, 4 LEDs auf einfache und konstante Weise ein- und auszuschalten. Ebenso kann mit der Zeitvariable die Zeit zwischen den Zündungen variiert werden.

Andere Anwendungen für ein Arduino-Board

Es gibt viele Anwendungen, die mit der Verwendung der verschiedenen Modelle von Arduino-Boards verwendet werden können, darunter industrielle Anwendungen mit der Verwendung von Sensoren zur Messung von Zuständen verschiedener Variablen (Temperatur, Druck, Geschwindigkeit usw.) und Gerätesteuerungen Haushalt durch den Einsatz von Hausautomation.

Sie werden jedoch sehen, dass Ihnen Tutorials zur Verfügung stehen, die beispielsweise erklären, wie man eine Uhr als Arduino-Board baut. Im Allgemeinen können Sie diese Geräte verwenden, um Erfindungen oder Verbesserungen verschiedener Instrumente, Geräte und Ausrüstungen zu erstellen. Darüber hinaus stehen Ihnen viele Arduino-Optionen auf dem Markt zur Verfügung, um die gewünschten Entwicklungen zu ergänzen.