SENSOREN  Design & Technik

Ein Touch-Sensor erkennt Berührungen auf seiner Oberfläche, ohne dass eine mechanische Bewegung erforderlich ist. Er kann zum Beispiel verwendet werden, um eine LED einzuschalten.

Beispiel-Verkabelung:

• VCC (Touch-Sensor) → 5V (Arduino)

• GND (Touch-Sensor) → GND (Arduino)

• OUT (Touch-Sensor) → Digitaler Pin 7 (Arduino)

Zusätzlich für das Beispiel:

• Anode (langes Beinchen) der LED → Digitaler Pin 13 (Arduino)

• Kathode (kurzes Beinchen) der LED → GND (Arduino)

Arduino-Code mit LED-Steuerung:

void setup() {

 pinMode(7, INPUT);   // Setze den Pin 7 als Eingang für den Touch-Sensor

 pinMode(13, OUTPUT); // Setze den Pin 13 als Ausgang für die LED

}

void loop() {

 if (digitalRead(7) == HIGH) { // Wenn der Sensor berührt wird

   digitalWrite(13, HIGH);     // Schalte die LED ein

 } else {

   digitalWrite(13, LOW);      // Schalte die LED aus

 }

  delay(100); // Warte 100ms vor der nächsten Messung

}

In diesem Beispiel wird die LED eingeschaltet, wenn der Touch-Sensor berührt wird. Sobald der Sensor nicht mehr berührt wird, geht die LED wieder aus.

Ein Joystick ist ein Eingabegerät, das üblicherweise zwei Achsen (X und Y) hat, mit denen die Position in zwei Dimensionen erfasst wird. Er kann zum Beispiel verwendet werden, um die Helligkeit von zwei LEDs zu steuern.

Beispiel-Verkabelung:

• VCC (Joystick) → 5V (Arduino)

• GND (Joystick) → GND (Arduino)

• VRx (X-Achse des Joysticks) → Analog-Pin A0 (Arduino)

• VRy (Y-Achse des Joysticks) → Analog-Pin A1 (Arduino)

Zusätzlich für das Beispiel:

• Anode (langes Beinchen) der LED 1 → Digitaler Pin 9 (Arduino) (PWM-Pin)

• Kathode (kurzes Beinchen) der LED 1 → GND (Arduino)

• Anode (langes Beinchen) der LED 2 → Digitaler Pin 10 (Arduino) (PWM-Pin)

• Kathode (kurzes Beinchen) der LED 2 → GND (Arduino)

Arduino-Code zur Steuerung von zwei LEDs:

void setup() {

 pinMode(A0, INPUT);   // Setze den Pin A0 als Eingang für die X-Achse des Joysticks

 pinMode(A1, INPUT);   // Setze den Pin A1 als Eingang für die Y-Achse des Joysticks

 pinMode(9, OUTPUT);   // Setze den Pin 9 als Ausgang für die erste LED

 pinMode(10, OUTPUT);  // Setze den Pin 10 als Ausgang für die zweite LED

}

void loop() {

 int xValue = analogRead(A0); // Lese den Wert der X-Achse des Joysticks

 int yValue = analogRead(A1); // Lese den Wert der Y-Achse des Joysticks

  // Konvertiere die Joystick-Werte (0-1023) in PWM-Werte (0-255)

 int led1Brightness = map(xValue, 0, 1023, 0, 255);

 int led2Brightness = map(yValue, 0, 1023, 0, 255);

 // Steuere die LEDs entsprechend der Joystick-Position

 analogWrite(9, led1Brightness);

 analogWrite(10, led2Brightness);

  delay(15); // Warte kurz, um eine sanfte Änderung der Helligkeit zu ermöglichen

}

Erklärung:

Der Joystick hat zwei Potentiometer für die X- und Y-Achse, die als analoge Spannungen an den analogen Eingängen A0 und A1 des Arduino eingelesen werden. Diese Spannungen werden in PWM-Werte (eine Spannung zwischen 0 und 5 V) umgerechnet, die zur Steuerung der Helligkeit von zwei LEDs verwendet werden. Die LEDs sind an die PWM-fähigen digitalen Pins 9 und 10 des Arduino angeschlossen.

Wenn der Joystick bewegt wird, ändern sich die Spannungen an den Achsen. Der Code liest diese Werte und steuert die LEDs entsprechend. Zum Beispiel wird die Helligkeit der ersten LED durch die X-Achse des Joysticks und die der zweiten LED durch die Y-Achse gesteuert. Dies ermöglicht eine einfache Steuerung der Helligkeit zweier LEDs durch den Joystick.

Ein Ultraschall-Distanzsensor misst Entfernungen, indem er Ultraschallwellen aussendet und die Zeit misst, die diese benötigen, um von einem Objekt zurückreflektiert zu werden. Er kann zum Beispiel verwendet werden, um die Helligkeit einer LED basierend auf der gemessenen Distanz zu steuern.

Beispiel-Verkabelung:

• VCC (Ultraschall-Distanzsensor) → 5V (Arduino)

• GND (Ultraschall-Distanzsensor) → GND (Arduino)

• Trig (Trigger-Pin des Sensors) → Digitaler Pin 9 (Arduino)

• Echo (Echo-Pin des Sensors) → Digitaler Pin 10 (Arduino)

Zusätzlich für das Beispiel:

• Anode (langes Beinchen) der LED → Digitaler Pin 11 (Arduino) (PWM-Pin)

• Kathode (kurzes Beinchen) der LED → GND (Arduino)

Arduino-Code zur Steuerung einer LED basierend auf der gemessenen Distanz:

long duration;

int distance;

void setup() {

 pinMode(9, OUTPUT);   // Setze den Pin 9 als Ausgang für den Trig-Pin

 pinMode(10, INPUT);   // Setze den Pin 10 als Eingang für den Echo-Pin

 pinMode(11, OUTPUT);  // Setze den Pin 11 als Ausgang für die LED

}

void loop() {

 // Ultraschall-Impuls senden

 digitalWrite(9, LOW);

 delayMicroseconds(2);

 digitalWrite(9, HIGH);

 delayMicroseconds(10);

 digitalWrite(9, LOW);

 // Echo-Impuls empfangen

 duration = pulseIn(10, HIGH); // Misst die Zeitspanne, in der der Echo-Pin HIGH ist, also die Zeit, die der Ultraschallimpuls benötigt, um zurückzukehren

 // Entfernung berechnen

 distance = duration * 0.034 / 2; // Umrechnung von Zeit in Entfernung

 // Konvertiere die gemessene Entfernung (0-400 cm) in PWM-Werte (0-255)

 int brightness = map(distance, 0, 400, 255, 0); // Je näher, desto heller

 // Helligkeit der LED entsprechend der Entfernung steuern

 analogWrite(11, brightness);

 delay(100); // Kurze Pause zwischen den Messungen

}

Erklärung:

Der Ultraschall-Distanzsensor sendet einen Ultraschallimpuls über den Trig-Pin und misst die Zeit, die der Impuls benötigt, um nach dem Reflektieren von einem Objekt zum Echo-Pin zurückzukehren. Diese Zeit wird in eine Entfernung umgerechnet.

• pulseIn(10, HIGH): Diese Funktion misst die Zeitspanne (in Mikrosekunden), während der Echo-Pin (Pin 10) HIGH ist. Das bedeutet, dass pulseIn() die Zeit misst, die der Ultraschallimpuls benötigt, um vom Sensor ausgesendet zu werden, von einem Objekt reflektiert zu werden und schließlich wieder vom Sensor empfangen zu werden.

In diesem Beispiel wird die LED heller, je näher ein Objekt am Sensor ist. Die pulseIn()-Funktion spielt hierbei eine zentrale Rolle, da sie die Zeit für die Rückkehr des Ultraschallsignals misst und daraus die Entfernung berechnet.