User manual

Heute im Adventskalender

1 Schaltdraht
Der Schaltdraht wird für verschiedene Experimente benötigt, um Brücken
zwischen verschiedenen Kontaktreihen auf dem Steckbrett herzustellen.
Schneiden Sie den Draht mit einem kleinen Seitenschneider je nach Experi-
ment auf die passenden Längen ab. Um die Drähte besser in die Steckplatine
stecken zu können, empfiehlt es sich, sie leicht schräg abzuschneiden, sodass
eine Art Keil entsteht. Entfernen Sie an beiden Enden auf einer Länge von
etwa einem halben Zentimeter die Isolierung.
LEDs dimmen
LEDs können zwei verschiedene Zustände annehmen, ein und aus. Das Glei-
che gilt für die als digitale Ausgänge definierten GPIO-Ports. Demnach wäre
es theoretisch nicht möglich, eine LED zu dimmen.
Mit einem Trick erreicht man es dennoch, die Helligkeit einer LED an einem
digitalen GPIO-Port zu regeln. Lässt man eine LED schnell genug blinken,
nimmt das menschliche Auge dies nicht mehr als Blinken wahr. Die als Puls-
weitenmodulation (PWM) bezeichnete Technik erzeugt ein pulsierendes Si-
gnal, das sich in sehr kurzen Abständen ein- und ausschaltet. Die Spannung
des Signals bleibt immer gleich, nur das Verhältnis zwischen Level False
(0 V) und Level True (+3,3 V) wird verändert. Das Tastverhältnis gibt das
Verhältnis der Länge des eingeschalteten Zustands zur Gesamtdauer eines
Schaltzyklus an. Je kleiner das Tastverhältnis, desto kürzer ist die Leuchtzeit
der LED innerhalb eines Schaltzyklus. Dadurch wirkt die LED dunkler als eine
permanent eingeschaltete LED.
Links: Tastverhältnis 50 % – rechts: Tastverhältnis 20 %.
Bauteile

1 Steckbrett

1 LED rot mit eingebautem Vorwiderstand

1 LED gelb mit eingebautem Vorwiderstand

1 Drahtbrücke

2 GPIO-Verbindungskabel
Zwei LEDs, an einem GPIO-Pin angeschlossen.
Die Drahtbrücke wird dazu verwendet, zwei Kontaktreihen des Steckbretts
zu verbinden, um so zwei LEDs an einem GPIO-Pin des Raspberry Pi anzu-
schließen. Das ist möglich, um beide LEDs genau gleich zu schalten. Schlie-
ßen Sie nicht zu viele LEDs auf diese Weise an einem GPIO-Pin an, dieser
kann überlastet werden. Zwei oder drei LEDs funktionieren aber problemlos.
Achtung
Verwenden Sie nie die +5-V-Pins des Raspberry Pi für Logiksignale in Schal-
tungen. 5 V würden die GPIO-Eingänge überlasten und den Raspberry Pi
beschädigen.
Das Programm
Das Programm 07mc_pwm01.py zeigt, wie PWM-Signale mit Python
ausgegeben werden. Neben der Zahl 7 in der Minecraft
TM
-Welt sind zwei
stilisierte Pfeile in den Boden eingelassen. Der Pfeil nach oben lässt beim
Daraufschlagen mit dem Schwert die LED schrittweise heller leuchten, der
andere lässt sie jedes Mal einen Schritt dunkler leuchten.
#!/usr/bin/python
import mcpi.minecraft as minecraft
import mcpi.block as block
import RPi.GPIO as GPIO
import time
mc = minecraft.Minecraft.create()
LED = 23
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(LED, GPIO.OUT, initial=False)
pwm = 0
l = GPIO.PWM(LED, 50)
l.start(pwm)
try:
while True:
for hit in mc.events.pollBlockHits():
bl = mc.getBlockWithData(hit.pos.x, hit.

pos.y, hit.pos.z)
if bl.id == block.GOLD_ORE.id and pwm<100:
pwm += 10
if bl.id == block.IRON_ORE.id and pwm>0:
pwm -= 10
l.ChangeDutyCycle(pwm)
time.sleep(0.1)
except KeyboardInterrupt:
l.stop()
GPIO.cleanup()
So funktioniert das Programm
LED = 23
Sobald die bereits bekannten Bibliotheken importiert sind und die Verbin-
dung zu Minecraft
TM
hergestellt ist, wird der für die LED verwendete GPIO-
Pin in der Variablen LED gespeichert.
GPIO.setup(LED, GPIO.OUT, initial=False)