\section{Die blinkende LED} \begin{frame} \frametitle{Aufgabe 1: Die blinkende LED} \begin{center} \includegraphics[width=\textwidth,height=0.8\textheight,keepaspectratio] {bilder/fotos/IMG_0676.JPG} %bild von arduino mit leuchtender led \end{center} \end{frame} \begin{frame} \frametitle{Aufgabe 1: Die blinkende LED} \begin{block}{} \centering Livedemo \end{block} %blink code livecoden %void setup(){ % pinMode(13, OUTPUT); %} %void loop(){ % digitalWrite(13, HIGH); % delay(1000); % digitalWrite(13,LOW); % delay(1000); %} \end{frame} \begin{frame} \frametitle{Aufgabe 1: Die blinkende LED} \begin{tabular}{rp{0.6\textwidth}} \cfunc{setup()} & wird einmal beim Start ausgeführt \\ \cfunc{loop()} & wird kontinuierlich aufgerufen \\ \cfunc{pinMode(PIN,wert)} & legt einen Pin als Ein- oder Ausgang fest \\ \cfunc{digitalWrite(PIN,wert)} & schreibt digitalen Wert (HIGH oder LOW) auf den Ausgang \\ \cfunc{delay(x)} & Pausiert das Ausführen für x Millisekunden \\ \end{tabular} \end{frame} \section{Das Breadboard-Shield} \begin{frame} \frametitle{Das Shield} \begin{center} \includegraphics[width=\textwidth,height=0.8\textheight,keepaspectratio] {bilder/fotos/IMG_0687.JPG} %bild vom schild \end{center} \end{frame} \begin{frame} \frametitle{Das Shield -- Mini-Breadboard} \begin{center} \includegraphics[width=\textwidth,height=0.8\textheight,keepaspectratio] {bilder/a2_breadboard.png} %grafik schematisch von brotbrett \end{center} \end{frame} \begin{frame} \frametitle{Grundlagen -- Wichtige Grundbegriffe} \begin{itemize} \item \emph{Strom} (Ampère) bezeichnet die Bewegung von geladenen Teilchen \item \emph{Spannung} (Volt) ist ein Ladungsunterschied zwischen zwei Orten \item bewegliche Ladungen wollen Ladungsunterschiede immer ausgleichen $\rightarrow$ Strom fließt \item Technische Stromrichtung: Strom fließt von Plus nach Minus\footnote{\footnotesize{physikalisch ist es eigentlich genau anders herum}} \item der \emph{Widerstand} (Ohm, $\Omega$) begrenzt den Stromfluss \end{itemize} \end{frame} \begin{frame} \frametitle{Das Shield -- Polung der LED} \begin{columns} \column[t]{.70\textwidth} \begin{itemize} \item LEDs haben eine Polung \item der positive Pol heißt \textcolor{red}{\emph{Anode}} \item der negative Pol heißt \textcolor{blue}{\emph{Kathode}} \item die Kathode erkennt man an der kurzen Leitung oder an der abgeflachten Stelle am Rand \item \alert{Merkhilfe: \emph{K}athode/\emph{K}ante/\emph{k}urz} \end{itemize} \column[t]{.30\textwidth} \begin{center} \includegraphics[width=\textwidth,height=0.4\textheight,keepaspectratio] {bilder/led_polung.pdf} %grafik schematisch von brotbrett \end{center} \end{columns} \end{frame} \begin{frame} \frametitle{Grundlagen -- LED anschließen} \begin{itemize} \item die LED wird zwischen einem Pin des Controllers und der Masse (die Rückleitung, auch \emph{GND}) angeschlossen \item die Spannung zwischen Mikrocontroller und der Masse beträgt 5V \item \alert{Problem: 5V sind zu viel für eine LED} \item Lösung: wir brauchen einen Vorwiderstand \end{itemize} \end{frame} \begin{frame} \frametitle{Das Shield -- Verkabelung} \begin{center} \includegraphics[width=\textwidth,height=0.8\textheight,keepaspectratio] {bilder/a2_breadboard_led_unknownresistor.png} %grafik schematisch von brotbrett \end{center} \end{frame} \begin{frame} \frametitle{Grundlagen -- Aufteilung der Spannung an den Widerständen} \begin{itemize} \item bei mehreren Widerständen in einem Strang teilt sich die angelegte Spannung im Verhältnis der Widerstände auf die Verbraucher auf \begin{center} \includegraphics[width=0.5\linewidth,height=\textheight,keepaspectratio]{bilder/widerstaende.pdf} \end{center} \item kennen wir bestimmte Werte der LED, können wir den Vorwiderstand ausrechnen \end{itemize} \end{frame} \renewcommand{\arraystretch}{1.5} \begin{frame} \frametitle{Grundlagen -- Ohmsches Gesetz} % \begin{itemize} % \item bei den LEDs sind folgende Angaben wichtig % \begin{itemize} % \item Flussspannung oder Forward Voltage $U_F$, meistens um die 2V % \item Diffusionsstrom oder Forward Current $I_F$, meist um die 20mA, bei uns 14mA $\widehat{=}$ 0,014A % \end{itemize} % \item bei der Berechnung hilft uns: % \end{itemize} \begin{block}{Ohmsches Gesetz} \begin{columns}[T] \column{.50\textwidth} {\Large\begin{tabular}{lc} Spannung U: & $U = R \cdot I$ \\ Strom I: & $I = \frac{U}{R}$ \\ Widerstand R: & $R = \frac{U}{I}$ \\ \end{tabular}} \column{.50\textwidth} \begin{center} \includegraphics[width=0.4\linewidth,height=\textheight,keepaspectratio]{bilder/ohm_dreieck.pdf} \end{center} \end{columns} \end{block} \end{frame} \begin{frame} \frametitle{Grundlagen -- Vorwiderstand berechnen} \begin{itemize} \item \LARGE{$R_{Vorwiderstand} = \frac{U_{Betrieb} - U_{F}}{I_F}$} \item \LARGE setzen wir unsere Werte ein: \item \LARGE{$R_{Vorwiderstand} = \frac{5V - 2V}{0,014A}$} \item \LARGE{$R_{Vorwiderstand} = 214,29\Omega \approx \underline{\underline{220\Omega}}$} \end{itemize} \begin{center} \includegraphics[width=0.3\linewidth,height=\textheight,keepaspectratio]{bilder/vorwiderstand.pdf} \end{center} \textbf{Tipp:} Online "LED Vorwiderstandsrechner" \end{frame} \begin{frame} \frametitle[fragile]{Grundlagen -- Widerstand Farbcode} \begin{columns}[T] \column{.90\textwidth} \scriptsize{\begin{tabular}{|l|c|c|c|c|c|r|} \hline \textbf{Farbe} & & \textbf{1. Ring} & \textbf{2. Ring} & \textbf{3. Ring} & \textbf{Multiplizierer} & \textbf {Toleranz} \\ \hline scharz & \cellcolor{black} & 0 & 0 & 0 & 1$\Omega$ & \\ \hline braun & \cellcolor{brown} & 1 & 1 & 1 & 10$\Omega$ & $\pm$1\% \\ \hline rot & \cellcolor{red} & 2 & 2 & 2 & 100$\Omega$ & $\pm$2\% \\ \hline orange & \cellcolor{orange} & 3 & 3 & 3 & 1K$\Omega$ & \\ \hline gelb & \cellcolor{yellow} & 4 & 4 & 4 & 10K$\Omega$ & \\ \hline grün & \cellcolor{green} & 5 & 5 & 5 & 100K$\Omega$ & $\pm$0,5\% \\ \hline blau & \cellcolor{blue} & 6 & 6 & 6 & 1M$\Omega$ & $\pm$0,25\% \\ \hline violett & \cellcolor{violet} & 7 & 7 & 7 & 10M$\Omega$ & $\pm$0,10\% \\ \hline grau & \cellcolor{gray} & 8 & 8 & 8 & & $\pm$0,05\% \\ \hline weiß & \cellcolor{white} & 9 & 9 & 9 & & \\ \hline gold & \cellcolor{gold} & & & & 0,1$\Omega$ & $\pm$5\% \\ \hline silber & \cellcolor{silver} & & & & 0,01$\Omega$ & $\pm$10\% \\ \hline \end{tabular}} \column{.10\textwidth} \begin{center} \includegraphics{bilder/resistor_220.pdf} \\ 220$\Omega$ \end{center} \end{columns} \end{frame} \begin{frame} \frametitle{Aufgabe 2: Das Shield, Verkabelung} \begin{columns} \column{.7\linewidth} \begin{center} \includegraphics[width=\textwidth,height=0.8\textheight,keepaspectratio] {bilder/a2_breadboard_led.png} %grafik schematisch von brotbrett \end{center} \column{.3\linewidth} \begin{center} \includegraphics[width=\textwidth,height=0.8\textheight,keepaspectratio] {bilder/a2_breadboard.png} %grafik schematisch von brotbrett \end{center} \end{columns} \end{frame} \begin{frame} \frametitle{Aufgabe 2: Das Shield, Verkabelung} \begin{center} \includegraphics[width=\textwidth,height=0.8\textheight,keepaspectratio] {bilder/fotos/IMG_0750.jpg} %foto \end{center} \end{frame} \begin{frame} \frametitle{Aufgabe 2: Das Shield, LED Ansteuern} \begin{block}{Aufgabe} \begin{itemize} \item Passe den Code an, sodass die neue LED blinkt \end{itemize} \end{block} \end{frame} % vim: ts=4:sts=4:sw=4:et