| Tabelle 2: Konstanten und ihre Werte | ||
| Konstante | Wert | Erklärung |
|---|---|---|
| INPUT | 0 | Konstante für den Befehl pinMode (programmiert Pin als Eingang) |
| OUTPUT | 1 | Konstante für den Befehl pinMode (programmiert Pin als Ausgang) |
| LOW | 0 | Konstante für den Befehl digitalWrite (setzt Pin auf LOW-Level) |
| HIGH | 1 | Konstante für den Befehl digitalWrite (setzt Pin auf HIGH-Level) |
Der Befehl delay im Sketch ist für die Zeitverzögerung zuständig. Er unterbricht die Sketch-Ausführung für einen entsprechenden Zeitraum, wobei der übergebene Wert diese Zeitdauer in Millisekunden (ms) angibt.
Der Wert 1000 besagt, dass genau 1000ms, also eine Sekunde, gewartet wird, bis es schließlich weitergeht.
Die einzelnen Arbeitsschritte der Endlosschleife, die durch den void loop-Befehl ausgelöst wurde, sind:
1 LED an Pin 13 anschalten,
2 Warte 1 Sekunde,
3 LED an Pin 13 ausschalten,
4 Warte 1 Sekunde,
5 Geh wieder zu Punkt 1.
Der zeitliche Verlauf visualisiert
Es ist zwar schwierig zu erkennen, doch beim genaueren Hinschauen können wir sehen, dass die Onboard-LED zur selben Zeit leuchtet wie die extern angeschlossene LED. Die LEDs sollten direkt nach der erfolgreichen Übertragung zum Board zu blinken beginnen. Ein Oszillogramm zeigt den zeitlichen Verlauf des Impulses am digitalen Ausgang etwas genauer an, wobei ich den Pegel direkt am Ausgang ohne den Widerstand aufgenommen habe. Er wechselt kontinuierlich zwischen 0V und 5V, was hier mit L (LOW) und H (HIGH) gekennzeichnet ist.
Abb. 4: Der Verlauf des Pegels am digitalen Ausgang Pin 13
Achtung!
Im Internet kursieren Schaltskizzen, bei denen eine Leuchtdiode direkt zwischen Masse und Pin 13 gesteckt wurde. Da die beiden Steckbuchsen auf der Seite der digitalen Pins direkt nebeneinander liegen, könnte man dort sehr einfach eine LED einstecken. Ich warne ausdrücklich vor dieser Variante, da die LED ohne Widerstand betrieben wird. Dabei mache ich mir weniger Sorgen um die LED als um den Mikrocontroller. Ich habe einmal die Stärke des Stromes gemessen: Er beträgt ganze 60mA. Dieser Wert liegt 50% über dem Maximum des erlaubten Stromflusses und ist damit definitiv zu hoch. Der maximal zulässige Strom für einen einzelnen digitalen Pin des Mikrocontrollers beträgt 40mA.
Troubleshooting
Fehler schleichen sich schnell ein, auch wenn du glaubst, dich genau an meine Texte und Abbildungen zu halten. Aus eigener Erfahrung weiß ich, dass die Suche nach Fehlern in einem Programm oder einer Schaltung oft das Zeitaufwendigste überhaupt ist. Deshalb gebe ich dir auch immer in jedem Bastelprojekt Hinweise auf mögliche Fehlerquellen. Sollte dein Bastelprojekt also zunächst nicht das tun, was du von ihm erwartest, dann geh die Punkte durch, die ich an dieser Stelle immer aufliste.
Falls die LED nicht leuchtet, kann es mehrere Gründe dafür geben.
Eine mögliche Verpolung?
Erinnere dich noch einmal an die beiden unterschiedlichen Anschlüsse einer LED mit der Anode und Kathode.
Defekte LED?
Die LED ist vielleicht defekt und durch Überspannung aus vergangenen Bastelprojekten durchgebrannt. Teste sie mit einem Widerstand an einer 5V-Spannungsquelle.
Verkabelung fehlerhaft?
Kontrolliere noch einmal die Steckleistenbuchsen, die mit der LED und dem Widerstand verbunden sind. Sind es wirklich GND und Pin 13?
Sketch fehlerhaft?
Überprüfe noch einmal den Sketch, den du in den Editor der IDE eingegeben hast. Hast du möglicherweise eine Zeile vergessen oder falsch geschrieben und ist der Sketch wirklich korrekt übertragen worden? Hast du die geschweiften Klammerpaare zu Beginn und Ende der setup- und loop-Funktion gesetzt? Hast du auch immer das Semikolon am Ende einer Befehlszeile gesetzt? Das ist übrigens der häufigste Einsteigerfehler.
Wenn die auf dem Board befindliche LED blinkt, sollte die eingesteckte LED ebenfalls blinken, da dann der Sketch korrekt arbeitet.
Grundlagen zur Berechnung des Widerstandes
Ich habe in unserem Blink-Bastelprojekt einfach einen Widerstand von 220Ω verwendet, der für solche Schaltungen vollkommen ausreichend ist. Dennoch kommt sicherlich die Frage auf, warum das so ist und was dabei beachtet werden sollte. Die folgende Schaltung zeigt uns eine Leuchtdiode mit einem Widerstand, die an eine Spannungsquelle angeschlossen wurde.
Abb. 5: Eine LED mit Widerstand
Zusätzlich habe ich noch ein paar Pfeile für Spannungswerte sowie den Gesamtstrom eingezeichnet. Um den Wert eines Widerstandes zu ermitteln, greifen wir auf das sogenannte Ohmsche Gesetz zurück. Das Ohmsche Gesetz beschreibt die Zusammenhänge zwischen Spannung, Strom und dem Widerstand. Legen wir an einem Bauteil eine Spannung U an, dann verändert sich der hindurchfließende Strom I proportional zur Spannung. Der Quotient zwischen den beiden Größen, also Spannung und Strom, ist konstant und definiert den elektrischen Widerstand R. Wir können folgende Formel aufschreiben:
Bringe ich die Formelbuchstaben jetzt in die richtige Reihenfolge, so ergibt sich zum Bestimmen des elektrischen Widerstandes die folgende kurze Formel:
Doch ein wichtiger Aspekt scheint noch nicht angesprochen zu sein. Was ist überhaupt ein Widerstand? Die Elektronen, die sich durch einen Leiter bewegen, haben es mehr oder weniger leicht, ihn zu durchqueren und müssen sich gegen einen bestimmten vorherrschenden Widerstand zur Wehr setzen. Es gibt unterschiedliche Kategorien, die Aufschluss über die Leitfähigkeit eines Stoffes geben.
Isolatoren (sehr hoher Widerstand, zum Beispiel Keramik)
Schlechte Leiter (hoher Widerstand, zum Beispiel Glas)
Gute Leiter (geringer Widerstand, zum Beispiel Kupfer)
Sehr