Dein nächstes Bastelprojekt: Den Microbit als Schalter für eine andere Schaltung verwenden

Du suchst nach einem spannenden und lehrreichen Bastelprojekt, das über das bloße Blinken von LEDs hinausgeht? Wie wäre es, wenn du deinen Micro:bit in einen intelligenten Schalter verwandelst, der eine andere Schaltung steuern kann? In diesem Artikel zeigen wir dir Schritt für Schritt, wie du das machst, welche Komponenten du benötigst und welche kreativen Möglichkeiten sich dir dadurch eröffnen. Egal, ob du Anfänger oder fortgeschrittener Bastler bist, dieses Projekt bietet dir die Chance, deine elektronischen Fähigkeiten zu erweitern und die Welt der Mikrocontroller besser zu verstehen.

Was ist der Micro:bit und warum ist er ideal für dieses Projekt?

Der Micro:bit ist ein kleiner, programmierbarer Computer, der speziell für den Einsatz im Bildungsbereich entwickelt wurde. Er verfügt über eine Vielzahl von integrierten Sensoren und Aktoren, wie z.B. ein 5×5 LED-Matrixdisplay, zwei programmierbare Tasten, einen Beschleunigungssensor und einen Kompass. Das Besondere am Micro:bit ist seine einfache Programmierbarkeit über eine grafische Oberfläche (MakeCode) oder textbasierte Sprachen wie Python. Das macht ihn zu einem idealen Werkzeug für Anfänger, um in die Welt der Elektronik und des Programmierens einzusteigen.

Für unser Projekt, den Micro:bit als Schalter zu verwenden, ist er aus mehreren Gründen ideal:

• Einfache Ansteuerung: Die digitalen Pins des Micro:bit lassen sich leicht als Ein- oder Ausgänge konfigurieren, um externe Schaltungen zu steuern.
• Programmierbarkeit: Die Flexibilität der Programmierung ermöglicht es, komplexe Schaltlogiken zu implementieren, z.B. das Schalten basierend auf Sensorwerten oder Benutzereingaben.
• Integration: Der Micro:bit kann leicht in bestehende elektronische Projekte integriert werden.
• Kompaktheit: Seine geringe Größe ermöglicht den Einsatz in platzkritischen Anwendungen.

Benötigte Materialien

Bevor wir loslegen, benötigen wir die folgenden Materialien:

• Ein Micro:bit
• Ein Micro-USB-Kabel (zum Programmieren des Micro:bit)
• Eine Breadboard (Steckbrett) – für einfaches Aufbauen der Schaltungen
• Jumper-Kabel (Steckbrücken) – zum Verbinden der Komponenten
• Einen Transistor (z.B. ein NPN-Transistor wie der 2N3904 oder BC547). Der Transistor dient als elektronischer Schalter.
• Einen Widerstand (z.B. 1kΩ) – als Basiswiderstand für den Transistor.
• Eine LED (Leuchtdiode) – als Last, die wir schalten wollen.
• Einen Widerstand für die LED (z.B. 220Ω oder 330Ω) – um den Strom durch die LED zu begrenzen.
• Eine Batterie (oder ein anderes Netzteil) – zur Versorgung der zu schaltenden Schaltung (die LED). Die Spannung sollte auf die LED und den Transistor abgestimmt sein.

Schritt-für-Schritt-Anleitung: Micro:bit als Schalter

Hier ist eine detaillierte Anleitung, wie du deinen Micro:bit als Schalter verwendest:

Schritt 1: Die Schaltung auf dem Breadboard aufbauen

Zuerst bauen wir die Schaltung auf dem Breadboard auf. Folge diesem Schaltplan:

1. Platziere den Transistor auf dem Breadboard. Die Beinchen des Transistors (Emitter, Basis, Kollektor) müssen unterschiedliche Reihen des Breadboards berühren.
2. Verbinde einen 1kΩ Widerstand zwischen einem Digitalpin des Micro:bit (z.B. Pin 0) und der Basis des Transistors. Dieser Widerstand dient als Basiswiderstand und begrenzt den Strom, der in die Basis des Transistors fließt.
3. Verbinde den Emitter des Transistors mit der Masse (GND) des Micro:bit.
4. Platziere die LED auf dem Breadboard. Achte auf die Polarität: Die längere Beinchen der LED (Anode, +) muss mit dem Kollektor des Transistors verbunden sein, entweder direkt oder über ein Jumper-Kabel.
5. Verbinde die kürzere Beinchen der LED (Kathode, -) über einen 220Ω (oder 330Ω) Widerstand mit dem Minuspol (GND) einer externen Batterie (oder eines anderen Netzteils).
6. Verbinde den Pluspol der Batterie mit der Stromversorgung der LED (über den Kollektor des Transistors).

Wichtig: Überprüfe deine Verbindungen sorgfältig, bevor du den Micro:bit anschließt. Falsche Verbindungen können Bauteile beschädigen!

Schritt 2: Den Micro:bit programmieren

Nun programmieren wir den Micro:bit, um den Transistor zu steuern. Wir verwenden die MakeCode-Oberfläche (makecode.microbit.org) für eine einfache Programmierung.

1. Öffne die MakeCode-Umgebung und starte ein neues Projekt.
2. Wir erstellen ein einfaches Programm, das beim Drücken der Taste A den Digitalpin 0 auf „HIGH” setzt (um den Transistor einzuschalten) und beim Drücken der Taste B auf „LOW” setzt (um den Transistor auszuschalten).
3. Ziehe einen „bei Knopf A gedrückt”-Block in den Arbeitsbereich.
4. Füge in diesen Block einen „Digitalpin schreibe Pin 0 auf HIGH”-Block ein.
5. Ziehe einen „bei Knopf B gedrückt”-Block in den Arbeitsbereich.
6. Füge in diesen Block einen „Digitalpin schreibe Pin 0 auf LOW”-Block ein.

Der Code könnte wie folgt aussehen (vereinfachte Darstellung):

bei Knopf A gedrückt
  Digitalpin schreibe Pin 0 auf HIGH

bei Knopf B gedrückt
  Digitalpin schreibe Pin 0 auf LOW

Dieses einfache Programm ermöglicht es dir, die LED über die Tasten A und B des Micro:bit ein- und auszuschalten.

Schritt 3: Das Programm auf den Micro:bit laden

Verbinde den Micro:bit über das Micro-USB-Kabel mit deinem Computer. Lade das erstellte Programm herunter (als .hex-Datei) und kopiere es auf den Micro:bit (der als Wechseldatenträger angezeigt wird). Der Micro:bit wird das Programm automatisch ausführen.

Schritt 4: Testen der Schaltung

Jetzt ist es Zeit, die Schaltung zu testen. Drücke die Taste A auf dem Micro:bit. Die LED sollte aufleuchten. Drücke die Taste B, und die LED sollte erlöschen. Wenn das funktioniert, hast du deinen Micro:bit erfolgreich als Schalter für eine andere Schaltung eingesetzt!

Erweiterungsmöglichkeiten und kreative Anwendungen

Sobald du die Grundlagen verstanden hast, kannst du das Projekt erweitern und kreative Anwendungen realisieren:

• Steuerung über Sensoren: Verwende die integrierten Sensoren des Micro:bit (z.B. den Beschleunigungssensor oder den Lichtsensor), um die Schaltung automatisch zu steuern. Du könntest z.B. die LED einschalten, wenn der Micro:bit bewegt wird, oder wenn es dunkel wird.
• Steuerung über Funk: Verwende die Funkfunktion des Micro:bit, um die Schaltung drahtlos zu steuern. Du könntest z.B. einen zweiten Micro:bit als Fernbedienung verwenden.
• Steuerung komplexer Lasten: Mit einem Relais anstelle eines Transistors kannst du auch Geräte mit höherer Spannung und Stromstärke schalten, wie z.B. Lampen oder Motoren. Achtung: Arbeite niemals mit gefährlichen Spannungen, wenn du dich nicht damit auskennst.
• Integration in Smart-Home-Projekte: Verwende den Micro:bit als Teil eines Smart-Home-Systems, um z.B. Beleuchtung oder andere Geräte zu steuern.
• Automatisierungsprojekte: Steuere Pumpen, Ventile oder andere Aktoren in automatisierten Systemen.

Wichtige Hinweise und Sicherheitshinweise

Beim Umgang mit Elektronik ist es wichtig, einige Hinweise und Sicherheitshinweise zu beachten:

• Verpolung vermeiden: Achte immer auf die korrekte Polarität der Bauteile (insbesondere bei LEDs und Batterien).
• Spannung und Strom begrenzen: Überschreite niemals die maximal zulässige Spannung und Stromstärke der Bauteile.
• Sicherheit geht vor: Arbeite niemals mit gefährlichen Spannungen, wenn du dich nicht damit auskennst.
• Kurzschlüsse vermeiden: Achte darauf, dass keine Kurzschlüsse entstehen.
• Dokumentation lesen: Informiere dich über die technischen Daten der verwendeten Bauteile.

Fazit

Das Projekt, den Micro:bit als Schalter zu verwenden, ist eine hervorragende Möglichkeit, um deine elektronischen Fähigkeiten zu erweitern und die Welt der Mikrocontroller besser zu verstehen. Mit wenigen Komponenten und etwas Programmierung kannst du eine Vielzahl von kreativen Anwendungen realisieren. Egal, ob du Anfänger oder fortgeschrittener Bastler bist, dieses Projekt bietet dir die Chance, etwas Neues zu lernen und deine eigenen Projekte zu entwickeln. Also, worauf wartest du noch? Schnapp dir deinen Micro:bit und leg los!