Willkommen zu dieser umfassenden Anleitung, in der wir uns mit der Programmierung eines Ein-/Ausschaltknopfes auf Ihrem Micro:bit beschäftigen. Egal, ob Sie ein Anfänger in der Welt der Mikrocontroller oder ein erfahrener Bastler sind, dieser Artikel führt Sie Schritt für Schritt durch den Prozess, so dass Sie am Ende ein funktionierendes Ein-/Ausschalt-System haben.
Was ist ein Micro:bit und warum einen Ein-/Ausschalter programmieren?
Das Micro:bit ist ein kleiner, programmierbarer Computer, der von der BBC entwickelt wurde, um Kindern und Anfängern das Programmieren auf spielerische und zugängliche Weise näherzubringen. Es verfügt über eine Vielzahl von integrierten Funktionen, wie z. B. eine 5×5-LED-Matrix, zwei Tasten, einen Beschleunigungsmesser, einen Kompass und Bluetooth-Funktionalität. Diese Funktionen machen es zu einem idealen Werkzeug für eine Vielzahl von Projekten, von einfachen Blinklichtern bis hin zu komplexen Roboteranwendungen.
Einen Ein-/Ausschalter zu programmieren, ist eine grundlegende Fähigkeit, die in vielen Projekten nützlich ist. Anstatt die Batterie immer wieder herausnehmen oder den Micro:bit abstecken zu müssen, können Sie einfach einen Knopf drücken, um das Gerät ein- oder auszuschalten. Dies ist besonders praktisch für Projekte, die über längere Zeiträume laufen oder schwer zugänglich sind.
Die Grundlagen: Software und Hardware
Bevor wir mit dem Programmieren beginnen, stellen Sie sicher, dass Sie die benötigten Materialien haben:
* Micro:bit Board: Das Herzstück unseres Projekts.
* Micro-USB-Kabel: Zum Anschließen des Micro:bit an Ihren Computer.
* Computer mit Internetzugang: Zum Zugriff auf den Micro:bit-Editor.
* Optional: Ein externes Batteriefach und ein Schiebeschalter oder Druckknopf. (Wenn Sie den integrierten Tasten nicht verwenden wollen)
Wir werden den MakeCode-Editor verwenden, eine webbasierte Programmierumgebung, die von Microsoft für das Micro:bit entwickelt wurde. Er ist kostenlos, einfach zu bedienen und bietet sowohl eine visuelle Blockprogrammierung als auch JavaScript-Programmierung.
Um auf den MakeCode-Editor zuzugreifen, öffnen Sie Ihren Webbrowser und gehen Sie zu makecode.microbit.org.
Ansatz 1: Der einfache Weg – mit den eingebauten Buttons
Diese Methode verwendet die auf dem Micro:bit vorhandenen Tasten A und B, um das Verhalten zu steuern. Wir werden Taste A als „Ein”-Schalter und Taste B als „Aus”-Schalter verwenden.
- Öffnen Sie den MakeCode-Editor.
- Erstellen Sie ein neues Projekt und nennen Sie es „EinAusschalter”.
- Entfernen Sie die Blöcke „beim Start” und „wiederhole fortlaufend”.
- Fügen Sie einen „bei Knopf A gedrückt”-Block aus der Kategorie „Eingabe” hinzu.
- Fügen Sie im „bei Knopf A gedrückt”-Block einen „zeige Zeichenfolge”-Block aus der Kategorie „Grundlegend” hinzu und geben Sie „AN” ein. Oder etwas anderes, das anzeigt, dass das Gerät eingeschaltet ist.
- Fügen Sie einen „bei Knopf B gedrückt”-Block aus der Kategorie „Eingabe” hinzu.
- Fügen Sie im „bei Knopf B gedrückt”-Block einen „zeige Zeichenfolge”-Block aus der Kategorie „Grundlegend” hinzu und geben Sie „AUS” ein. Oder etwas anderes, das anzeigt, dass das Gerät ausgeschaltet ist. Alternativ können Sie auch „lösche Bildschirm” verwenden, um den Bildschirm leer zu machen.
Dieser Code ist zwar einfach, aber er dient als Grundlage. Er zeigt an, dass der „Ein”-Knopf gedrückt wurde, indem „AN” auf dem Bildschirm angezeigt wird, und dass der „Aus”-Knopf gedrückt wurde, indem „AUS” angezeigt wird. Nun wollen wir das Ganze etwas nützlicher gestalten.
Verbesserung: Ein-/Ausschalten eines virtuellen „Geräts”
Anstatt nur Text anzuzeigen, wollen wir ein virtuelles „Gerät” ein- und ausschalten. Wir verwenden eine Variable, um den Zustand des Geräts zu speichern, und die Tasten A und B, um diese Variable zu steuern. So geht’s:
- Erstellen Sie eine neue Variable namens „geraetAn” aus der Kategorie „Variablen”.
- Setzen Sie im „beim Start”-Block die Variable „geraetAn” auf „false” (logisch).
- Ändern Sie den „bei Knopf A gedrückt”-Block:
- Setzen Sie die Variable „geraetAn” auf „true” (logisch).
- Zeigen Sie ein Symbol an, z.B. ein Häkchen, um anzuzeigen, dass das Gerät eingeschaltet ist (mit einem „zeige Icon”-Block aus der Kategorie „Grundlegend”).
- Ändern Sie den „bei Knopf B gedrückt”-Block:
- Setzen Sie die Variable „geraetAn” auf „false” (logisch).
- Löschen Sie den Bildschirm, um anzuzeigen, dass das Gerät ausgeschaltet ist (mit einem „lösche Bildschirm”-Block aus der Kategorie „Grundlegend”).
- Fügen Sie einen „wiederhole fortlaufend”-Block hinzu.
- Fügen Sie im „wiederhole fortlaufend”-Block eine „wenn…dann”-Bedingung aus der Kategorie „Logik” hinzu.
- Setzen Sie die Bedingung auf „geraetAn = true”. Ziehen Sie dazu einen Vergleichsblock aus der Kategorie „Logik” und vergleichen Sie die Variable „geraetAn” mit dem Wert „true”.
- Im „dann”-Zweig des „wenn…dann”-Blocks können Sie nun Code hinzufügen, der ausgeführt wird, wenn das Gerät eingeschaltet ist. Beispielsweise können Sie ein Herz auf dem Bildschirm anzeigen lassen.
- Optional: Fügen Sie einen „sonst”-Zweig hinzu und setzen Sie den Bildschirm dort auf schwarz.
Jetzt haben Sie ein einfaches Ein-/Ausschalt-System! Der Micro:bit speichert, ob das „Gerät” ein- oder ausgeschaltet ist, und Sie können Code ausführen, basierend auf diesem Zustand. Dies ist die Grundlage für komplexere Projekte.
Ansatz 2: Verwendung eines externen Schalters (Fortgeschritten)
Wenn Sie einen physischen Schalter anstelle der integrierten Tasten verwenden möchten, ist das auch möglich. Sie benötigen einen Schiebeschalter oder einen Druckknopf und ein paar Jumperkabel. Dieser Ansatz erfordert ein grundlegendes Verständnis der Elektronik.
- Verbinden Sie den Schalter: Verbinden Sie einen Pol des Schalters mit einem der GPIO-Pins auf dem Micro:bit (z.B. Pin 0) und den anderen Pol mit GND (Masse). Stellen Sie sicher, dass der Schalter richtig angeschlossen ist, bevor Sie fortfahren!
- Im MakeCode-Editor erstellen Sie ein neues Projekt.
- Verwenden Sie einen „bei Pin P0 gedrückt”-Block aus der Kategorie „Eingabe”. (Ersetzen Sie P0 durch den Pin, an dem Sie den Schalter angeschlossen haben) Beachten Sie, dass dies nur funktioniert, wenn der Pin auf „digitales Signal” eingestellt ist.
- Ähnlich wie beim ersten Ansatz können Sie dann eine Variable verwenden, um den Zustand des Schalters zu speichern.
- Alternativ können Sie den „lese digitalen Pin P0”-Block aus der Kategorie „Eingabe” verwenden, um den Zustand des Pins direkt auszulesen. Dieser Block gibt entweder 0 oder 1 zurück, je nachdem, ob der Schalter ein- oder ausgeschaltet ist.
- Mit einer „wenn…dann”-Bedingung können Sie dann Aktionen basierend auf dem Zustand des Pins ausführen.
Wichtiger Hinweis: Stellen Sie sicher, dass Sie den richtigen Pin wählen und die korrekten Verdrahtungen vornehmen. Falsche Verbindungen können Ihr Micro:bit beschädigen.
Zusätzliche Tipps und Tricks
- Entprellung: Wenn Sie einen physischen Schalter verwenden, kann es zu Problemen mit der „Entprellung” kommen. Dies bedeutet, dass der Schalter beim Umschalten mehrmals schnell ein- und ausschaltet, was zu unerwünschtem Verhalten führen kann. Sie können dieses Problem beheben, indem Sie eine kurze Verzögerung (z. B. 50 ms) im Code einfügen, nachdem der Schalter betätigt wurde. Verwenden Sie dazu den „pausiere (ms)”-Block aus der Kategorie „Grundlegend”.
- Energiesparen: Für Projekte, die mit Batterien betrieben werden, ist es wichtig, den Stromverbrauch zu minimieren. Wenn Ihr Micro:bit im „Aus”-Zustand ist, können Sie ihn in einen Tiefschlafmodus versetzen, um Energie zu sparen. Das ist ein fortgeschrittenes Thema, das Recherchen erfordert, aber es kann die Batterielebensdauer erheblich verlängern.
- LED-Anzeige: Verwenden Sie die LED-Matrix, um den Status des Ein-/Ausschalters visuell darzustellen. Zeigen Sie ein Symbol, eine Animation oder eine Textnachricht an, um dem Benutzer Feedback zu geben.
- Kombination mit anderen Sensoren: Kombinieren Sie den Ein-/Ausschalter mit anderen Sensoren und Aktoren, um interaktive Projekte zu erstellen. Beispielsweise können Sie einen Temperatursensor verwenden, um ein Gerät automatisch ein- oder auszuschalten, wenn eine bestimmte Temperatur erreicht ist.
Fehlerbehebung
Hier sind einige häufige Probleme und Lösungen, auf die Sie stoßen könnten:
- Nichts passiert, wenn ich den Knopf drücke: Überprüfen Sie Ihre Verdrahtung, stellen Sie sicher, dass der Knopf richtig angeschlossen ist, und überprüfen Sie Ihren Code, um sicherzustellen, dass er korrekt ist.
- Unerwartetes Verhalten: Überprüfen Sie Ihre Logik, stellen Sie sicher, dass Ihre Variablen korrekt gesetzt sind, und berücksichtigen Sie das Problem der Entprellung, wenn Sie einen physischen Schalter verwenden.
- Micro:bit funktioniert nicht mehr: Stellen Sie sicher, dass Sie die richtigen Spannungswerte verwenden und vermeiden Sie Kurzschlüsse.
Fazit
Das Programmieren eines Ein-/Ausschalters auf einem Micro:bit ist eine wertvolle Fähigkeit, die Ihnen die Tür zu einer Vielzahl von Projekten öffnet. Egal, ob Sie die integrierten Tasten oder einen externen Schalter verwenden, die Grundlagen sind leicht zu erlernen und bieten eine solide Grundlage für komplexere Anwendungen. Experimentieren Sie, seien Sie kreativ und haben Sie Spaß beim Programmieren!