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3.1 Den Summer zum Piepen bringen!

In dieser Lektion lernen wir, wie man einen Summer mit dem Raspberry Pi Pico 2 steuert. Ein Summer ist ein digitales Ausgangsgerät, ähnlich einer LED, und sehr einfach zu bedienen. Wir verwenden einen aktiven Summer, der beim Anlegen eines Signals selbstständig einen Ton erzeugt.

Was ist ein aktiver Summer?

Ein aktiver Summer besitzt einen internen Oszillator, wodurch er besonders einfach zu verwenden ist. Es genügt, ein Signal an den Summer zu senden, um ihn piepen zu lassen – eine komplexe Frequenzsteuerung ist nicht erforderlich. Im Gegensatz dazu benötigt ein passiver Summer ein externes Signal zur Klangerzeugung.

Benötigte Komponenten

Für dieses Projekt benötigen wir die folgenden Bauteile.

Ein komplettes Kit ist besonders praktisch, hier ist der Link:

Name	ENTHALTENE TEILE IM KIT	LINK
Newton Lab Kit	450+	Newton Lab Kit

Alternativ können die Komponenten auch einzeln über die untenstehenden Links erworben werden.

SN	KOMPONENTE	MENGE	LINK
1	Raspberry Pi Pico 2	1	KAUFEN
2	Micro-USB-Kabel	1
3	Steckbrett	1	KAUFEN
4	Jumperkabel	Mehrere	KAUFEN
5	Transistor	1 (S8050)	KAUFEN
6	Widerstand	1 (1KΩ)	KAUFEN
7	Aktiver Summer	1

Schaltplan

sch_buzzer

In dieser Schaltung wird der Summer über einen S8050 NPN-Transistor mit Strom versorgt. Der Transistor verstärkt den Stromfluss, sodass der Summer lauter klingt, als wenn er direkt an den Pico angeschlossen wäre.

Funktionsweise:

GP15 gibt ein High-Signal aus, um den Transistor zu steuern.
Sobald der Transistor aktiviert wird, fließt Strom durch den Summer, wodurch ein Ton erzeugt wird.

Ein 1kΩ-Widerstand begrenzt den Strom, um den Transistor zu schützen.

Verdrahtungsdiagramm

Stellen Sie sicher, dass Sie den aktiven Summer verwenden. Sie können ihn daran erkennen, dass seine Rückseite versiegelt ist (im Gegensatz zum passiven Summer, bei dem die Platine sichtbar ist).

Code schreiben

Bemerkung

Sie können die Datei 3.1_beep.ino aus dem Verzeichnis newton-lab-kit/arduino/3.1_beep öffnen.
Oder diesen Code in die Arduino IDE kopieren.
Wählen Sie das Raspberry Pi Pico 2 Board und den richtigen Port aus und klicken Sie auf „Hochladen“.

const int buzzerPin = 15;  // GPIO pin connected to the transistor base

void setup() {
  pinMode(buzzerPin, OUTPUT);
}

void loop() {
  digitalWrite(buzzerPin, HIGH);  // Turn the buzzer on
  delay(1000);                    // Wait for 1 second
  digitalWrite(buzzerPin, LOW);   // Turn the buzzer off
  delay(1000);                    // Wait for 1 second
}

Nach dem Hochladen des Codes:

Der Summer sollte für 1 Sekunde piepen, dann für 1 Sekunde still bleiben und dieses Muster kontinuierlich wiederholen. Falls kein Ton zu hören ist, überprüfen Sie die Verkabelung und stellen Sie sicher, dass alle Verbindungen korrekt sind. Vergewissern Sie sich außerdem, dass ein aktiver Summer verwendet wird.

Verständnis des Codes

Definition des Summer-Pins:

Der buzzerPin wird GPIO 15 zugewiesen, welcher den Transistor steuert und damit den Summer.
```
const int buzzerPin = 15;  // GPIO pin connected to the transistor base
```
Konfiguration des Pins:

Der buzzerPin wird als Ausgang konfiguriert.
```
void setup() {
  pinMode(buzzerPin, OUTPUT);
}
```
Steuerung des Summers: Die loop()-Funktion wiederholt das Ein- und Ausschalten des Summers.
- digitalWrite(buzzerPin, HIGH): Schaltet den buzzerPin auf HIGH, wodurch der Transistor durchschaltet und der Summer aktiviert wird.
- delay(1000): Wartet 1000 Millisekunden (1 Sekunde).
- digitalWrite(buzzerPin, LOW): Schaltet den buzzerPin auf LOW, wodurch der Transistor sperrt und der Summer ausgeschaltet wird.
```
void loop() {
  digitalWrite(buzzerPin, HIGH);  // Summer einschalten
  delay(1000);                    // 1 Sekunde warten
  digitalWrite(buzzerPin, LOW);   // Summer ausschalten
  delay(1000);                    // 1 Sekunde warten
}
```

Weitere Experimente

Anpassung der Piepton-Dauer:
- Ändern Sie die delay()-Werte, um die Dauer des Pieptons zu variieren.
- Experimentieren Sie mit kürzeren oder längeren Wartezeiten.
Erstellen von Mustern:
- Erzeugen Sie komplexe Signalmuster durch Anpassung der loop()-Funktion.
- Beispielsweise können Sie ein SOS-Signal im Morsecode erstellen.
Verwendung eines passiven Summers:
- Testen Sie einen passiven Summer mit der tone()-Funktion, um unterschiedliche Frequenzen zu erzeugen.
- Beachten Sie, dass die Verkabelung und der Code für einen passiven Summer anders sind.

Fazit

In dieser Lektion haben Sie gelernt, wie Sie einen aktiven Summer mit dem Raspberry Pi Pico und einem Transistor steuern. Durch die Verwendung eines GPIO-Pins zur Steuerung des Transistors kann der Summer sicher ein- und ausgeschaltet werden, ohne die GPIO-Pins des Pico zu überlasten. Dieses einfache Konzept kann erweitert werden, um komplexere Tonsignale zu erzeugen oder den Summer in Alarmanlagen, Benachrichtigungen oder interaktiven Projekten zu nutzen.