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2.7 Umschalten Links und Rechts

In dieser Lektion lernen wir, wie man mit dem Raspberry Pi Pico 2 W einen Schiebeschalter verwendet, um dessen Position (links oder rechts) zu erkennen und darauf basierend Aktionen durchzuführen. Ein Schiebeschalter ist ein einfaches mechanisches Gerät, das den gemeinsamen (mittleren) Pin je nach Position mit einem der beiden äußeren Pins verbindet.

Benötigte Komponenten

Für dieses Projekt benötigen wir die folgenden Komponenten.

Es ist definitiv praktisch, ein ganzes Kit zu kaufen, hier ist der Link:

Name	ARTIKEL IN DIESEM KIT	KAUF-LINK
Pico 2 W Starter Kit	450+	Pico 2 W Kit

Sie können sie auch einzeln über die untenstehenden Links kaufen.

SN	KOMPONENTENEINFÜHRUNG	MENGE	KAUF-LINK
1	Einführung in den Pico 2 W	1
2	Micro USB Kabel	1
3	Breadboard	1	KAUFEN
4	Jumper-Kabel	Mehrere	KAUFEN
5	Widerstand	1 (10KΩ)	KAUFEN
6	Capacitor	1 (104)	KAUFEN
7	Schiebeschalter	1

Verständnis des Schiebeschalters

Ein Schiebeschalter hat drei Pins:

• Pin 1: Verbunden, wenn der Schalter nach einer Seite (z. B. links) umgelegt wird

• Pin 2: Gemeinsamer Pin (mittlerer Pin)

• Pin 3: Verbunden, wenn der Schalter nach der anderen Seite (z. B. rechts) umgelegt wird

Durch das Lesen der Spannung am gemeinsamen Pin können wir die Position des Schalters bestimmen.

Schaltplan

GP14 erhält ein unterschiedliches Niveau, wenn Sie den Schiebeschalter nach rechts oder links umlegen.

Der Zweck des 10K-Widerstands besteht darin, GP14 während des Umschaltens niedrig zu halten (nicht ganz nach links und nicht ganz nach rechts umgelegt).

Wenn Sie den Schalter umlegen, können die mechanischen Kontakte schnelle, verrauschte Signale verursachen, bekannt als „Prellen“. Der zwischen GP14 und GND angeschlossene Kondensator hilft, diese schnellen Schwankungen zu filtern und ein saubereres Signal bereitzustellen.

• Schalter nach rechts umgelegt:

  • Pin 2 (GP14) ist über Pin 1 mit 3.3V verbunden.

  • Der GPIO-Pin liest HIGH (1).

• Schalter nach links umgelegt:

  • Pin 2 (GP14) ist über Pin 3 mit GND verbunden.

  • Der GPIO-Pin liest LOW (0).

• Schalter in Mittelposition:

  • Pin 2 (GP14) ist nicht mit 3.3V oder GND verbunden.

  • Der Pull-Down-Widerstand hält den GPIO-Pin auf LOW (0).

  • Der Kondensator hilft, das Schalterprellen zu reduzieren (Geräusche durch mechanische Bewegung).

Verdrahtung

Schreiben des Codes

Bemerkung

• Sie können die Datei 2.7_toggle_left_right.ino unter dem Pfad pico-2w-kit-main/arduino/2.7_toggle_left_right öffnen.

• Oder kopieren Sie diesen Code in die Arduino IDE.

• Vergessen Sie nicht, das Board (Raspberry Pi Pico) und den richtigen Port vor dem Klicken auf den Upload-Button auszuwählen.

const int switchPin = 14;   // GPIO-Pin, der mit dem Schiebeschalter verbunden ist
int switchState = 0;

void setup() {
  Serial.begin(115200);       // Serielle Überwachung mit 115200 Baud initialisieren
  pinMode(switchPin, INPUT);  // Den Schalterpin als Eingang setzen
}

void loop() {
  switchState = digitalRead(switchPin);  // Den Zustand des Schalters lesen

  if (switchState == HIGH) {
    Serial.println("ON");   // Schalter nach links umgelegt
  } else {
    Serial.println("OFF");  // Schalter nach rechts umgelegt
  }
  delay(200);  // Kleine Verzögerung, um die serielle Überwachung nicht zu überfluten
}

Wenn der Code ausgeführt wird und die serielle Überwachung offen ist:

Druckt „ON“, wenn der Schalter nach links umgelegt wird und „OFF“, wenn er nach rechts umgelegt wird.

Verständnis des Codes

1. Initialisierung der seriellen Kommunikation:

   Startet die serielle Kommunikation mit einer Baudrate von 115200. Dies ermöglicht es uns, Nachrichten auf den Seriellen Monitor zu drucken.

   Serial.begin(115200);
   

2. Einrichten des Schalterpins:

   Konfiguriert den Schalterpin (GP14) als Eingang, um den Schalterzustand zu lesen.

   pinMode(switchPin, INPUT);
   

3. Lesen des Schalterzustands:

   Liest den aktuellen Zustand des Schalters. Er ist HIGH, wenn nach rechts umgelegt, und LOW, wenn nach links oder in der Mittelposition umgelegt, wegen des Pull-Down-Widerstands.

   switchState = digitalRead(switchPin);
   

4. Reaktion auf die Schalterposition:

   Druckt „ON“, wenn der Schalter nach links (GP14 liest HIGH) und „OFF“, wenn nach rechts (GP14 liest LOW) umgelegt wird.

   if (switchState == HIGH) {
     Serial.println("ON");
   } else {
     Serial.println("OFF");
   }
   

Alternative: Verwendung des internen Pull-Up-Widerstands

Wenn Sie den Schaltkreis vereinfachen und die Anzahl der Komponenten reduzieren möchten, können Sie den internen Pull-Up-Widerstand des Pico verwenden. Bitte beachten Sie jedoch, dass traditionelle Arduino-Boards keine internen Pull-Down-Widerstände unterstützen, sondern nur interne Pull-Up-Widerstände. Der Raspberry Pi Pico unterstützt INPUT_PULLDOWN, aber in der Arduino-Umgebung kann die Unterstützung variieren. Für dieses Beispiel verwenden wir INPUT_PULLUP.

• Schaltkreisänderungen:

  • Entfernen Sie den externen 10KΩ-Widerstand und Kondensator.

  • Schiebeschalterverbindungen:

    • Pin 1: Verbinden Sie mit GND am Pico.

    • Pin 2: Verbinden Sie mit GP14 am Pico.

    • Pin 3: Lassen Sie unverbunden oder verbinden Sie mit GND (da wir den internen Pull-Up verwenden).

• Codeänderungen:

  const int switchPin = 14;   // GPIO-Pin, der mit dem Schiebeschalter verbunden ist
  int switchState = 0;
  
  void setup() {
    Serial.begin(115200);          // Serielle Überwachung mit 115200 Baud initialisieren
    pinMode(switchPin, INPUT_PULLUP);  // Internen Pull-Up-Widerstand aktivieren
  }
  
  void loop() {
    switchState = digitalRead(switchPin);  // Den Zustand des Schalters lesen
  
    if (switchState == LOW) {
      Serial.println("ON");    // Schalter mit GND verbunden, nach rechts umgelegt
    } else {
      Serial.println("OFF");   // Schalter nicht verbunden, liest HIGH wegen Pull-Up
    }
    delay(200);  // Kleine Verzögerung, um die serielle Überwachung nicht zu überfluten
  }
  

Fazit

In dieser Lektion haben Sie gelernt, wie man einen Schiebeschalter mit dem Raspberry Pi Pico verwendet, um dessen Position zu erkennen und darauf basierende Aktionen durchzuführen. Sie haben auch gesehen, wie man einen Pull-Down-Widerstand im Schaltkreis implementiert, um zuverlässige Ablesungen zu gewährleisten, und wie man den internen Pull-Up-Widerstand verwendet, um den Schaltkreis zu vereinfachen.

Weitere Erkundungen

• Steuerung einer LED: Modifizieren Sie den Code, um eine LED basierend auf der Schalterposition ein- oder auszuschalten.

• Mehrere Schalter: Versuchen Sie, mehr Schalter hinzuzufügen, um verschiedene Aktionen zu steuern.

• Entprellen: Implementieren Sie eine Software-Entprellung, um eventuelles restliches Schalterprellen zu handhaben.