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2.2 Anzeigen des Pegels

In dieser Lektion lernen wir, wie man eine LED-Balkenanzeige mit dem Raspberry Pi Pico steuert. Eine LED-Balkenanzeige besteht aus 10 in einer Reihe angeordneten LEDs und wird typischerweise zur Anzeige von Pegeln wie Lautstärke, Signalstärke oder anderen Messwerten verwendet. Wir werden die LEDs nacheinander einschalten, um einen ansteigenden Pegel-Effekt zu erzeugen.

img_led_bar_pin

LED Bar Graph

Benötigte Komponenten

Für dieses Projekt benötigen wir die folgenden Komponenten.

Es ist praktisch, ein komplettes Kit zu kaufen – hier ist der Link:

Name	ENTHALTENE ARTIKEL IM KIT	LINK
Pico 2 W Starter Kit	450+	Pico 2 W Kit

Alternativ kannst du die Komponenten auch einzeln über die unten stehenden Links erwerben.

SN	KOMPONENTE	MENGE	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	10 (220Ω)	KAUFEN
6	LED Bar Graph	1

Schaltplan

sch_ledbar

In diesem Projekt ist jede der 10 LEDs in der LED-Balkenanzeige mit dem Raspberry Pi Pico 2 W verbunden. Die Anoden (positive Anschlüsse) der LEDs sind mit den GPIO-Pins GP6 bis GP15 verbunden. Die Kathoden (negative Anschlüsse) sind über 220Ω-Widerstände mit dem GND (Masse) verbunden.

Verdrahtungsdiagramm

Code schreiben

Bemerkung

Öffne die Datei 2.2_display_the_level.py unter dem Pfad pico-2w-kit-main/micropython oder kopiere diesen Code in Thonny, klicke dann auf „Run Current Script“ oder drücke F5, um ihn auszuführen.
Stelle sicher, dass der Interpreter „MicroPython (Raspberry Pi Pico).COMxx“ in der unteren rechten Ecke von Thonny ausgewählt ist.

import machine
import utime

# Definiere die GPIO-Pins, die mit den LEDs verbunden sind
pins = [6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15]
leds = []

# Initialisiere jeden Pin als Ausgang und speichere ihn in der Liste leds
for pin_number in pins:
    led = machine.Pin(pin_number, machine.Pin.OUT)
    leds.append(led)

while True:
    # LEDs nacheinander einschalten, um einen ansteigenden Pegel zu simulieren
    for led in leds:
        led.value(1)  # LED einschalten
        utime.sleep(0.2)
    # LEDs nacheinander ausschalten, um einen absteigenden Pegel zu simulieren
    for led in leds:
        led.value(0)  # LED ausschalten
        utime.sleep(0.2)

Wenn du das Programm ausführst, leuchten die LEDs in der LED-Balkenanzeige der Reihe nach von der ersten bis zur letzten auf, wodurch ein ansteigender Pegel-Effekt entsteht. Danach erlöschen sie nacheinander, um einen absteigenden Pegel zu simulieren.

Den Code verstehen

In diesem Projekt steuern wir mehrere LEDs mit Listen und Schleifen in MicroPython. Dies macht den Code effizient und gut lesbar.

Lass uns die wichtigsten Abschnitte des Codes durchgehen:

Bibliotheken importieren:
- import machine: Ermöglicht den Zugriff auf die Hardware-Funktionen des Raspberry Pi Pico 2 W.
- import utime: Ermöglicht die Verwendung von Zeitfunktionen wie Verzögerungen.
Pins definieren und LEDs initialisieren:
- Wir erstellen eine Liste pins, die die GPIO-Pin-Nummern der LEDs enthält, und eine leere Liste leds, um die LED-Objekte zu speichern.
```
# Definiere die GPIO-Pins, die mit den LEDs verbunden sind
pins = [6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15]
leds = []
```
- Mit einer for-Schleife durchlaufen wir jede Pin-Nummer, setzen sie als Ausgang und fügen das zugehörige Pin-Objekt der leds-Liste hinzu.
```
for pin_number in pins:
    led = machine.Pin(pin_number, machine.Pin.OUT)
    leds.append(led)
```
Erstellen des Pegelanzeige-Effekts:
- Die while True:-Schleife läuft unendlich.
- Ansteigender Pegel: * Eine for-Schleife durchläuft jede LED in der leds-Liste. * led.value(1) schaltet die LED ein. * utime.sleep(0.2) fügt eine 200ms-Verzögerung hinzu, bevor die nächste LED eingeschaltet wird.
```
for led in leds:
    led.value(1)
    utime.sleep(0.2)
```
- Absteigender Pegel: * Eine weitere for-Schleife schaltet jede LED nacheinander aus. * led.value(0) schaltet die LED aus.
```
for led in leds:
    led.value(0)
    utime.sleep(0.2)
```

Weitere Experimente

Experimentiere mit dem Code:

Geschwindigkeit anpassen:
- Ändere die Verzögerung in utime.sleep(0.2), um die LEDs schneller oder langsamer ein- und auszuschalten.
Reihenfolge umkehren:
- Verwende reversed(leds), um die LEDs in umgekehrter Reihenfolge einzuschalten.
```
for led in reversed(leds):
    led.value(1)
    utime.sleep(0.2)
```

Ping-Pong-Effekt erstellen:

Lasse die LEDs von links nach rechts und dann wieder zurück von rechts nach links leuchten.

while True:
    for led in leds:
        led.value(1)
        utime.sleep(0.1)
    for led in reversed(leds):
        led.value(0)
        utime.sleep(0.1)

Fazit

Durch die individuelle Steuerung jeder LED haben wir eine einfache, aber effektive Pegelanzeige mit dem Raspberry Pi Pico 2 W erstellt. Dieses Projekt zeigt die Leistungsfähigkeit von Listen und Schleifen in Python, wodurch sich mehrere Ausgänge effizient verwalten lassen.

Das Verständnis für die Arbeit mit mehreren GPIO-Pins und den Einsatz von Programmierstrukturen wie Listen und Schleifen ist entscheidend für komplexere Projekte – sei es die Erstellung von Animationen, die Steuerung mehrerer Sensoren oder der Bau interaktiver Geräte.

Referenzen