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2.6 Kippe es!

In dieser Lektion lernen wir, wie man einen Neigungsschalter mit dem Raspberry Pi Pico 2 W verwendet, um Änderungen der Ausrichtung zu erkennen. Ein Neigungsschalter ist ein einfaches Gerät, das erkennen kann, ob es aufrecht oder geneigt ist, was es nützlich für Anwendungen wie Bewegungserkennung, Orientierungssensorik oder als Auslöser basierend auf der Position macht.

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	LINK
Pico 2 W Starter Kit	450+	Pico 2 W Kit

Du kannst sie auch einzeln über die untenstehenden Links kaufen.

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	1(10KΩ)	KAUFEN
6	Neigungsschalter	1

Schaltplan

• Im aufrechten Zustand (Schalter geschlossen):

  • Der Neigungsschalter verbindet 3,3V direkt mit GP14.

  • Der GPIO-Pin liest HOCH (1).

• Im geneigten Zustand (Schalter geöffnet):

  • Der Neigungsschalter trennt 3,3V von GP14.

  • Der Pull-Down-Widerstand zieht GP14 auf GND.

  • Der GPIO-Pin liest NIEDRIG (0).

• Neigungsschalter

Verdrahtung

Schreiben des Codes

Wir schreiben ein einfaches MicroPython-Programm, das den Zustand des Neigungsschalters erkennt und eine Nachricht ausgibt, wenn der Schalter geneigt wird.

Bemerkung

• Öffne die Datei 2.6_tilt_switch.py aus pico-2w-kit-main/micropython oder kopiere den Code in Thonny, dann klicke auf „Ausführen“ oder drücke F5.

• Stelle sicher, dass der richtige Interpreter ausgewählt ist: MicroPython (Raspberry Pi Pico).COMxx.

import machine
import utime

# Initialisiere GP14 als Eingangspin
tilt_switch = machine.Pin(14, machine.Pin.IN)

while True:
    if tilt_switch.value() == 0:
        print("Tilt detected!")
        utime.sleep(1)  # Verzögerung, um mehrfache schnelle Erkennungen zu vermeiden

Wenn der Code läuft, wirst du folgendes Phänomen beobachten:

• Halte den Neigungsschalter aufrecht; es sollte keine Nachricht erscheinen.

• Kippe das Breadboard oder den Schalter; „Kippung erkannt!“ sollte in der Konsole erscheinen.

Verständnis des Codes

1. Module importieren:

   • import machine: Gibt uns Zugang zu den Hardwarekomponenten.

   • import utime: Ermöglicht uns die Verwendung von zeitbezogenen Funktionen.

2. Initialisierung des Neigungsschalter-Pins:

   • tilt_switch = machine.Pin(14, machine.Pin.IN): Richtet GP14 als Eingangspin ein.

3. Hauptschleife:

   • while True: Erstellt eine unendliche Schleife, um kontinuierlich den Zustand des Neigungsschalters zu überprüfen.

   • if tilt_switch.value() == 0: Überprüft, ob der GPIO-Pin NIEDRIG (0) liest, was darauf hinweist, dass der Schalter geneigt ist.

   • print("Tilt detected!"): Gibt eine Nachricht aus, wenn die Kippung erkannt wird.

   • utime.sleep(1): Fügt eine 1-Sekunden-Verzögerung hinzu, um den Schalter zu entprellen und mehrfache Erkennungen zu verhindern.

Alternative Verdrahtung: Verwendung eines internen Pull-Down-Widerstands

Der Raspberry Pi Pico 2 W ermöglicht es uns, interne Pull-Up- oder Pull-Down-Widerstände zu aktivieren, was den Bedarf an einem externen Widerstand eliminiert.

import machine
import utime

# Initialisiere GP14 als Eingangspin mit internem Pull-Down-Widerstand
tilt_switch = machine.Pin(14, machine.Pin.IN, machine.Pin.PULL_DOWN)

while True:
    if tilt_switch.value() == 1:
        print("Tilt detected!")
        utime.sleep(1)

Durch Aktivieren des internen Pull-Down-Widerstands (machine.Pin.PULL_DOWN) wird der GPIO-Pin standardmäßig auf NIEDRIG gesetzt, wenn keine Spannung angelegt wird. Wenn der Neigungsschalter aufrecht (geschlossen) ist, verbindet er 3,3V mit GP14, und der Pin liest HOCH (1).

Praktische Anwendungen

• Orientierungserkennung: Bestimme, ob ein Gerät aufrecht oder geneigt ist.

• Bewegungsausgelöste Ereignisse: Aktiviere Alarme, Benachrichtigungen oder Aktionen, wenn eine Bewegung erkannt wird.

• Interaktive Projekte: Verwende es als Eingabe, um Spiele oder Installationen zu steuern, die auf Kippen reagieren.

Weiteres Experimentieren

• LED-Anzeige hinzufügen:

Verbinde eine LED mit einem anderen GPIO-Pin (z.B. GP15) mit einem geeigneten Widerstand. Modifiziere den Code, um die LED leuchten zu lassen, wenn eine Kippung erkannt wird.

import machine
import utime

tilt_switch = machine.Pin(14, machine.Pin.IN, machine.Pin.PULL_DOWN)
led = machine.Pin(15, machine.Pin.OUT)

while True:
    if tilt_switch.value() == 1:
        print("Tilt detected!")
        led.value(1)  # Schalte die LED ein
        utime.sleep(1)
    else:
        led.value(0)  # Schalte die LED aus

• Verwende es mit anderen Sensoren:

  Kombiniere den Neigungsschalter mit anderen Sensoren wie Tasten oder Lichtsensoren für komplexere Interaktionen.

Fazit

Durch die Integration eines Neigungsschalters in deine Raspberry Pi Pico 2 W-Projekte kannst du eine neue Dimension der Interaktivität basierend auf Orientierung und Bewegung hinzufügen. Das Verständnis, wie man digitale Eingaben von Sensoren wie dem Neigungsschalter liest, erweitert deine Fähigkeit, dynamische und reaktionsfähige Elektronik zu erstellen.