Fischertechnik per Arduino steuern

Statt des E-TECH-Moduls wollen wir einen Arduino im Testaufbau zum Einsatz bringen.
Natürlich muss dieser noch entsprechend programmiert werden.

Das Einlesen der Sensorwerte im Falle der schliessenden und öffnenden Taster über dem Arduino sind vorerst kein Problem. Einfach das Kabel, welches bisher an den Plus-Anschluss eines Einganges des E-TECH-Moduls  angschlossen wurde, an eine Eingang eines Arduino's anschliessen. Die Kabel, welche an den Minus-Eingang des E-TECH-Moduls angeschlossen wurden, werden nun mit der Masse (0V, GND, Ground) des Arduino's verbunden. Durch Aktivieren der internen Pullup-Widerstände in den Eingängen des Arduino können externe Widerstände an den Eingängen entfallen. Dies geschieht im Programm wie folgt:    pinMode(beispielPin,INPUT); digitalWrite(beispielPin,HIGH);

Bezüglich der Aktoren (Motoren, LEDs, Lampen, Elektromagnete) müssen wir in der Praxis differenziert vorgehen, denn der Arduino arbeitet mit 5 Volt, die Bauteile der Fischertechnik benötigen 9 Volt.

 Das Grundprogramm des E-TECH-Moduls auf dem Arduino

1. Nach dem Einschalten der Steuerung sind beide Ausgänge Q1 und Q2 auf "0".
2. Drücke kurz den Taster an I1 - Ergebnis: Der Motor läuft
3. Drücke kurz den Taster an I2 – Ergebnis: Der Motor läuft in die andere Richtung
4. Drücke kurz den Taster an I3 – Ergebnis: Der Motor stoppt.

Wir nehmen dazu einen Arduino, ein Steckbrett, drei Taster, vier 1 kOhm Widerstände und zwei verschiedenfarbige LED.
Die drei Taster ersetzen die Signale des Sensoren eines Fischertechnikmodells.
Die beiden entgegengesetzt geschaltenen LED ersetzen den Gleichstrommotor, die verschiedenen Farben zeigen die Drehrichtung an.

   
Die drei Pullup-Widerstände an den Eingängen können entfallen, wenn die internen Pullups aktiviert werden.
Die Festlegung der Ein- und Ausgangspins kann geändert werden.

Aufgabe:
Wir schreiben für den Arduino das Programm, welches die Funktion des E-TECH-Moduls übernimmt.
Das Programm nennen wir e-tech-modul-0000.ino.
'0000" steh dabei für alle SELECT-Schalter stehen auf OFF.

Teste das Programm in der Versuchsanordnung ohne Baulemente aus der Fischertechnik.

Das Grundprogramm des E-TECH-Moduls mit veränderten Eingangsverhalten

1. Nach dem Einschalten läuft der Motor sofort los, wenn alle Eingänge auf OFF stehen.
2. Drücke kurz den Taster an I2 - Ergebnis: Der Motor läuft in die entgegengesetzte Richtung
3. Drücke kurz den Taster an I1 – Ergebnis: Der Motor läuft wieder in die Ausgangsrichtung.
4. Drücke kurz den Taster an I3 – Ergebnis: Der Motor stoppt.

Speichere es als  e-tech-modul-1000.ino und teste es in deiner Versuchsanordnung.

Das Spezialprogramm Händetrockner

Funktion des Programms:
Wird die Lichtschranke an I1 unterbrochen, läuft der Motor an und stoppt nach 7 Sekunden wieder. So funktioniert meistens ja auch ein richtiger Händetrockner. Das Progamm dazu auf dem Arduino zu schreiben, sollte kein Problem sein.
Speichere deine Lösung als handtrockner.ino.

Dein Programm für den "Bausteinspender"

Im "Bausteinspender" werden vier Sensoren eingesetzt. Die Lichtschranke und ein Taster werden gemeinsam in Reihe auf einen Eingang geschalten. Der Taster ist als Öffner geschalten. Der Fotowiderstand wird von der gegenüberliegenden Lampe aktiviert. Sein Zustand entspricht einem geschlossenen Schalter. Beide in Reihe geschalten entsprechend einer UND-Schaltung. Der Eingang I2 erkennt dadurch normalerweise eine "1".
Durch Unterbrechung der Lichtschanke I2A oder durch Auffahren des Motors auf den Taster I2B wird der Eingang I2 auf "0" gesetzt. Lerne den Ablauf im Bauteilspender verstehen und entwickle das Programm bausteinspender.ino.