Zwei kleine Taster (Schließer) lötete ich jeweils neben einer roten Leuchtdiode auf einem kleinen Platinenstück mit Lochraster an. Die Anschlüsse erhielten zusätzlich Präzisionskontakte.
Nach zwei Bohrungen auf der kleinen Platine und etwas Nacharbeit mit einer Schlüsselfeile ließ sich das Platinenstück an einem Bauteil von Fischertechnik befestigen. Das folgende Bild zeigt Einzelheiten dazu.
Außerdem ist darauf zu erkennen, dass an das abgebildete Reed-Relais bereits eine Freilaufdiode sowie isolierte Schaltdrähte für den späteren Anschluss an ein Steckboard angelötet worden sind.
Das folgende Bild zeigt u. a. die Platzierung des oberen Sensors und des oberen Tasters auf der Platte mit dem Aufzugmodell.
Dem kleinen Männchen scheint das häufige Fahren mit dem Aufzug Freude zu machen!
Mit den beiden Schließern zweier kleiner Reed-Relais verwirklichte ich eine „Wechselschaltung", um mit vorhandenen zusätzlichen elektronischen Bauteilen eine Drehrichtungsänderung für den Gleichstrom-Getriebemotor von Fischertechnik zu ermöglichen.
Die Relais lassen sich über npn-Transistoren oder über Taster steuern. Drückt man versehentlich beide Taster, werden die beiden Batterien kurzgeschlossen. Dasselbe geschieht, wenn beide Transistoren gleichzeitig angesteuert werden. Mit NOR-Gattern eines Ics CD4001 lässt sich dies verhindern, wenn dieselben wie im Schaltplan oben angeschlossen sind. Liegen die Eingänge M_R und M_L gleichzeitig an +5V, wird keiner der Transistoren angesteuert.
Dasselbe ist der Fall, wenn beide Eingänge M_R und M_L mit Masse verbunden werden.
Ich fand diese Art der „elektronischen Verriegelung" in einem ELO-Sonderheft „Roboter selbst steuern".
Dort wurden NOR-Gatter aus einem IC 74LS02 verwendet.
Dieses Bild zeigt die Anordnung der Arduino-Platine vor dem kleinen Steckboard mit zwei Tastern aus dem Lernpaket Arduino.
Außerdem sieht man darauf zwei weitere Steckboards mit den Leuchtdioden als Anzeige für die Eingangs- und Ausgangssignale des Mikrocontrollers sowie die bereits erläuterte„elektronische Verriegelung" einschließlich der Transistor-Ausgangsstufen mit den beiden Reed-Relais.
Nach dem Schaltplan wird die Arduino-Platine mit den elektronischen Schaltungen auf den Steckboards verbunden.
Es werden auch vier grüne und vier rote Leuchtdioden (2mA-Typen) einschließlich ihrer Vorwiderstände benötigt. Sie dienen zur Anzeige der Arduino-Eingangs- und Ausgangssignale. Dieser zusätzliche Schaltungsaufwand erwies sich bei der späteren Programmierung des Arduino als sehr nützlich.
Der Getriebemotor, der als Antrieb für den Aufzug dient, wurde erst angeschlossen, nachdem das Programm im Mikrocontroller mit den oben erwähnten Leuchtdiodenanzeigen erprobt worden war.
Dieses Bild zeigt neben den beiden Taktgebern für das Blinken der Leuchtdioden auch die vier Schaltungen für die Entprellung der Taster- bzw. Sensor-Signale.
Diese lassen sich jeweils mit NAND-Schmitt-Triggern des Bausteins CD4093 verwirklichen. Wie wird nun das Aufzugmodell mit einem Arduino angesteuert, wenn die Entprellung der Eingangssignale und die Takterzeugung an äußere elektronische Schaltungen „delegiert" werden?
Wenn der Sensor oben noch nicht erreicht wurde(0-Signal am betreffenden Arduinno-Eingang) und der Taster oben gedrückt wurde(1-Signal an demjenigen Eingang des Mikrocntrollers, der dem Taster zugeordnet ist), wird der Motor so eingeschaltet, dass der Aufzug nach oben bis zum Sensor fährt und dann anhält. Außerdem soll die LED am Taster oben blinken.
Dies lässt sich z. B. mit folgendem Programmlisting für den Arduino verwirklichen:
...
void loop()
{
if(!digitalRead(Sensor_o)&&digitalRead(Taster_o))
{
Motor_auf_ein();
}
if (!digitalRead(Sensor_u)&&digitalRead(Taster_u))
{
Motor_ab_ein();
}
}
...
Für den Vorgang „Motor_auf_ein" lauten die Programmzeilen z. B. folgendermaßen:
...
void Motor_auf_ein()
{
while(!digitalRead(Sensor_o))
{
digitalWrite(LED_auf,HIGH);
digitalWrite(Mot_auf,HIGH);
}
if(digitalRead(Sensor_o))
{
digitalWrite(LED_auf,LOW);
digitalWrite(Mot_auf,LOW);
digitalWrite(LED_ab,LOW);
digitalWrite(Mot_ab,LOW);
}
}
...
Programmlisting hier herunterladen und für ein eigenes Projekt verwenden oder weiterentwickeln.
Die passende Ergänzung zu diesem Artikel:
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Neben dem Aufbau des Modells waren noch verschiedene weitere Arbeiten auszuführen, damit die Ansteuerung durch den oben erwähnten Mikrocontroller überhaupt möglich wurde.
Da mir keine Mikroschalter aus einem Fischertechnik-Baukasten zur Verfügung standen, wählte ich als Sensoren zwei vorhandene Exemplare mit Rollenhebel aus, da diese sich zwischen bestimmte Fischertechnik-Bauteile einklemmen ließen.
