weitere Variablen eingefügt, die folgende Aufgabe haben:
interval: Nimmt die Zeit im ms auf, die für das Blinkintervall zuständig ist.
prev: Nimmt die aktuell verstrichene Zeit in ms auf. prev kommt von previous und bedeutet übersetzt vorher.
ledStatus: In Abhängigkeit des Status von HIGH oder LOW der Variablen wird die Blink-LED angesteuert.
Dann sehen wir mal, wie das Ganze so abläuft. Das folgende Diagramm soll den zeitlichen Verlauf der Intervallsteuerung verdeutlichen:
Abb. 5: Der zeitliche Verlauf der Intervallsteuerung
Ich analysiere einmal das Diagramm, wobei ich markante Zeitpunkte zur Verdeutlichung herausgegriffen habe. Natürlich läuft die Zeit nicht real in diesen Schritten ab:
| Tabelle 2: Variableninhalte im zeitlichen Verlauf | |
| Zeitpunkt | Erklärung |
|---|---|
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Es wird die aktuelle Zeit (in diesem Fall 1000) in Millisekunden in die Variable prev übernommen. Dies erfolgt einmalig in der setup-Funktion. Die Differenz millis() – prev liefert als Ergebnis den Wert 0. Dieser Wert ist nicht größer als der Intervallwert 2000. Die Bedingung ist nicht erfüllt und der if-Block wird nicht ausgeführt. |
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Weitere 1000ms später wird wieder die Differenz millis() – prev gebildet und das Ergebnis dahingehend überprüft, ob es größer als der Intervallwert 2000 ist. 1000 ist nicht größer 2000, also ist die Bedingung wieder nicht erfüllt. |
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Nochmals 1000ms später wird erneut die Differenz millis() – prev gebildet und das Ergebnis darauf überprüft, ob es größer als der Intervallwert 2000 ist. 2000 ist nicht größer 2000, also ist die Bedingung wieder nicht erfüllt. |
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Nach 3001ms Laufzeit erbringt die Differenz jedoch einen Wert, der größer als der Intervallwert 2000 ist. Die Bedingung wird erfüllt und der if-Block zur Ausführung gebracht. Es wird der alte prev-Wert mit dem aktuellen Zeitwert aus der millis-Funktion überschrieben. Der Zustand der Blink-LED kann umgekehrt werden. Das Spiel beginnt auf der Basis des neuen Zeitwertes in der Variablen prev von vorn. |
Während des gesamten Sketch-Ablaufs wurde an keiner Stelle im Quellcode ein Halt in Form einer Pause eingelegt, sodass das Abfragen des digitalen Pins 8 zur Steuerung der Taster-LED nicht beeinträchtigt wurde. Ein Druck auf den Taster wird fast unmittelbar ausgewertet und angezeigt.
Eine Zeile im Sktech könnte vielleicht noch ein wenig Kopfschmerzen bereiten. Was bedeutet ledStatus = !ledStatus? Und was heißt toggeln, wie ich es im Kommentar hinter dem Befehl genannt habe? In der Variablen ledStatus wird der Pegel gespeichert, der die rote LED ansteuert oder für das Blinken zuständig ist (HIGH bedeutet aufleuchten und LOW bedeutet dunkel). Über die nachfolgende Zeile wird die LED dann angesteuert:
digitalWrite(ledPinBlink, ledStatus);
Das Blinken wird gerade dadurch erreicht, dass du zwischen den beiden Zuständen HIGH bzw. LOW hin- und herschaltest. Das wird auch Toggeln genannt. Ich werde die Zeile etwas umformulieren, dann wird der Sinn deutlicher:
if(ledStatus == LOW) ledStatus = HIGH; else ledStatus = LOW;
In der ersten Zeile wird abgefragt, ob der Inhalt der Variablen ledStatus gleich LOW ist. Falls ja, setze ihn auf HIGH andernfalls auf LOW. Das bedeutet ebenfalls ein Toggeln des Status. Viel kürzer geht es mit der folgenden einzeiligen Variante, die ich im Sketch verwendet habe:
ledStatus = !ledStatus; // Toggeln des LED-Status
Ich benutze dabei den logischen Not-Operator, der ja durch das Ausrufezeichen repräsentiert wird. Wie wir schon in Kapitel 3 gelernt haben, wird er häufig bei booleschen Variablen verwendet, die nur die Wahrheitswerte true oder false annehmen können. Der Not-Operator ermittelt ein Ergebnis, das einen entgegengesetzten Wahrheitswert aufweist wie der Operand. Es funktioniert aber auch bei den beiden Pegeln HIGH und LOW. Am Schluss wird ganz normal und ohne Verzögerung der Taster an Port 8 abgefragt:
tasterStatus = digitalRead(tasterPin); if(tasterStatus == HIGH) digitalWrite(ledPinTaster, HIGH); else digitalWrite(ledPinTaster, LOW);
Troubleshooting
Falls die LED nicht leuchtet, wenn du den Taster drückst, oder die LED ständig leuchtet, dann geh bitte folgende Dinge durch:
Überprüf deine Steckverbindungen auf dem Breadboard, ob sie wirklich der Schaltung entsprechen.
Sind die LEDs richtig herum eingesteckt worden? Denk an die richtige Polung.
Achte auf den Taster mit zwei beziehungsweise vier Anschlüssen. Mach gegebenenfalls einen Durchgangstest mit einem Multimeter und überprüfe damit die Funktionsfähigkeit des Tasters und der entsprechenden Beinchen.
Haben die beiden Widerstände die korrekten Werte und wurden auch nicht vertauscht?
Überprüfe noch einmal den Sketch-Code auf Richtigkeit.
Was haben wir gelernt?
Du hast die Verwendung mehrerer Variablen gesehen, die für die unterschiedlichsten Zwecke genutzt wurden (Deklaration für Eingangs- und Ausgangs-Pin und Aufnahme von Statusinformationen).
Der Befehl delay unterbricht die Ausführung des Sketches und erzwingt eine Pause, so dass alle nachfolgenden Befehle nicht berücksichtigt werden, bis die Wartezeit verstrichen ist.
Du hast über die Intervallsteuerung mittels der millis-Funktion einen Weg kennengelernt, dennoch den kontinuierlichen Sketch-Ablauf der loop-Endlosschleife aufrechtzuerhalten, sodass weitere Befehle der loop-Schleife ausgeführt wurden und damit eine Auswertung weiterer Sensoren, wie zum Beispiel der angeschlossene Taster, möglich waren.
Du hast verschiedene Impulsdiagramme kennen und lesen gelernt, die grafisch unterschiedliche Pegelzustände im zeitlichen Verlauf sehr gut darstellen.
Bastelprojekt 5:
Der störrische Taster
In diesem Bastelprojekt wirst du erkennen, dass sich ein Taster oder ein Schalter nicht immer so verhält, wie du es dir erwünschst. Nehmen wir für dieses Bastelprojekt einen Taster, der – so die Theorie – eine Unterbrechung des Stromflusses aufhebt, solange er gedrückt bleibt, und die Unterbrechung wiederherstellt, wenn du ihn loslässt. Das ist nichts Neues und absolut einfach zu verstehen. Doch bei elektronischen Schaltungen, deren Aufgabe beispielsweise im Ermitteln der exakten Anzahl von Tastendrücken liegt, um sie später auszuwerten, bekommen wir es mit einem Problem zu tun, das zunächst überhaupt nicht augenfällig ist.
Ich