Arduino/Schakelaar - Bewerkingsoverzicht

Eelco: /* Schakelaar */

2016-05-25T08:08:03Z

Schakelaar

← Oudere versie		Versie van 25 mei 2016 10:08
Regel 1:		Regel 1:
	== Schakelaar ==		== Schakelaar ==
			[[Bestand:button-fig.png\|thumb\|right\|150px\|Drukknopschakelaar]]
			[[Bestand:button-symbol.png\|thumb\|right\|150px\|Drukknopschakelaar]]

	Een schakelaar gebruik je voor een tijdelijke verbinding. Je hebt verschillende soorten, bijvoorbeeld schakelaars waarbij de verbinding gewoonlijk "uit" is, waarbij de verbinding gewoonlijk "aan" is, waarbij je omschakelt tussen twee toestanden, enzovoorts.		Een schakelaar gebruik je voor een tijdelijke verbinding. Je hebt verschillende soorten, bijvoorbeeld schakelaars waarbij de verbinding gewoonlijk "uit" is, waarbij de verbinding gewoonlijk "aan" is, waarbij je omschakelt tussen twee toestanden, enzovoorts.
	* http://en.wikipedia.org/wiki/Switch		* http://en.wikipedia.org/wiki/Switch
Regel 6:		Regel 9:
	Arduino-projecten gebruiken meestal drukschakelaars ("buttons") die voor een tijdelijke verbinding zorgen, zolang de knop ingedrukt is ("push-to-make").		Arduino-projecten gebruiken meestal drukschakelaars ("buttons") die voor een tijdelijke verbinding zorgen, zolang de knop ingedrukt is ("push-to-make").
	: De meest gebruikte drukschakelaars hebben 4 aansluitingen. Deze aansluitingen zijn paarsgewijs verbonden: de pootjes die naar elkaar wijzen zijn verbonden. Als je de knop indrukt, zijn alle pootjes verbonden.		: De meest gebruikte drukschakelaars hebben 4 aansluitingen. Deze aansluitingen zijn paarsgewijs verbonden: de pootjes die naar elkaar wijzen zijn verbonden. Als je de knop indrukt, zijn alle pootjes verbonden.

	~~\| [[Bestand:button-fig.png\|thumb\|right\|150px\|Drukknopschakelaar]]~~
	~~\| [[Bestand:button-symbol.png\|thumb\|right\|150px\|Drukknopschakelaar]]~~

	== Schakelingen ==		== Schakelingen ==

Eelco: /* Schakelaar */

2016-05-25T08:07:33Z

Schakelaar

← Oudere versie		Versie van 25 mei 2016 10:07
Regel 7:		Regel 7:
	: De meest gebruikte drukschakelaars hebben 4 aansluitingen. Deze aansluitingen zijn paarsgewijs verbonden: de pootjes die naar elkaar wijzen zijn verbonden. Als je de knop indrukt, zijn alle pootjes verbonden.		: De meest gebruikte drukschakelaars hebben 4 aansluitingen. Deze aansluitingen zijn paarsgewijs verbonden: de pootjes die naar elkaar wijzen zijn verbonden. Als je de knop indrukt, zijn alle pootjes verbonden.

			\| [[Bestand:button-fig.png\|thumb\|right\|150px\|Drukknopschakelaar]]
	~~P.M~~. ~~foto's van schakelaars~~		\| [[Bestand:button-symbol.png\|thumb\|right\|150px\|Drukknopschakelaar]]

	~~P.M~~. ~~symbolen voor schakelaars~~

	== Schakelingen ==		== Schakelingen ==

Eelco: /* Pull-down weerstand */

2016-05-25T08:04:46Z

Pull-down weerstand

← Oudere versie		Versie van 25 mei 2016 10:04
Regel 16:		Regel 16:
	Een logische schakeling als een Arduino heeft een spanning nodig als input. Je moet de stand van een schakelaar omzetten in een spanningsniveau. Hiervoor gebruik je een pull-up of een pull-down weerstand.		Een logische schakeling als een Arduino heeft een spanning nodig als input. Je moet de stand van een schakelaar omzetten in een spanningsniveau. Hiervoor gebruik je een pull-up of een pull-down weerstand.

	=== ~~Pull~~-~~down~~ weerstand ===		=== Pulldown-weerstand ===
	[[Bestand:pulldown.png\|150px\|thumb\|right\|Schakelaar met pulldown weerstand]]		[[Bestand:pulldown.png\|150px\|thumb\|right\|Schakelaar met pulldown weerstand]]

Eelco: /* Pull-up weerstand */

2016-05-25T08:04:30Z

Pull-up weerstand

← Oudere versie		Versie van 25 mei 2016 10:04
Regel 46:		Regel 46:
	Merk op dat je in plaats van het if-statement ook kunt schrijven: <code> digitalWrite(13, digitalRead(2)); </code>.		Merk op dat je in plaats van het if-statement ook kunt schrijven: <code> digitalWrite(13, digitalRead(2)); </code>.

	=== ~~Pull~~-up weerstand ===		=== Pullup-weerstand ===
	[[Bestand:pullup.png\|150px\|thumb\|right\|Schakelaar met pullup weerstand]]		[[Bestand:pullup.png\|150px\|thumb\|right\|Schakelaar met pullup weerstand]]

Eelco: /* PM */

2016-05-25T08:00:49Z

← Oudere versie		Versie van 25 mei 2016 10:00
Regel 142:		Regel 142:
	Merk op dat je het if-statement voor het omschakelen van de <code>ledState</code> ook kunt schrijven als: <code> ledState = 1 - ledState;</code>. Ga er hierbij vanuit dat <code>LOW==0</code> en <code>HIGH==1</code>. (Geldt dit ook als de waarden van <code>LOW</code> en <code>HIGH</code> omgekeerd zijn?		Merk op dat je het if-statement voor het omschakelen van de <code>ledState</code> ook kunt schrijven als: <code> ledState = 1 - ledState;</code>. Ga er hierbij vanuit dat <code>LOW==0</code> en <code>HIGH==1</code>. (Geldt dit ook als de waarden van <code>LOW</code> en <code>HIGH</code> omgekeerd zijn?

	=== ~~PM ===~~		=== P.M. (uitwerking volgt nog) ===
	P.M.

	* programma met delay		* programma met delay

Eelco: /* Aparte buttons voor aan- en uitschakelen */

2016-05-25T07:59:24Z

Aparte buttons voor aan- en uitschakelen

← Oudere versie		Versie van 25 mei 2016 09:59
Regel 104:		Regel 104:
	</syntaxhighlight>		</syntaxhighlight>

	Merk op dat je in dit geval geen <code>delay</code> nodig hebt. De schakelaars zijn "idempotent": het maakt niet uit of je ~~deze~~ eenmaal of vaker ~~achter elkaar~~ indrukt.		Merk op dat je in dit geval geen <code>delay</code> nodig hebt.
			* de schakelaars zijn "idempotent": het maakt niet uit of je een schakelaar eenmaal of vaker indrukt.
			* deze schakeling is bestand tegen contactdender (contact bounce).

	=== Enkele button als omschakelaar ===		=== Enkele button als omschakelaar ===

Eelco: /* Aparte buttons voor aan- en uitschakelen */

2016-05-25T07:57:49Z

Aparte buttons voor aan- en uitschakelen

← Oudere versie		Versie van 25 mei 2016 09:57
Regel 103:		Regel 103:
	}		}
	</syntaxhighlight>		</syntaxhighlight>

			Merk op dat je in dit geval geen <code>delay</code> nodig hebt. De schakelaars zijn "idempotent": het maakt niet uit of je deze eenmaal of vaker achter elkaar indrukt.

	=== Enkele button als omschakelaar ===		=== Enkele button als omschakelaar ===

Eelco: /* Aparte buttons voor aan- en uitschakelen */

2016-05-25T07:56:31Z

Aparte buttons voor aan- en uitschakelen

← Oudere versie		Versie van 25 mei 2016 09:56
Regel 97:		Regel 97:
	if (digitalRead(onButton) == LOW) {		if (digitalRead(onButton) == LOW) {
	digitalWrite(led, HIGH);		digitalWrite(led, HIGH);
	} ~~else~~ if (digitalRead(offButton) == LOW) {		}
			if (digitalRead(offButton) == LOW) {
	digitalWrite(led, LOW);		digitalWrite(led, LOW);
	}		}
	}		}

	</syntaxhighlight>		</syntaxhighlight>

Eelco: Nieuwe pagina aangemaakt met '== Schakelaar == Een schakelaar gebruik je voor een tijdelijke verbinding. Je hebt verschillende soorten, bijvoorbeeld schakelaars waarbij de verbinding gewoonlijk...'

2016-05-25T07:53:06Z

Nieuwe pagina aangemaakt met '== Schakelaar == Een schakelaar gebruik je voor een tijdelijke verbinding. Je hebt verschillende soorten, bijvoorbeeld schakelaars waarbij de verbinding gewoonlijk...'

Nieuwe pagina

== Schakelaar ==
Een schakelaar gebruik je voor een tijdelijke verbinding. Je hebt verschillende soorten, bijvoorbeeld schakelaars waarbij de verbinding gewoonlijk "uit" is, waarbij de verbinding gewoonlijk "aan" is, waarbij je omschakelt tussen twee toestanden, enzovoorts.
* http://en.wikipedia.org/wiki/Switch
* http://www.kpsec.freeuk.com/components/switch.htm

Arduino-projecten gebruiken meestal drukschakelaars ("buttons") die voor een tijdelijke verbinding zorgen, zolang de knop ingedrukt is ("push-to-make").
: De meest gebruikte drukschakelaars hebben 4 aansluitingen. Deze aansluitingen zijn paarsgewijs verbonden: de pootjes die naar elkaar wijzen zijn verbonden. Als je de knop indrukt, zijn alle pootjes verbonden.

P.M. foto's van schakelaars

P.M. symbolen voor schakelaars

== Schakelingen ==

Een logische schakeling als een Arduino heeft een spanning nodig als input. Je moet de stand van een schakelaar omzetten in een spanningsniveau. Hiervoor gebruik je een pull-up of een pull-down weerstand.

=== Pull-down weerstand ===
[[Bestand:pulldown.png|150px|thumb|right|Schakelaar met pulldown weerstand]]

Een pulldown-weerstand plaats je tussen de "output" zijde van de schakelaar en 0V (aarde). De andere kant van de schakelaar verbind je met 5V.
* schakelaar open: output is 0V (LOW);
** de pulldown-weerstand "trekt" de output in dit geval naar 0V;
** er loopt geen stroom door de weerstand, er staat dus geen spanning over de weerstand;
* schakelaar gesloten: output is 5V (HIGH)
** de output is via de schakelaar direct verbonden met 5V;
** er staat een spanning van 5V over de weerstand; de stroom is 5/10.000 (V/Ohm) = 0.5 mA.

Een voorbeeld van een Arduino-programma dat een schakelaar als input direct verbindt met een LED als output:

<syntaxhighlight lang="cpp">
void setup() {
setMode(13, OUTPUT); // LED on pin 13
setMode(2, INPUT); // button on pin 2
}

void loop() {
if (digitalRead(2) == HIGH) {
digitalWrite(13, HIGH);
} else {
digitalWrite(13, LOW);
}
}
</syntaxhighlight>

Merk op dat je in plaats van het if-statement ook kunt schrijven: <code> digitalWrite(13, digitalRead(2)); </code>.

=== Pull-up weerstand ===
[[Bestand:pullup.png|150px|thumb|right|Schakelaar met pullup weerstand]]

Een pullup-weerstand plaats je tussen de "output" zijde van de schakelaar en 5V. De andere kant van de schakelaar verbind je met 0V.
* schakelaar open: output is 5V (HIGH);
** de pullup-weerstand "trekt" de output naar 5V;
** er loopt geen stroom door de weerstand: er staat dus geen spanning over de weerstand.
* schakelaar gesloten: output is 0V (LOW);
** de output is via de schakelaar direct verbonden met 0V.
** er een spanning van 5V over de weerstand; de stroom is 5/10.000 (V/Ohm) = 0.5 mA.

De Arduino-processor heeft interne pullup-weerstanden. Deze schakel je in door <code>setMode(pin, INPUT_PULLUP)</code>. Je verbindt dan de schakelaar direct met de Arduino, en je hebt geen weerstand in je eigen schakeling nodig.

In de software moet je er om denken dat een ''ingedrukte'' schakelaar met een pullup-weerstand de input-waarde <code>LOW</code> geeft:
<syntaxhighlight lang="cpp">
void setup() {
setMode(13, OUTPUT); // led on pin 13
setMode(2, INPUT_PULLUP); // button on pin 2
}

void loop() {
if (digitalRead(2) == LOW) {
digitalWrite(13, HIGH);
} else {
digitalWrite(13, LOW);
}
}
</syntaxhighlight>

== Programma's ==

Bovenstaande programma's kopiëren de input-waarde van de schakelaar naar de output-LED. Dit gedrag heb je bijvoorbeeld nodig als je een toetsenbord voor een muziekinstrument (orgel) maakt: als je de toets indrukt, hoor je de toon.

In andere toepassingen moet je iets kunnen in- en uitschakelen, bijvoorbeeld een lamp of een motor.

=== Aparte buttons voor aan- en uitschakelen ===

<syntaxhighlight lang="cpp">
int onButton = 2;
int offButton = 3;
int led = 13;

void setup() {
setMode(onButton, INPUT_PULLUP);
setMode(offButton, INPUT_PULLUP);
setMode(led, OUTPUT);
}

void loop() {
if (digitalRead(onButton) == LOW) {
digitalWrite(led, HIGH);
} else if (digitalRead(offButton) == LOW) {
digitalWrite(led, LOW);
}
}

</syntaxhighlight>

=== Enkele button als omschakelaar ===

Je kunt ook een button gebruiken voor het omschakelen van een LED: van aan naar uit, of omgekeerd.

<syntaxhighlight lang="cpp">
int button = 2;
int led = 13;
int ledState = LOW;

void setup() {
setMode(button, INPUT_PULLUP);
setMode(led, OUTPUT);
}

void loop() {
if (digitalRead(button) == LOW) {
if (ledState == LOW) {
ledState = HIGH;
} else {
ledState = LOW;
}
digitalWrite(led, ledState);
delay(200);
}
}

</syntaxhighlight>

* als je de button indrukt, schakelt de LED om;
* om te voorkomen dat de LED weer direct omschakelt, hebben we een delay ingebouwd (200 msec);
* als je de button ingedrukt houdt, schakelt de LED elke 200 msec om.

Merk op dat je het if-statement voor het omschakelen van de <code>ledState</code> ook kunt schrijven als: <code> ledState = 1 - ledState;</code>. Ga er hierbij vanuit dat <code>LOW==0</code> en <code>HIGH==1</code>. (Geldt dit ook als de waarden van <code>LOW</code> en <code>HIGH</code> omgekeerd zijn?

=== PM ===
P.M.

* programma met delay
* van level naar event
* debounce (delay; timer)

== Logische schakelingen met schakelaars ==

* en- en of-schakelingen
* NAND en NOR schakelingen

Vb: gebruik van of-schakeling als trap-schakelaar: je kunt de lamp op verschillende plekken aan- en uitschakelen.

Vb: gebruik van en-schakeling als beveiliging: je kunt een gevaarlijk apparaat alleen inschakelen als je beide handen gebruikt.

== Waar moet je om denken? ==
* De juiste oriëntatie op het breadbord: de pootjes die naar elkaar wijzen zijn intern verbonden. De schakelaar monteer je dan met de verbonden pootjes in dezelfde kolom van het breadboard. (Als je de schakelaar een kwartslag draait, met de niet-verbonden pootjes in dezelfde kolom, doet de schakelaar niets: de breadboard-verbindingen sluiten de schakelaar kort.)
** Als je de schakelaar over de lege middenrij monteert, kun dat maar op één manier. Je hebt dan bovendien meer punten om op de schakelaar aan te sluiten. Je hebt dan voor elke kant bijna twee volledige kolommen.
* In de software kun je last hebben van het verschijnsel dat het contact niet onmiddellijk gemaakt of verbroken wordt - maar dat het signaal een aantal malen verandert voordat dit stabiel wordt: de zogenaamde ''contact-dender''. Dit probleem kun je eventueel op een elektronische manier oplossen, maar je kunt je software er ook op aanpassen.
** http://en.wikipedia.org/wiki/Switch#Contact_bounce