Raspberry Pi Pico: Taster-Zustand invertieren (Inverter/NICHT-Funktion)

Die NICHT-Funktion ist eine logische Funktion bzw. Operator. Man kennt diese Funktion auch unter anderen Begriffen. Zum Beispiel als Negation oder in der Elektronik als Inverter. Im Prinzip wird hier ein Zustand oder Wert umgekehrt.

In der Digitaltechnik und Computertechnik wird durch die NICHT-Funktion eine logische 1 zu einer 0 und eine logische 0 zu einer 1.

In diesem Aufbau werden das Drücken des Tasters und das Leuchten der Leuchtdiode durch die „0“ repräsentiert. Der ungedrückte Taster (Grundzustand) und die nicht leuchtende Leuchtdiode werden durch die „1“ repräsentiert. Demnach leuchtet die Leuchtdiode, wenn der Taster nicht gedrückt ist. Umgekehrt geht die Leuchtdiode aus, wenn der Taster gedrückt wird.

Aufbau und Bauteile

Raspberry Pi Pico: Taster gegen VCC schalten

Der Taster wird auf dem Steckbrett auf der einen Seite mit +3,3V (VCC) und auf der anderen Seite mit dem GPIO verbunden.

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Programmcode

Der Programmablauf ist vergleichsweise einfach. Im Programm werden die LED und der Taster initialisiert. Anschließend wird in einer Endlosschleife überprüft, ob der Taster gedrückt wurde. Wenn ja, dann wird die LED ausgeschaltet, wenn nicht, dann wird sie eingeschaltet.

# Bibliotheken laden
from machine import Pin

# Initialisierung von GPIO25 als Ausgang
led_onboard = Pin(25, Pin.OUT)

# Initialisierung von GPIO14 als Eingang mit internem PULLDOWN-Widerstand
btn = Pin(14, Pin.IN, Pin.PULL_DOWN)

# Funktion zur Taster-Auswertung
while True:
    if btn.value() == 0:
        led_onboard.on()
    else:
        led_onboard.off()

Taster entprellen

Taster weisen ein seltsames Eigenleben auf. Nur einmal gedrückt und trotzdem lösen sie eine Funktion mehrfach aus. Das liegt daran, dass sie bei Betätigung prellen. Das Prellen bezeichnet einen mechanischen Vorgang, bei dem ein metallischer Kontakt durch Zurückfedern zwei oder sogar mehrfach öffnet und wieder schließt, bis er seine Endstellung erreicht hat. Beispielsweise geschlossen oder offen. Mehrfach mechanisch Öffnen und Schließen bedeutet aber auch, elektrisch Öffnen und Schließen. Wird das ausgewertet, dann wird eine Funktion mehrfach ausgeführt, was meistens nicht Sinn der Sache ist. Eine wichtige Maßnahme ist, den Taster oder Schalter zu entprellen. Das kann man softwareseitig realisieren.

Raspberry Pi Pico: Taster entprellen

Darf es ein bisschen mehr sein?

Kann man dieses Beispiel für irgendetwas sinnvolles verwenden? Ja, zum Beispiel für einen Alarmkontakt in einer Alarmanlage. Das wollen wir gleich mal ausprobieren.

Raspberry Pi Pico: Alarmkontakt (Alarmanlage)

Wie viele Eingänge brauchst Du, um 3 Taster auszuwerten? 3 Stück! Nein, es reicht ein Eingang. Wenn Du einen ADC-Eingang benutzt, dann kannst Du den Spannungsabfall an unterschiedlichen Widerständen messen und somit mehrere Taster identifizieren. Los, gleich mal ausprobieren.

Raspberry Pi Pico: Mehrere Taster mit ADC auswerten

Logische Funktionen mit zwei Tastern nachbauen

Highlights: Elektronik mit dem Raspberry Pi Pico

Elektronik mit dem Raspberry Pi

Die Stärken des Raspberry Pi liegen klar in der Computer-Architektur mit typischen Computer-Schnittstellen und Möglichkeit zum Ausführen von Open-Source-Software für Linux.

Elektronik mit dem Raspberry Pi

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LED: Einschalten, ausschalten, blinken und Helligkeit steuern
Taster: Entprellen und Zustände anzeigen
LED mit Taster einschalten und ausschalten
Ampel- und Lauflicht-Steuerung
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