Raspberry Pi Pico: Alarmkontakt für Alarmanlage

Eine Alarmanlage ist eine technische Einrichtung, die einen Alarm meldet, wenn ein Sensor oder Kontakt ausgelöst wird. Bei Kontakten gibt es das Prinzip des Öffnens und des Schließens. Beim Öffnen wird der Alarm beim Öffnen des Kontakts ausgelöst. Beim Schließen wird der Alarm beim Schließen des Kontakts ausgelöst.
Wir wollen hier beide Prinzipien ausprobieren und miteinander vergleichen.

Aufbau und Bauteile

  1. Der erste Alarmkontakt folgt dem Prinzip des Öffnens und wird durch ein Verbindungskabel repräsentiert, dass den GPIO mit Ground (GND) verbindet. Durch herausziehen des Verbindungskabels wird der Alarm ausgelöst.
  2. Der zweite Alarmkontakt folgt dem Prinzip des Schließens und wird durch einen Taster repräsentiert, der den GPIO mit +3,3V (VCC) verbindet. Wird der Taster betätigt, wird der Alarm ausgelöst.

Programmcode

Der Programmablauf ist vergleichsweise einfach. Im Programm werden die Alarmkontakte initialisiert. Anschließend wird in einer Endlosschleife überprüft, ob die Alarmkontakte ausgelöst wurden. Wenn ja, dann wird die LED eingeschaltet.

# Bibliotheken laden
from machine import Pin

# Initialisierung von GPIO25 als Ausgang
led_onboard = Pin(25, Pin.OUT, value=0)

# Initialisierung von GPIO13 als Eingang (Alarmkontakt 1)
kontakt1 = Pin(13, Pin.IN, Pin.PULL_UP)

# Initialisierung von GPIO14 als Eingang (Alarmkontakt 2)
kontakt2 = Pin(14, Pin.IN, Pin.PULL_DOWN)

# Funktion zur Alarmkontakt-Auswertung
while True:
    if kontakt1.value() == 1:
        led_onboard.on()
    elif kontakt2.value() == 1:
        led_onboard.on()

Wenn ein Alarm ausgelöst wurde, dann leuchtet die Leuchtdiode. Um die Alarmanlage zurückzusetzen, müssen die Alarmkontakte in Ruhe gebracht werden (Grundzustand). Das heißt, das Verbindungskabel vom Alarmkontakt 1 muss gesteckt sein und der Taster vom Alarmkontakt 2 darf nicht betätigt sein. Wenn beides der Fall ist, dann kann das Programm erneut gestartet werden. Die Leuchtdiode geht aus, wenn alle Kontakte in Ruhe sind.

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.

Darf es ein bisschen mehr sein?

Die Frage ist, wie kann man einen Taster mit einer festgelegten Funktion realisieren. Wir wollen das mal mit dem Ein- und Ausschalten einer LED versuchen.

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.

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