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9. ALARMANLAGEN

 

 

DU LERNST HIER...

 

wie du den micro:bit einsetzen kannst, um Systeme zu überwachen und gegebenenfalls Alarm auszulösen.

 

 

WASSERSTAND ÜBERWACHEN

 

 

Deine kleine Pflanze musst du selten giessen, aber ganz vergessen darfst du es nicht. Mit deinem micro:bit kannst du den Wasserstand kontrollieren und wenn er zu niedrig ist, Alarm auslösen.

Du verwendest dabei die Eigenschaft von Wasser, Strom zu leiten, Wenn du also von der 3V Spannungsversorgung einen Stromkreis zum Pin0 erstellst, der durch das Wasser führt, so wird am Pin0 eine höhere Spannung zu messen sein, als wenn der Stromkreis offen ist.  Du brauchst für den Aufbau nur zwei Kabel mit Krokodilklemmen und zwei Draht- oder sonstige Metallstücke, die du als Sonden in den Blumentopf steckst.

Das eine Kabel verbindest du mit Pin0, das andere mit 3V.

 

Für die Programmentwicklung kannst du einen beliebigen Wasserbehälter verwenden.

Mit dem Befehl pin0.read_analog()

misst du die Spannung an P0 und schreibst den Werte ins Terminalfenster. Wie du siehst, ist der Unterschied der Messwerte gross, je nachdem, ob die Sonden im Wasser sind oder nicht.

  
from microbit import *

while True:
    v = pin0.read_analog()
    print(v)     
    sleep(500)
► In Zwischenablage kopieren

Ergänze deine Anlage mit einer optischen Alarmanzeige auf dem LED-Display.

Wenn die einen akustischen Alarm auslösen willst, so eignet sich dazu ein Buzzer. Diesen kannst du aber nicht direkt mit dem micro:bit ansteuern, da er zuviel Strom benötigt. Am einfachsten ist es, wenn du einen kleinen Transistorverstärker baust. Diesen kannst du auch verwenden, um mit dem micro:bit andere Geräte ein- und auszuschalten, beispielsweise ein Relais oder eine Weiche deiner Modelleisenbahn.

 

 

EINFACHER TRANSISTORVERSTÄRKER
 

Du benötigst dazu einen Transistor vom Typ 2N2222 oder ähnlich (z.B. BC 547), eine Diode vom Typ 1N4148 oder ähnlich und einen Widerstand von 330 Ohm. Zudem musst du noch etwas Aufbaumaterial haben, beispielsweise eine kleine Leiterplatine. Für den akustischen Alarm  musst du einen Piezobuzzer einbauen, der bei einer Spannung von 3V pfeift (also keinen Lautsprecher).

Du lötest die Komponenten gemäss folgendem Schema zusammen:

  

 
Aufbau mit einer Lochstreifenplatte
  

Aufbau mit einem Anschlussstecker
(Bezugsquelle: Kitronik, Code: 5601B)

 

 

MERKE DIR...
 

Einfache Alarmanlagen kannst du leicht mit dem micro:bit als eingebettetes System aufbauen, wenn du deine handwerklichen Fähigkeiten mit etwas Elektronik- und Programmierkenntnissen kombinierst.

 

 

ZUM SELBST LÖSEN
 

 
1.

Baue eine Alarmanlage auf, welche überwacht, ob eine Tür geöffnet wird. Du kannst dabei einen Sicherheitsdraht, den Beschleunigungs- oder den Magnetfeldsensor verwenden.
2.
Schliesse an den Transistorverstärker einen gewöhnlichen kleinen Lautsprecher an (ohne Verstärker) und verwende diesen zur akustischen Alarmierung.  
 

 

   

 

3-1
Fachliche Hinweise:

Unter der Beschleunigung versteht man allgemein die Änderungsrate  der Geschwindigkeit, eindimensional also

wo v die Geschwindigkeit ist.

3-2
Fachliche Hinweise:

Aus den drei Beschleunigungskomponenten kannst du die Winkel Pitch und Roll berechnen. Starte das folgende Programm und kippe das Board seitwärts bzw. nach vorne und hinter. Im Terminalfenster werden die Drehwinkel in Grad ausgeschrieben.

from microbit import *
from math import *

def getPitch():
    a = accelerometer.get_values()
    pitch = atan2(a[1], -a[2])
    return int(degrees(pitch))

def getRoll():
    a = accelerometer.get_values()
    anorm = sqrt(a[0] * a[0] + a[1] * a[1] + a[2] * a[2])
    roll = asin(a[0] / anorm)
    return int(degrees(roll))
   
while True:
    pitch = getPitch()
    roll = getRoll()
    print("p: " + str(pitch))
    print("r: " + str(roll))
    print()
    sleep(100)