micro:bit als Voltmeter (Basis für viele andere Experimente)
Der micro:bit hat, wie wir wissen, einige Anschlüsse, die Pins genannt werden. Wir verwenden hier zuerst einmal nur den Pin mit der Beschriftung GND (Masse bzw. Minuspol im Falle einer Batterie o.ä.) und den Pin 0,
Legen wir zwischen GND und 0 eine externe Spannung (z.B. eine AAA-Batterie), dann können wir diese Spannung mittels des micro:bits messen und entsprechend anzeigen bzw. ausgeben lassen.
Die zu messende Spannung, die wir zwischen GND und Pin 0 anlegen, darf maximal 3,3 V betragen. Im micro:bit befindet sich ein sogenannter Analog-Digital-Wandler (kurz: AD-Wandler), der aus dem Spannungswert (Dezimalzahl zwischen 0 und 3,3) eine ganze Zahl zwischen 0 und 1023 bestimmt. Mit dieser Zahl können wir im Programm weiterarbeiten.
Der Wert 0 des nun digitalen Signals entspricht einem Spannungsunterschied zwischen GND und Pin0 von 0 V, was uns nicht verwundert.
Hingegen entspricht der Wert 1023 einer Spannung von 3,3V zwischen GND und Pin0. Alle anderen Werte zwischen 0 und 1023, die Pin0 liefert, stehen für eine entsprechende Spannung zwischen GND und Pin0. Die 3,3 V sind in 1024 gleich große Schritte aufgeteilt. Daher können wir „leicht“ aus dem ganzzahligen Wert, den Pin0 liefert, auf die tatsächliche Spannung schließen.
Dies verwenden wir im folgenden Programm, welches die gemessene Spannung als Funktion der Zeit anzeigt.
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Beim Start des Programmes setzen wir die Variable Vmax auf den größten (erlaubten) Spannungswert, der zwischen GND und PIN0 angelegt werden darf/kann.
In der Endlosschleife lesen wir den analogen Wert von Pin0, der zwischen 0 und 1023 liegt, ein und dividieren ihn gleich durch 1023, sodass in die Variable pin0analog ein normierter Wert zwischen 0 und 1 gespeichert wird. |
Ein Spanungs-Zeit-Diagramm könnte so wie das folgende aussehen.
Diese Grundfunktion des Voltmeters können wir für weitere Experimente verwenden, da ja doch in einigen Fällen physikalische Messwerte von den Sensoren in Spannungen umgewandelt werden.