Physical computing: Schalten von LEDs, Elektromotoren und Servos mit Raspberry Pi und Arduino Uno
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Physical computing: Schalten von LEDs, Elektromotoren und Servos mit Raspberry Pi und Arduino Uno


In diesem Video möchte ich euch zeigen, wie digitale Signale verstärkt werden können, um so mit Computern oder Mikrocontrollern Eigenbau-Peripheriegeräte anzusteuern. Weiterhin werde ich Grundschaltungen zur Signalerfassung zeigen. Bei den beiden verwendeten Steuereinheiten handelt es sich um einen Arduino Uno Mikrocontroller und den Raspberry Pi Einplatinencomputer. Beide Geräte verfügen über digitale Ein- und Ausgabe-Pins mit deren Hilfe Geräte angesteuert werden können. Beim Anschließen von Schaltkreisen an die Pins, sind deren elektrische Eigenschaften unbedingt zu beachten! Der Arduino Uno arbeitet mit einer Spannung von 5V an den Pins, während beim Raspberry Pi 3.3V nicht überschritten werden dürfen. Betrachten wir als erstes die Funktion eines Pins im Modus “Ausgabe”: In diesem Modus kann ein Pin “Ein-” oder “Ausgeschaltet” werden. Ist der betreffende Pin ausgeschaltet, so liegt eine Spannung von 0V am Pin des Raspberry Pi,… …während beim Arduino Uno eine kleine Spannungsdifferenz von 0.1V gemessen werden kann. Die Spannung wird dabei zwischen Masse, also dem Minuspol des Computers und dem betreffenden Pin gemessen. Wird der Pin per Software eingeschaltet, so ist zwischen Pin und Minuspol eine Spannung von 4.97V, also fast 5V beim Arduino zu messen… … während es 3.32V beim Raspberry Pi sind. Neben der ausgegebenen Spannung ist der maximal mögliche Strom durch einen Pin von größter Bedeutung! Beim Arduino darf dieser 40mA, beim Raspberry nur 2mA nicht überschreiten. Wir dürfen also kein Bauteil an einen Pin anschließen, durch das ein höherer Strom fließt, da ansonsten der Mikrocontroller oder der Computer umgehend zerstört wird! Nach dem Ohmschen Gesetz können wir den Widerstand berechnen, bei dem dieser Maximalstrom fließt. Für den Arduino erhalten wir 125 Ohm und für den Raspberry 1650 Ohm als kleinstmöglichen Widerstand für einen Verbraucher, also für ein anzuschließendes Bauteil. Geht man nicht ganz an die Grenzen des physikalisch machbaren, so sollte der Widerstand nicht unter 150 Ohm beziehungsweise 2 Kiloohm fallen. Die maximal mögliche elektrische Leistung beträgt 200mW beziehungsweise 6.6mW. Ein einfacher elektrischer Verbraucher ist eine LED. Ein derartiges Bauteil darf niemals direkt an einen Pin angeschlossen werden, da der elektrische Widerstand einer LED im Betrieb sehr niedrig ausfällt. Um den maximal fließenden Strom zu begrenzen muss also ein Widerstand in Reihe zu der LED angeschlossen werden – beim Arduino ist das ein 180 Ohm-Widerstand, beim Raspberry Pi ein 2 Kiloohm-Widerstand. Weiterhin ist die Polung einer LED zu beachten: Wird diese vertauscht, so kann die LED nicht leuchten. Bei den hier verwendeten LEDs ist der Minuspol durch eine Abflachung am Bund des Gehäusesockels markiert. Die LED-Widerstand-Kombination dient uns in unseren ersten Experimenten als elektrischer Verbraucher. Dieser kann zwischen Ausgabepin und dem Pluspol oder zwischen dem Ausgabepin und Minuspol angeschlossen werden. Sowohl der Arduino als auch der Raspberry Pi besitzen spezielle Pins, an denen eine Spannung von +5V beziehungsweise +3.3V anliegt. Diese Pins können und sollten als Pluspol verwendet werden. Wie bereits gesagt, darf niemals eine zu hohe Spannung an einen digitalen Pin angeschlossen werden! Da die Spannung sehr wichtig ist, werden die Leitungen farblich gekennzeichnet. Bei Computernetzteilen werden üblicherweise orangefarbene Leitungen für +3.3V, rote Leitungen für +5V und gelbe Leitungen für +12V verwendet. Von besonderer Bedeutung ist der Minuspol einer Spannungsquelle, der als Bezugspunkt dient und auch als Masse bezeichnet wird. Diese Masseleitung ist immer Schwarz gekennzeichnet. Alle Pins sind im Ausgangszustand ausgeschaltet, es liegt also eine Spannung von (fast) 0V zwischen Masse und Pin an. Wie zu sehen, leuchtet die LED am Arduino, die zwischen Pluspol und Pin Nummer 4 angeschlossen ist. An diesem Verbraucher fällt eine Spannung von 4.66V, also fast 5V ab. Beim Raspberry Pi fällt zwischen Plus und dem ausgeschalteten Pin eine Spannung von 3.29V ab – auch dieser Verbraucher ist eingeschaltet. Die LED leuchtet im Vergleich zum Arduino nur schwach, da der Strom hier unter 2mA liegt. Der positive Strom fließt vom Pluspol über den Verbraucher in den digitalen Pin – man spricht von “sink current”, der Pin wirkt als Stromsenke. An den beiden Verbrauchern, die zwischen Minuspol und Ausgabepin angeschlossen sind, fällt eine Spannung von 0V ab… …womit diese beiden LEDs nicht leuchten. Schalten wir die Pins per Software ein, so ändert sich das Bild: Nun fällt an den Verbrauchern, die zwischen Pluspol und Pin angeschlossen sind eine Spannung von 0V ab, entsprechend sind diese LEDs ausgeschaltet. Die beiden LEDs, die zwischen Minuspol und Pin angeschlossen sind, leuchten hingegen, da jetzt an diesen eine Spannung von 4.61V… …beziehungsweise 3.29V abfällt. Der positive Strom fließt aus den beiden Pins über die Verbraucher hin zum Minuspol. Die Pins wirken als Stromquelle, man spricht also vom “source current”. Wie bereits gesagt, fließt durch eine LED nur dann ein Strom, wenn diese korrekt gepolt ist. Im folgenden Versuch sind zwei LEDs parallel, jedoch mit unterschiedlicher Polung in Reihe zu einem Widerstand geschaltet. Dieser Verbraucher wird zwischen zwei Ausgabepins geschaltet. Keine der beiden LEDs leuchtet, wenn beide Pins ausgeschaltet sind, da die Spannung am Verbraucher 0V entspricht. Die Situation ändert sich nicht, wenn beide Pins eingeschaltet werden – auch jetzt ist der Spannungsabfall am Verbraucher 0V. Jetzt wird Pin 10 ausgeschaltet, während Pin 0 eingeschaltet bleibt. Nun fließt ein positiver Strom aus Pin 0 über den Verbraucher in Pin Nummer 10 – die Grüne LED leuchtet. Wird Pin 0 aus- und Pin 10 eingeschaltet, so fließt ein “source current” aus Pin 10 über den Verbraucher und als “sink current” in Pin 0 hinein. Nun leuchtet die rote LED. Auch dieser Strom darf den Maximalwert von 40mA beim Arduino beziehungsweise 2mA beim Raspberry Pi nicht überschreiten! Kurzschlüsse zwischen den Pins führen also ebenfalls zur Zerstörung der Kleincomputer! Die in diesem Video verwendete Verdrahtung ist zwar übersichtlich, wegen der vielen unisolierten Stellen im Stromkreis jedoch mit einer großen Kurzschlussgefahr verbunden. Verlötet in der Praxis eure Bauteile auf einer Platine oder verwendet Steckbretter für experimentelle Schaltungen! Stromleitungen sollten immer mit einem Knickschutz versehen werden. Verwendet passende Stecker anstelle einzelner Leitungen. Werden trennbare Verbindungen benötigt, so sollten unbedingt verpolungssichere Stecksysteme verwendet werden. Im folgenden werden wir die Pins als Stromquelle verwenden – Verbraucher werden also immer zwischen den Pins und Minuspol angeschlossen. Werden mehrere LEDs mit verschiedenen Pins verbunden, so laufen alle Stromkreise von jeweils einem Pin über einen Widerstand und eine LED im Minuspol zusammen. Per Software können die LEDs Ein- oder Ausgeschaltet werden. Dieses Ein- und Ausschalten kann auch sehr schnell geschehen und zwar so schnell, dass ihr die einzelnen Schaltvorgänge nicht mehr mit dem Auge erfassen könnt. Die entsprechende LED leuchtet schwächer als die ständig eingeschaltete LED ganz links. Wird die Einschaltzeit im Verhältnis zur Ausschaltzeit verringert, so ist die effektive Leuchtkraft noch geringer. Dieses Verfahren zur Regulierung der Helligkeit bezeichnet man als Pulsweitenmodulation – hierzu habe ich bereits ein Video erstellt. Mit vielen LEDs können per Software die unterschiedlichsten Lichtspiele programmiert werden. Wie zu sehen, leuchten die LEDs am Arduino deutlich heller, was damit zusammenhängt, dass die maximal mögliche elektrische Leistung mit 200mW höher ist als die 6.6mW beim Raspberry Pi. Als nächstes werden wir daher lernen, wie diese Leistung mit Hilfe von Transistoren verstärkt werden kann. Bei Transistoren unterscheidet man im Wesentlichen zwischen Bipolar- und Feldeffekt-Typen. Ich möchte im Folgenden nur Feldeffekt-Transistoren verwenden, da bei diesen kein Strom durch den Eingangskreis fließt, was die Berechnung der Verstärkerschaltungen vereinfacht. Ein Feldeffekttransistor besitzt 3 Anschlüsse, die als Source, Gate und Drain bezeichnet werden. Wo sich welcher Anschluss befindet, ist im Datenblatt vermerkt und diese dürfen keinesfalls vertauscht werden! Für die Schaltung verwende ich einen N-Kanal Feldeffekt-Transistor vom Typ 2N7000. Der Source-Anschluss des Transistors wird direkt mit dem Minuspol und der Drain-Anschluss über die LED und den Reihenwiderstand mit dem Pluspol verbunden. Sowohl der Arduino als auch der Raspberry verfügen über zwei unterschiedliche Anschlüsse für Plus: An einem liegen 3.3V und an dem anderen 5.0V zwischen Plus und Minus. Aus Sicherheitsgründen verwende ich die niedrigere Spannung von 3.3V. Der dritte Anschluss wird mit dem Ausgabepin verbunden. Im Prinzip kann dieser Gateanschluss direkt mit dem Pin verbunden werden, aber beim Umgang mit Eigenbau-Schaltungen kann immer etwas schief laufen – ich weis wovon ich spreche… Zur Sicherheit wird daher ein Widerstand von 16 Kiloohm zwischen Gate und Pin geschaltet, um im Falle eines Falles den fließenden Strom durch den Pin zu begrenzen. Ebenfalls zur Sicherheit wird ein sogenannter Pulldown-Widerstand mit einem Wert zwischen 200 Kiloohm und 1 Megaohm zwischen Source und Gateanschluss des Feldeffekttransistors geschaltet. Dieser sorgt dafür, dass der Transistor ausgeschaltet ist, wenn der Pin vom Transistor getrennt wird. In der so aufgebauten Schaltung existieren zwei Stromkreise: Der Eingangskreis läuft von dem Ausgabepin über die beiden Widerstände zum Minuspol und der Ausgangskreis vom 3.3V Pluspol über den Widerstand, die LED und den Transistor ebenfalls zum Minuspol. Der Strom durch den Eingangskreis wird nur von den beiden Widerständen beeinflusst und ist vollkommen unabhängig vom Strom durch die LED, den man als Ausgangsstromkreis bezeichnet. Durch den Eingangskreis und somit aus den Pins fließt ein Strom von gerade einmal 3.3µA beziehungsweise 5µA. Der maximal mögliche durch den Ausgangskreis fließende Strom wird jetzt nicht mehr von den elektrischen Eigenschaften der Ausgabepins begrenzt, sondern durch den Transistor beziehungsweise die LED. Laut Datenblatt der LEDs, darf der Strom 60 mA nicht überschreiten, der maximale Strom durch den Transistor beträgt hingegen 200mA. Der limitierende Faktor ist nun also die LED. Der Reihenwiderstand kann somit auf nur noch 100 Ohm reduziert werden, wodurch die LEDs mit deutlich höherer elektrischer Leistung betrieben werden. Ist der Pin ausgeschaltet, so liegt eine Spannung von 0V an dem Gate des Transistors an, womit dieser ebenfalls Ausgeschaltet ist. Der Widerstand des Transistors beträgt damit mehrere Megaohm und es fließt kein Strom durch die LED. Wird der Pin per Software eingeschaltet, so liegen 3.21V beim Raspberry… …und 4.80V beim Arduino an dem jeweiligen Gateanschluss. Dadurch werden beide Transistoren eingeschaltet, womit deren Widerstand auf wenige Ohm sinkt und damit ein Strom durch die LEDs fließen kann, die beide mit fast ihrer maximalen Helligkeit leuchten. Auch die Transistoren können schnell geschaltet werden und mittels Pulsweitenmodulation kann die Helligkeit beliebig geregelt werden. Zum Einschalten eines N-Kanal Feldeffekttransistors muss also eine positive Spannung zwischen Source und Gateanschluss gelegt werden. Wie hoch muss aber diese Spannung sein? Nun, das hängt von dem jeweils verwendeten Typ ab. Im Datenblatt eines Feldeffekttransistors wird die Einschaltspannung als “Gate Threshold Voltage” bezeichnet und diese liegt beim 2N7000 typischerweise bei 2.1V. Aufgrund von Streuung bei der Produktion kann die Schwellspannung aber auch schon bei 0.8V oder erst bei 3.0V erreicht werden. Die 3.3V des Raspberry Pi reichen auf jeden Fall aus, um diesen Transistor einzuschalten, die 5V des Arduino erst recht. Weitere Kennwerte sind der maximale Drain Strom, der bei 200mA liegt und die maximale Drain-Source Spannung, die bei 60V liegt. Jetzt, da wir wissen, dass unsere Transistorschaltung funktioniert, können wir den Pluspol auch mit dem 5V-Pin des Arduino beziehungsweise des Raspberry Pi verbinden. Da bei einer höheren Spannung auch ein höherer Strom fließt, müssen die Reihenwiderstände beachtet werden: Dieser muss jetzt mindestens 84 Ohm betragen, um die LEDs nicht zu zerstören – der 100 Ohm-Widerstand ist ausreichend. Die LEDs leuchten noch etwas heller. Der kleine Lüftermotor aus einem alten Computer zieht beim Betrieb an 5V einen Strom von weniger als 65mA, womit dieser anstelle der LED/Widerstandskombination in den Stromkreis geschaltet werden kann. Jetzt fließen circa 65mA durch den Transistor, durch den eingeschalteten Pin aber gerade einmal 3.3 beziehungsweise 5µA. Beachtet, dass auch die 5V Pins keinen beliebig hohen Strom bereitstellen können – mehr als 200mA beim Raspberry… …und 400mA beim Arduino sollten nicht aus diesen Pins fließen! Der Lüfter kann aber auch mit 12V betrieben werden, jedoch stellt weder der Arduino noch der Raspberry eine derartige Spannung bereit – wir benötigen also eine externe Spannungsquelle in Form einer Batterie. Schließen wir den Lüfter direkt an die Batterie an, so fließt ein Strom von etwa 125mA durch das Bauteil, dieser Strom kann von dem 2N7000 geschaltet werden. Beim Verbinden von Batterie und Computer wird der Minuspol der Batterie mit dem Minuspol des Arduino, beziehungsweise des Raspberry verbunden. Der Pluspol der Batterie darf keinesfalls mit dem Pluspol des Arduino oder des Raspberry oder mit irgend einem anderen Pin direkt verbunden werden, da die Computer durch die zu hohe Spannung umgehend zerstört würden! Versichert euch also, dass ihr wirklich den Minuspol der Batterie mit dem Minuspol der Computer verbindet! Verwendet zur Verbindung schwarze Kabel, um diese besondere Leitung kenntlich zu machen. Der Drain-Pin des Transistors wird jetzt über den Lüftermotor mit dem Pluspol der Batterie verbunden. Wird jetzt der Pin eingeschaltet, so wird der Lüftermotor mit 12V betrieben und läuft mit seiner maximalen Drehzahl. Ist die Drehzahl zu hoch, kann wiederum die Pulsweitenmodulation eingesetzt werden, um diese zu verringern. Schalten wir als nächstes einen wirklich starken Elektromotor, der aus dem Scheibenwischerantrieb eines PKWs stammt. Die Betriebsspannung des Motos beträgt ebenfalls 12V und wenn ich diesen an die Batterie anschließe, fließt ein Strom von 12A. Wir benötigen also einen Transistor, der diesen hohen Strom schalten kann. Ich verwende einen N-Kanal MOSFET vom Typ IRLZ24N, der Ströme bis zu 13A im Dauerbetrieb verträgt. Laut Datenblatt beträgt die Source-Gate Schwellspannung 2V, womit diese Transistoren prinzipiell durch den Arduino und auch den Raspberry Pi direkt angesteuert werden können. Da wir uns mit dem Strom im Grenzbereich bewegen ist eine deutlich höhere Gatespannung besser. Der Maximalwert von 13A Dauerstrom ist im Datenblatt bei einer Gatespannung von 10V angegeben. Wie kann diese Gatespannung erreicht werden? Gehen wir zurück zur Schaltung mit dem Kleinsignaltransistor mit einer LED-Widerstandskombination als Verbraucher und messen die Spannung zwischen Source und Drain – sowohl im Zustand “EIN”, als auch im Zustand “AUS”. Ist der Pin eingeschaltet, so liegt hier wie erwartet eine Spannung von etwa 3.3V und zwischen Source und Drain des Transistors eine Spannung von fast 0V an. Ist der Pin ausgeschaltet, so liegt hier eine Spannung von 0V und zwischen Source und Drain des Transistors sind 10.81V zu messen. Mit einem 12 Kiloohm-Widerstand parallel zur LED ist bei ausgeschaltetem Transistor die volle Batteriespannung von 12.48V zu messen. Am Transistor fallen also entweder 0V oder 12V ab. An diesem Punkt kann das Gate des Leistungstransistors angeschlossen werden. Der Elektromotor wird zwischen Drain des Leistungstransistors und Plus der Batterie angeschlossen. Der Drainanschluss des Kleinsignaltransistors ist über die LED und einen 1 Kiloohm-Widerstand ebenfalls mit Plus der Batterie verbunden. Minus von Computer und Batterie sind wie zuvor direkt miteinander verbunden. Wird von dem Pin jetzt eine Spannung von 0V ausgegeben, so liegt am Gate des Leistungstransistors 12V an, womit dieser eingeschaltet wird und der Motor mit maximaler Drehzahl läuft. Wird der Pin eingeschaltet, so liegen hier 3.3V an, wodurch auch der Kleinsignaltransistor eingeschaltet wird. Zwischen Source und Drain des Kleinsignaltransistors und somit am Gateanschluss des Leistungstransistors liegen jetzt 0V an, womit der Leistungstransistor ausgeschaltet wird und der Motor stoppt. Der Raspberry kann den Motor sauber einschalten, jedoch muss der Pin ausgeschaltet werden um den Motor einzuschalten und umgekehrt – das Schaltverhalten ist “invertiert”. Durch die Software kann das invertierte Schaltverhalten ausgeglichen werden, es bleibt jedoch ein Problem: Während des Bootvorgangs ist der verwendete Pin ausgeschaltet, was dazu führt, dass der Elektromotor läuft, bis die Software zum Ansteuern des Motors gestartet wird und den Pin einschaltet, um den Motor auszuschalten. Abhilfe schafft ein zusätzlicher Kleinsignaltransistor, der in die Kette eingebaut wird: Ist jetzt der Pin des Raspberrys ausgeschaltet, so ist der erste Kleinsignaltransistor ebenfalls ausgeschaltet. Damit liegt am Gate des zweiten Kleinsignaltransistors eine Spannung von 12V an und dieser ist Eingeschaltet. Somit liegt am Gate des Leistungstransistors 0V an und dieser ist wie der Pin des Raspberry ausgeschaltet. Wird der Pin eingeschaltet, so wird über den zweiten Kleinsignaltransistor der Leistungstransistor ebenfalls eingeschaltet und der Motor läuft – das Schaltverhalten ist wieder wie erwartet. Wie zu sehen, ist der Leistungstransistor im Dauerbetrieb abgeraucht. Die 13A stellen für den IRLZ24N das Limit dar und nur mit einem großen Kühlkörper gelingt es, die ansonsten tödliche Wärmeenergie abzuführen. Der Transistor der Kleinsignalstufe kann durch einen Operationsverstärker ersetzt werden: Ein Operationsverstärker besitzt einen invertierenden Eingang, einen nichtinvertierenden Eingang und einen Ausgang – zusätzlich zwei Anschlüsse für die Versorgungsspannung. Die Ausgangsspannung beträgt immer dann 0V, wenn die Eingangsspannung am invertierenden Eingang größer ist als die am nichtinvertierenden Eingang. Ist umgekehrt die Spannung am nichtinvertierenden Eingang größer als die am invertierenden Eingang, so ist die Ausgangsspannung gleich der Versorgungsspannung – in unserem Fall sind das 12V. Der Trick liegt nun darin, an den invertierenden Eingang eine feste Spannung von etwa 2.5V zu legen, was durch einen Spannungsteiler aus zwei Festwiderständen von 100 und 27 Kiloohm gemacht werden kann. Der nichtinvertierende Eingang wird mit dem Steuerpin des Raspberry Pi verbunden. Der 16 Kiloohm-Widerstand zwischen Ausgangspin und Eingang des Operationsverstärkers dient erneut der Sicherheit – gerade bei den eng beieinanderliegenden Pins des Chips kann leicht ein Kurzschluss gelötet werden! Bei dem Widerstand zwischen nichtinvertierendem Eingang und Masse handelt es sich wie zuvor bei den Kleinsignaltransistoren um einen Pulldown-Widerstand. Ist der Pin ausgeschaltet, liegen am nichtinvertierenden Eingang 0V, am invertierenden Eingang hingegen 2.45V an, womit der Ausgang des Operationsverstärkers auf LOW-Pegel geht und hier ebenfalls 0V gemessen werden können. Ist der Pin eingeschaltet, so liegen hier 3.12V an, was höher ist als die Spannung am invertierenden Eingang. Folglich messen wir am Ausgang fast 11V. Der Ausgang des Operationsverstärkers folgt dem Eingang – lediglich der Spannungspegel im Zustand “EIN” ist 11V anstelle der 3.1V am Eingang. Mit einem Operationsverstärker vom Typ MC34074 anstelle des LM324N, liegt die Ausgangsspannung mit 12.28V etwas näher an der Versorgungsspannung von 12.98V. Der Signalpegel wird von 3.3V am Raspberry Pi auf etwa 12V “umgesetzt” – beim Arduino von 5V auf 12V. Der Operationsverstärker fungiert in diesem Schaltkreis als “Pegelumsetzer”. Auch beim Operationsverstärker gilt, dass kein beliebig hoher Strom durch dessen Ausgang fließen darf: Für die hier verwendeten Typen liegt der maximale Source Current bei etwa 20mA. Der Feldeffekt-Leistungstransitor kann aber direkt an den Ausgang des Operationsverstärkers angeschlossen werden und jetzt arbeitet der Motor synchron zum Ausgabepin des Computers. Ist der Pin eingeschaltet, so läuft der Motor, während dieser bei ausgeschaltetem Pin stoppt. Plus des Operationsverstärkers ist mit der 12V-Batterie verbunden, womit das Gate des Leistungstransistors mit etwa 12V voll eingeschaltet wird. Die Pulsweitenmodulation zur Drehzahlregelung funktioniert ebenfalls problemlos. Der Operationsverstärker kann das Signal am Computerpin auch invertieren: Dazu wird die feste Spannung von etwa 2.5V an den nichtinvertierenden Eingang gelegt und der invertierende Eingang mit dem Pin am Computer verbunden. Ist jetzt der Pin ausgeschaltet, so ist damit die Spannung am invertierenden Eingang niedriger als die am nichtinvertierenden Eingang – der Ausgang des Operationsverstärkers geht auf HIGH-Pegel und gibt etwa 12V aus. Umgekehrt ist bei eingeschaltetem Pin die Spannung am invertierenden Eingang höher als die am nichtinvertierenden Eingang und der Ausgang des Operationsverstärker geht auf LOW. Der Motor läuft bei ausgeschaltetem Pin. Anstelle des Leistungstransistors können auch Relais verwendet werden, um Verbraucher zu schalten. Wie bei einem Transistor gibt es auch bei einem Relais einen Eingangs- und einen Ausgangsstromkreis. Bei einem Transistor sind beide Stromkreise durch den Source-Pin verbunden, während beim Relais beide Kreise komplett voneinander elektrisch isoliert sind. Der Eingangsstromkreis besteht aus einer Spule. Wird eine Spannung an die Spule gelegt, so fließt ein Strom durch diese und über Magnetkräfte wird der Ausgangsstromkreis zwischen dem linken und mittleren Kontaktpaar wird bei diesem Relais-Typ geschlossen. Die an die Spule zu legende Spannung ist unbedingt zu beachten. Hier werden 12V benötigt und es fließt dabei ein Strom von 32mA durch das Relais. Der Eingangskreis kann also nicht direkt mit einem Pin verbunden werden – es wird der Kleinsignaltransistor benötigt, um den Spannungspegel auf 12V umzusetzen und um den Strom von 32mA schalten zu können. Die Relaisspule wird zwischen Drain des Kleinsignaltransistors und Plus der Batterie angeschlossen. Wird jetzt der Pin eingeschaltet, so wird der Kleinsignaltransistor ebenfalls eingeschaltet und es fließt ein Strom durch die Spule. Der Ausgangsstromkreis wird geschlossen und der am Relaiskontakt angeschlossene Motor dreht sich. Wird eine zweite 12V Batterie verwendet, können der Eingangs- und Ausgangsstromkreis komplett voneinander getrennt werden. Der Minuspol der zweiten Batterie muss nicht mit dem Minuspol des Computers verbunden werden, um den Motor über das Relais schalten zu können. Die 12V für die Relaisspule werden von der ersten Batterie bereitgestellt, deren Minuspol nach wie vor eine leitende Verbindung zum Minuspol des Computers besitzt. Wie im Video zu Relais gezeigt, können diese Bauteile wie die Transistoren kaskadiert, also hintereinandergeschaltet werden, wodurch Ströme von über 100A mit den Computern gesteuert werden können. Hier schaltet der Raspberry den Transistor, der Transistor das Relais, das Relais den Magnetschalter – also ein sehr großes Relais und dieser Magnetschalter schließlich den starken Elektromotor. Mit weniger als 6.6mW werden über 400W elektrischer Leistung geschaltet. Mit Hilfe zweier Relais mit Wechselschalter kann man die Polung an einem Elektromotor ändern. Sind beide Pins eingeschaltet oder beide Pins ausgeschaltet, so stoppt der Motor. Ist Pin 1 ein- und Pin 2 ausgeschaltet, so dreht sich der Motor entgegen dem Uhrzeigersinn. Wird Pin 1 aus- und Pin 2 per Software eingeschaltet, so dreht sich der Motor im Uhrzeigersinn. Die beiden Relais fungieren als elektromechanische H-Brücke. Die Drehrichtung eines Motors kann auch mit Transistoren geändert werden. Benötigt werden dazu vier Leistungstransistoren: Zwei N-Kanal und zwei P-Kanal Feldeffekttransistoren. Zwei Kleinsignaltransistoren werden benötigt, um den Spannungspegel von den 3.3V auf hier 5V zu erhöhen – so wie wir es bereits gelernt haben. Wie H-Brücken genau funktionieren, habe ich in einem vorangegangenen Video ausführlich erklärt. Der Motor aus dem Öffnungsmechanismus eines alten CD-Laufwerks zieht im Betrieb unter 100mA – daher kann die Schaltung durch den Raspberry Pi mit 5V versorgt werden. Zum Ansteuern der H-Brücke werden zwei Pins des Computers benötigt: Sind wie hier beide Pins ausgeschaltet, so dreht sich der Motor nicht. Wird Pin 1 eingeschaltet, während Pin 2 ausgeschaltet bleibt, so dreht sich der Motor im Uhrzeigersinn. Wird hingegen Pin 1 ausgeschaltet und Pin 2 eingeschaltet, so dreht sich der Motor entgegen dem Uhrzeigersinn. Werden beide Pins eingeschaltet, so bleibt der Motor wieder stehen – die Transistor H-Brücke verhält sich wie die vorherige Schaltung aus Relais. Im Gegensatz zu der Relais-Brücke, kann die Drehgeschwindigkeit jedoch hier durch ein Pulsweitensignal reguliert werden. Aber Achtung! Bei dieser sehr einfachen H-Brücke fließt ein hoher Querstrom bei jedem Schaltvorgang! Wird eine zu hohe Schaltfrequenz an einen Pin gelegt, so wird die Schaltung zerstört! In meinem Video zu Servos habe ich gezeigt, dass diese Bauteile durch ein bestimmtes Pulsweitensignal angesteuert werden. Ein Servo hat drei Anschlüsse: Plus, Minus und die Signalleitung. Minus ist üblicherweise Schwarz oder Braun markiert und wird mit Minus des Computers verbunden Plus ist üblicherweise rot markiert und wird mit einer Spannung zwischen 5 und 6V verbunden. Theoretisch können die 5V des Raspberry beziehungsweise des Arduino verwendet werden, aber diese Anschlüsse sind nur für kleine Ströme geeignet und durch Standardservos fließt ein höherer Strom. Ein einzelnes Micro-Servo kann durchaus über den 5V-Pin des Arduino, der Ströme bis 400mA verkraftet, betrieben werden. Die schwarze oder braune Masseleitung wird mit Masse des Arduino verbunden, die rote Plus-Leitung mit dem 5V-Pin. Die Signalleitung, die üblicherweise Orange oder Weiß markiert ist, wird mit einem Pulsweiten-Pin des Arduino verbunden. Da Servos in der Robotik sehr häufig eingesetzt werden, besitzen sowohl der Arduino, als auch der Raspberry vorprogrammierte Routinen, um das spezielle Pulsweitensignal zu generieren. Am Raspberry wird für das Standardservo eine externe Spannungsquelle von 5 bis 6V benötigt. Ich verwende einen Akku mit 6V Nennspannung, dessen Minuspol ebenfalls wie schon gezeigt mit dem Minuspol des Computers und des Servos verbunden wird. Der Pluspol der Batterie wird mit der roten Plusleitung des Servos verbunden. Beim Raspberry wird unter Umständen ein Kleinsignaltransistor als Pegelumsetzer auf 5V benötigt, da nicht alle Servos mit den 3.3V sauber angesteuert werden können. Das Pulsweitensignal wird durch den Pegelumsetzer wie bereits gezeigt, invertiert – das muss durch die Software ausgeglichen werden. Der Drehwinkel der Servos kann per Software beliebig vorgegeben werden. Ebenfalls im Video zu Servos habe ich gezeigt, wie diese derart umgebaut werden können, dass die Abtriebswelle kontinuierlich rotieren kann. Somit erhält man einen Getriebemotor, der mit unterschiedlicher Geschwindigkeit in jede Richtung drehen kann. Im Gegensatz zur zuvor gezeigten H-Brücke genügt hier nur ein Pin, um sowohl Drehgeschwindigkeit als auch Drehrichtung vorzugeben. Ob ein Pin als Ein- oder Ausgabepin arbeitet, kann durch die Software festgelegt werden – die Pins werden daher auch als GPIO, English für “General Purpose Input Output”, also Vielzweck Ein- Ausgabe Pins bezeichnet. Über Ausgabepins können wir also Eigenbau-Pheriperiegeräte ansteuern, aber was macht man mit Eingabepins? Eingabepins prüfen die anliegende Spannung und geben an die Software eine “0” zurück, wenn eine bestimmte Schwellspannung nicht überschritten wird. Steigt die Spannung über diesen Wert, so wird eine “1” zurückgegeben. Der Zustand des Eingabepins wird hier über eine LED an einem zweiten, als Ausgang geschalteten Pin angezeigt. Gibt die Software für den Eingabepin eine “0” zurück, so ist die LED ausgeschaltet, andernfalls wird diese eingeschaltet. Erhöhen wir die Eingangsspannung langsam, so gibt der Raspberry oberhalb von 1.34V eine “1” zurück, die LED leuchtet. Fällt die Spannung am Eingabepin wieder, so wird eine “0” zurückgegeben, sobald 1.17V unterschritten werden. Die Schwellspannung, ab der eine “1” bei steigender Spannung ausgegeben wird ist höher… …als die Schwellspannung ab der bei fallender Spannung wieder eine “0” zurückgegeben wird. Dieses Verhalten bezeichnet man als Hysterese. Beim Arduino liegen die beiden Werte bei 2.49V bei steigender Flanke und 2.23V bei fallendem Eingangssignal. Eine Gleichspannung ist nie völlig konstant, sondern diese ist immer von Störsignalen überlagert. Wären beide Schwellspannungen gleich groß und befände sich die Eingangsspannung nahe dieser Schwellspannung, so würde der Eingang durch die kleinste Störung ständig zwischen “0” und “1” wechseln. Das ist hier beim Arduino an einem speziellen Eingang ohne Hysterese zu sehen. Die Spannungsschwelle liegt hier bei etwa 2.5V und die LED wird ständig ein- und ausgeschaltet, ohne dass das Potentiometer verstellt wird. Wie bereits gesagt, darf die Spannung an einem Pin beim Raspberry niemals über 3.3V und beim Arduino niemals über 5V liegen! Die einfachste Möglichkeit, derartige Spannungen an einen Eingabepin zu legen ist die Verwendung eines Schalters oder eines Tasters mit je zwei 16 Kiloohm-Widerständen. Ein Anschluss des Tasters wird mit dem Minuspol des Computers verbunden und der zweite Anschluss mit beiden Widerständen. Das zweite Ende des einen 16 Kiloohm-Widerstands wird mit +3.3V beim Raspberry und mit +5V beim Arduino verbunden. Das zweite Ende des zweiten 16 Kiloohm Widerstands wird mit dem Eingabepin verbunden. Ist der Schalter offen, so liegt an dem Taster und somit auch an dem Eingabepin eine Spannung von (fast) 5V an und von der Software wird eine “1” zurückgegeben. Wird der Taster geschlossen, so fällt die Spannung am Eingabepin auf 0V und von der Software wird eine “0” zurückgegeben. Per Software kann mit dieser Schaltung der Zustand des Tasters abgefragt werden. Beim Raspberry liegen bei offenem Schalter 3.2V am Eingabepin, bei geschlossenem Schalter ebenfalls 0V. Der zweite 16 Kiloohm-Widerstand dient der Sicherheit: Ist der Pin versehentlich als Ausgang geschaltet und auf HIGH-Pegel während der Schalter geschlossen ist, so fließt ohne den Widerstand ein so hoher Strom, dass euer Computer oder Mikrocontroller umgehend zerstört wird. Der Widerstand begrenzt den Strom auf ungefährliche Werte. Fehlerfreie Software gibt es nicht – daher sind derartige Schutzmechanismen immer einzuplanen! Der Eingabepin eines Computers kann aber auch den Zustand des Ausgabepins eines zweiten Computers feststellen: Hier ist der Ausgabepin des Arduino mit dem Eingabepin des Raspberry Pi verbunden. Die Verbindung erfolgt nicht direkt, da die Ausgabespannung am Arduino 5V beträgt, was den Raspberry zerstören würde! Zwischen Masse und dem Pin des Arduino befindet sich ein Spannungsteiler aus zwei 200 Kiloohm-Widerständen. Durch die Widerstände wird der Spannungspegel am Eingang des Raspberry auf 2.5V verringert, was ausreicht, um einen HIGH-Pegel zu erkennen. Masse von Arduino und Raspberry Pi müssen direkt miteinander verbunden werden – vergewissert euch vor dem Einschalten, dass es sich um die RICHTIGEN Anschlusspins handelt! Ist jetzt der Pin des Arduino auf Ausgabe geschaltet und wird dieser eingeschaltet, so liegt an dessen Pin eine Spannung von 4.92V an. Von dem Spannungsteiler wird diese Spannung auf 2.46V halbiert, was genügt, damit der Pin am Raspberry, der als Eingang geschaltet ist ein “HIGH” Signal erkennt und die LED einschaltet. Das funktioniert auch in der Gegenrichtung: Jetzt ist der Pin des Raspberry als Ausgabepin geschaltet und der des Arduino als Eingabepin. Wie wir bereits gesehen haben, genügt eine Spannung von mehr als 2.5V, um auch beim Arduino ein HIGH-Signal am Eingang auszulösen, woraufhin dessen Software eine “1” zurück gibt und die LED des Arduino einschaltet. Die beiden Kleincomputer können über diese Leitung miteinander kommunizieren. Empfängt der Arduino hintereinander 3 HIGH-Pulse, so wird das Servo im Uhrzeigersinn gedreht. Beim Empfang von 5 Pulsen wird dieses entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht. Die Kommunikation kann auch in der Gegenrichtung erfolgen: Jetzt sendet der Arduino eine Pulskombination an den Raspberry, woraufhin dieser den Lüftermotor einschaltet. 6 Pulse stoppen den Motor. Kommunikation zwischen Computern ist ein spannendes Thema und dieses wird in einem folgenden Video ausführlicher besprochen. Der Arduino verfügt über 6 analoge Eingabepins. Diese erkennen nicht nur, ob die Spannung an diesen Pins über oder unter einem bestimmten Schwellwert liegt, sondern es kann der genaue Spannungswert erfasst werden. Dieser Spannungswert wird in einen Zahlwert umgerechnet, welcher von der Software ausgelesen werden kann – hier wird der Zahlwert in Form eines LED-Leuchtbalkens ausgegeben. Es ist zu beachten dass auch die Spannung an einem Analogeingang nie über 5V steigen darf! Im einfachsten Fall kann wie hier ein Potentiometer zwischen Masse und +5V angeschlossen werden. Der mittlere Pin des Potentiometers wird mit dem Analogeingang verbunden – sicherheitshalber wieder über einen 16 Kiloohm-Widerstand. Jetzt kann die Stellung des Potentiometers eingelesen werden. Wird die Stellung des Potentiometers in ein Pulsweitensignal umgerechnet, kann damit ein Servo angesteuert werden. Jetzt folgt der Servoarm der Stellung des Potentiometers. Der eingelesene Wert des Potentiometers kann aber auch über die USB-Schnittstelle an den Raspberry Pi weitergeleitet werden und ein Servo an diesem Computer steuern. Der Arduino mit dem Potentiometer fungiert als Controller. Was mit einem Servo geht, klappt auch mit mehreren Servos: Dieser Roboterarm ist aus insgesamt 6 Servos aufgebaut. Der kleine Roboterarm an dem Adruino besteht aus 5 Potentiometern – dasjenige für Öffnen und Schließen des Greifarmes fehlt. Die Bewegung des Roboterarmes an dem Arduino kann somit über beliebige Distanzen an einen Roboterarm an einem Raspberry Pi weitergegeben werden. Oder es werden Bewegungsabläufe über den Arduino erfasst, gespeichert und bei Bedarf erneut abgerufen – so etwas ist in der Massenproduktion sehr hilfreich. ..für diese Massenproduktion ist der hier zu sehende Roboterarm aufgrund seiner mangelnden Präzision und der geringen mechanischen Leistung aber kaum zu gebrauchen. Wie leistungsstarke Servos aus einem Scheibenwischermotor und einem Arduino Uno gebaut werden können, habe ich in dem vorangegangenen Video gezeigt. Ihr könnt also Wort wörtlich etwas bewegen. Dieser kleine Roboter wird von einem gehackten Servo angetrieben und von einem zweiten Servo gesteuert. Ein drittes Servo dreht eine Kamera… …und mehrere LEDs sorgen für Erleuchtung bei Nachtfahrten. Steuern könnt ihr den kleinen Gesellen auf meinem Dachboden per Browser – probiert’s mal aus. Etwas größer ist dieser Roboter, der einen 6V-Bleiakku als Energiespeicher verwendet. In seinem Inneren arbeiten ein Arduino – ohne die zugehörige UNO-Platine – und ein Raspberry Pi zusammen. Über einen Analogeingang am Arduino wird die aktuelle Akkuspannung gemessen und an den Raspberry Pi über die drei Kommunikationsleitungen an den GPOIs weitergegeben. Bei niedrigem Akkustand kann sich der Roboter automatisch deaktivieren, um Tiefentladung des Akkus zu verhindern. Zu diesem Rover gibt’s ein extra Video, in dem ich zeigen werde, wie der Akku über Solarzellen wieder geladen werden kann. Neben dem Energiemanagement werden die analogen Eingänge des Arduino genutzt, um verschiedene Sensordaten aus der Umwelt zu erfassen – dieser Rover soll mehr als nur Kamerbilder zu euren Browsern übermitteln. Wie zu sehen ist das Fahrzeug recht geländegängig, womit das RoboSpatium auf Gebiete außerhalb geschlossener Räume ausgedehnt werden kann. Wie leistungsstarke Verbraucher über einen Computer angesteuert und Schalter eingelesen werden können, wisst ihr nun – die Größe eurer Roboter hängt also nur noch von euren mechanischen Fähigkeiten ab: Dieses Exemplar ist circa 1 Meter 40 breit… …4m, lang(?) und wiegt etwa 400kg. Angetrieben wird das Ganze von einem 20000 Watt Verbrennungsmotor. Die Bewegung erfolgt entweder ferngesteuert über WLAN oder mit entsprechenden Sensoren völlig autonom – hier sind eure Fähigkeiten als Programmierer gefragt. …vergesst aber niemals, einen Notaus-Schalter in eure Projekte einzubinden…

79 Comments

  • Method Man

    Einfach nur faszinierend, wie man aus so einfachen Bausteinen Roboterarme produzieren kann.
    Ihre Videos sind super lehrreich, mehr davon bitte. 🙂

  • Grimmjar

    Klasse! Ich hab mir nun schon alle deine Videos angesehen, hab dabei viel gelernt und bin auch schon auf deinem Dachboden umher gefahren! Einfach nur Klasse. Mach weiter so.

  • tim46767

    DANKE! für die Filme, danke für die beachtliche Mühe, die du dir gibts diese recht aufwendigen Produktionen herzustellen. Dein Stil mit den direkt gelöteten Bauelemente  ist klasse, aber dann zu Schluss die Roboter! Ganz grosses Kino!

  • CUBETechie

    ich habe eine nette kleine idee für ein LED Projejt um ein verständins für das binäre system zu bekommen einfach 8LEDs mit denn nötigen wiederständen so an denn RPi anschließen das man die einzelnen LED anwählen kann also von rechts nach links 
    1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 und du schreibst dann eben ein programm zb ein binäre up und down counter mit frequenz zb 1 Hz 2, 5 und so weiter. 
    Oder ein programm läuft und die LEDs zeigen eben alles was im raspberry abläuft als binärcode. 

  • CUBETechie

    was mich wirklich interessierten würde ob man mittels eines servos und lego zahnrädern eine Uhr bauen kann? wenn ja könntest du es mal bauen? vorteilhaft wäre es die uhr einzustellen 😀 

  • Christian Schmid

    Hallo Norbert, toller Film mal wieder. Ich finde es echt Klasse, dass Du ja quasi ehrenamtlich Volkshochschulkurse für alle gibst. Das da viel viel Arbeit drin steckt merkt man sehr sehr deutlich. Manchmal würde ich mir wünschen, Du würdest mit Deiner Sprache etwas näher an der Alltagssprache sein (was natürlich schwierig ist, da Du sehr präzise sein willst).
    Gruß aus Altona.

  • FoolWise

    😀 als ich das auto sah dachte ich nur noch "oO jetzt ist er auf dumme ideen gekommen" –  leider geil

    auch sonst sehr gut erklärt. Du könntest dir ggf. überlegen, das video in kleinere themenabschnitte zu unterteilen, da mancher keine 50 minuten zeit hat.

  • Marvin

    53:00 so geil XD
    Das video ist so geil aber 53:00 am lustigsten.
    War das wirklich so(also 53:00) oder nur spass?
    Trotzdem supertolles Video
    Mfg Marvin
    (Abonnent)

  • caltick

    Very nice video! I wish I could help you to translate it to English. I think there would be very many users who would like your video. You have covered all the important differences between Arduino and Raspberry Pi. You have a very good discussion of controlling the i/o within the constraints of the limited current output of both devices. It seems that the German people usually know English which is quite good, I think you would get so many viewers if you could provide the English narration even with your German accent it would be entertaining. Danke!

  • kldjssdk

    Hallo, super informatives Video.
    Aber kann mir jemand erklären warum bei eigeschaltetem Pin (bei etwa Minute 20:50) zwischen Source und Drain 0V anliegen? Die LED leuchtet doch, das heißt es fließt Strom, aber warum misst man da eine Spannung von 0V?
    Danke im Voraus

  • PraesidentderGalaxis

    Alter, was bist du denn bitte für ein geiler Typ?! Du hast genau das Video gemacht, dass ich gesucht habe! Ich glaube, das war meine Initialzündung…!

  • adcrafter27

    Hallo echt ein cooles video habe mir jede min angeschaut und bin echt überrascht was man alles erreichen kann 🙂
    gibt es auch eine Möglichkeit die Programm Codes zu erhalten die du verwendet hast?? würde gerne einige Sachen 1zu1 nach bauen und testen, Die Hardware kenne ich ja dank deinem Video

  • Konrad Peter

    Einfach nur genial!
    Alles was man zu dem Thema wissen muss in einem Video zusammengefasst, dazu noch anschaulich und verständlich. Auf jeden Fall ein Abo wert!

  • xFuaZe

    Wow, never thought I could be so happy to understand german.
    Your videos are superb, I like the pace in which you explain everything, fast but simple.

  • Desmond der Mondbär

    Also in Elektrotechnik bin ich eine Null 😀 aber ich brauche es für mein Maschinenbau Studium und ich schreibe übernächste Woche eine Klausur in E-technik worum es unter anderem auch um Dioden und invertierte Komperatoren geht. Ich habe den Sinn von all dem und diesen seltsamen Schaltungen nie verstanden aber durch deine praktischen Beispiele und Schaltungen konnte ich nun etwas mehr verstehen 🙂 Vielen Dank! Super Video

  • MrBorgBotik

    Ich wünsche einen angenehmen Tag! Als Ich dieses Video von Ihnen sah war Ich inspiriert, mich an ein neues Projekt zu wagen. Die Steuerung von Servo-Motoren über den Raspberry ohne den Arduino. Ich verwende dafür den Linear-IC MCP3008-I/P PDIP-16 Microchip welcher als AD-Wandler fungiert. Das Script zum Ausgeben der Werte des Potentiometers habe Ich bereits geschrieben. Doch schaffe Ich es absolut nicht, diese Werte auf den Servo auszugeben. Haben Sie eventuell eine Lösung für mein Problem? Gerne lasse Ich Ihnen auch mein Script zukommen! Vielen Dank im Voraus!

  • Diluvian49

    Grundlagen einfach genial erklärt! Ich hab es mir nur zwecks der Unterhaltung angeschaut, vielen Dank. Dein autonomes Auto war der absolute Hit am Schluss 😀

  • papablo papapablo

    Muy buen video, enhorabuena.
    Even in german spoken, it can be undestanded with a little help of translated subtittles.
    Saludos desde España.

  • T Hangler

    Großartiges Video! …danke für die ganzen gut durchdachten und mit Sicherheit mit viel Arbeit verbundenen Videos. Ich bin dadurch auf viele neue Ideen gestoßen und konnte mich auch mit der Theorie dahinter etwas mehr anfreunden, bisher war das immer alles etwas trocken für mich…

  • Moschusochse

    Sehr schönes Video.

    Ich habe vor Jahren eine Ausbildung als ETA gemacht, hatte damals aber wenig Interesse dafür. Heute ärgere ich mich dafür, weil ich vieles vergessen habe. Ich habe aber damals, wie heute die Funktionsweise von Transistoren nicht verstanden. Dank Ihrem Vergleich mit den Relais habe ich es nun allmählich verstanden.

    Sowohl vom RPi, als auch vom Arduino, hatte ich schon mal nebenher etwas mitbekommen. Allerdings ist jetzt mit dem Pi Zero mein Interesse an diesem Gerät geweckt worden. Im nächsten Jahr, wenn das Produkt wieder lieferbar ist, werde ich mir mal einen RPi zulegen. Und mich bis dahin durch Ihre Videothek durchwühlen 😉

  • legogenie97

    Sehr gutes Video! Eine frage zu 16:24 : Ist der minimale vorwiderstand für die LED nicht noch etwas kleiner, weil an der Diode noch ca. 0,7V Diffusionsspannung abfallen? Also R=4,3V/60mA ?

  • matthias goepfert

    Super Video. Herzlichen Dank. Eine Frage zu 12:30. Spielt es eine Rolle, auf welcher Seite des Transistors sich die Last befindet (Drain oder Source)..

  • R4mp4geHD

    Super gutes Video Hilft auf jedenfall weiter meine frage an dich und damit ein wunsch wäre mal eine schaltung für ein kartenlese gerät so wie zb dieses Modul [http://www.ebay.de/itm/RFID-Kit-RC522-MFRC522-MFRC-522/141948389237?_trksid=p2047675.c100011.m1850&_trkparms=aid%3D222007%26algo%3DSIC.MBE%26ao%3D1%26asc%3D35941%26meid%3D0bf489b12c23492cba8561bcb44dbd06%26pid%3D100011%26rk%3D3%26rkt%3D10%26sd%3D272191632387] wäre echt super abbo hast du auf jedenfall von mir

  • TOPTORIALS OFFICE

    Absolut klasse Video, perfekt erklärt von Dir und genau die Art von Projekten die ein Männerherz höher schlagen lässt. Ab der 40. Minute wird es dann nochmal so richtig spannend. Das Ende ebenfalls der Hammer wobei man ja eigentlich nur die Teile hätte beschlagnahmen können, denn Du warst ja hoffentlich nicht wirklich in der Nähe. Trotzdem mutig das Megateil auf die Straße zu lassen. 😉 😉
    Danke nochmal für das tolle Video und die damit verbundene Motivation sich damit wieder mehr zu beschäftigen.

  • L9sHi

    Ich will mir einen microcontroller kaufen und weiß nicht welchen ich mir holen soll ( raspberry pi oder arduino)
    welcher währe besser?

  • showmemore62

    Wirklich ein gutes, lehrreiches Video. Wünschte, meine damaligen Lehrer hätten ihren jeweiligen Stoff nur halb so gut und anschaulich erklärt. Im Interesse aller lernbegierigen: Bitte weiter so!

  • GrandeCalle

    Soweit ich weis, kann man von den GPIOs des raspberry Pi gut 16mA ziehen. Mann sollte jedoch beachten das der gesamtstrom von allen GPIOS 50mA nicht überschreitet.

  • karstenal1

    Super Video :). Kann man die Schaltung mit dem IRLZ24N kurtzschlusssicher machen. Das Problem wenn ich damit ein Zug von einer Modelleisenbahn ansteuern möchte und dieser endgleist kann es auch mal zum Kurzschluss kommen.

  • Daniel M.

    12:09 Frage: Könnte man(n) auch einen Optokoppler nehmen um das Board zu schützen? Wenn der Optokoppler durchbrennt ist das sicher billiger als ein Arduino/Raspberry zu ersetzen.

  • HiMyNameIs392

    hahahah, das beste Video was ich auf YouTube gesehen hab. wirklich! Neben der super Erklärung all dieser nützlichen Anwendungen hast du noch ein paar praxistipps gegeben, die einem echt weiter helfen! Klasse finde ich auch deine filmerischen Qualitäten! vielen Dank!

    ein Thema würde mich jetzt noch sehr interessieren: wie bekomme ich eine wirklich gute Kommunikation zwischen Pi und ardoino zusatnde? ich würde gern über das Internet Einstellungen an Pi senden, der sie dann dem ardoino gibt und der soll die sich merken. Vorschläge?

  • EhsiEhs

    und wo finde ich jetzt infos um einen programmablauf für verschiedene motoren zu schreiben, ( speziell für den raspberry pie, bzw. den Arduino Uno bezugnehmend auf diesen Versuchsanbau in diesem Video ) ?

  • honsey94

    Top Video, super erklärt und durch die Praxisbeispiele verständlich rübergekommen.
    Von mir auf jeden Fall einen Daumen nach oben und ein Abo dagelassen, danke für deine aufgewandte Zeit.
    Ich habe aber dennoch eine Frage:
    Bei Minute 12:24 verwendest zwischen Arduino Pin und dem Gate Ausgang von dem Transistor einen 16000 Ohm Wiederstand.
    Klar ist mir zwar schon das er als Sicherheit dient, aber woher beziehst du die größe des Wiederstands?
    Würde im oben genannten beispiel bei dem Arduino auch ein 150 Ohm Wiederstand ausreichen? Wenn nein warum nicht?

  • Martin Z

    wow! am anfang dachte ich mir noch der typ mit der komischen sprache erklärt einfache schaltungen wo leds blinken…. auf einmal baut der einen roboterarm und dann ein riesen ferngesteuertes auto =O

  • Impossible2500

    Als ich Garagen Tor gesehen hab wusste ich jetzt flippt er aus xD Pokal + Urkunde, 100 Punkte 5 von 5 auf ne Skala von 1-10 is es ne 13 xD weiter so^^

  • Ix Ypsilon

    Bei Transistor-verstärker-Schaltung stellt sich mir die Frage wieso der daraus resultierende, über der "erlaubten" Grenze liegende Strom zwischen dem Spannungsanschluss und Gnd nicht schädlich ist. Oder betrifft diese Grenze nur die Ströme an den Pins? Sorry falls ich es im Video überhört habe :).

    edit: Hab grad weitergeschaut, Frage geklärt. Falls sich das noch wer gewundert hat: min 17:00

  • ZaQuShu Backup #ZaQuShu

    Hallo ich möchte einen Greifarm komplett selber bauen aber wies nicht welche servomotoren stark genug sind ?
    Wieviel muss ich investieren?

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