Was sind die verschiedenen Arten von Arduino® Pins?
Ein Arduino® ist ein programmierbarer Mikrocontroller, der von Hobbyisten häufig zur Interaktion mit anderen Geräten verwendet wird. In Projekten wie Robotik und Hausautomation werden Arduino®-Boards üblicherweise mit Sensoren, Tasten und Motoren verbunden. Mit Arduino®-Pins können Benutzer auf einfache Weise eine Vielzahl von Geräten und Komponenten an den Mikrocontroller anschließen. Es gibt drei Haupttypen von Arduino®-Pins: digitale Pins, analoge Pins und Power-Pins.
Digitale Pins können bei den meisten Arduino®-Mikrocontrollern als Eingangs- und Ausgangs-Pins verwendet werden. Dies bedeutet, dass ein einzelner Pin sowohl digitale Daten senden als auch empfangen kann. Digitale Arduino®-Pins können nur "hoch" oder "niedrig" sein. Wenn ein digitaler Pin hoch ist, liegt eine konstante Spannung an. Wenn der Pin niedrig ist, ist diese Spannung weg. Das Ein- und Ausschalten einer Leuchtdiode (LED) ist ein häufiges Beispiel für einen digitalen Ausgang, und das Überprüfen des Status einer Taste ist ein Beispiel für einen digitalen Eingang.
Neben einfachen Ein- und Ausgängen können die digitalen Arduino®-Pins vieler Karten auch für die Pulsweitenmodulation (PWM) verwendet werden. Die Pulsweitenmodulation wird verwendet, um einen variierenden Analogausgang unter Verwendung digitaler Stifte zu simulieren. Wenn zum Beispiel ein Motor an einen digitalen Ausgangsstift angeschlossen ist, würde er sich drehen, wenn der Stift hoch gebracht wurde, und anhalten, wenn der Stift niedrig gemacht wurde. Bei PWM wird der digitale Ausgangsstift schneller oder langsamer umgeschaltet, um die Motordrehzahl zu ändern. Durch die Pulsweitenmodulation werden die digitalen Arduino®-Pins so schnell auf High und Low geschaltet, dass sich die Verbindung wie ein Analogausgang verhält und die resultierende Spannung über diesen Pin präzise gesteuert werden kann.
Arduino®-Mikrocontroller verfügen auch über analoge Eingangspins. Diese werden wie digitale Eingangspins verwendet, um den Status eines angeschlossenen Geräts, z. B. eines Sensors, zu lesen. Obwohl digitale Pins nur erkennen können, ob eine Verbindung hoch oder niedrig ist, können Arduino®-Pins mit analogen Eingängen den genauen Spannungswert lesen. Dies ist nützlich für die Verbindung mit analogen Sensoren mit einem breiten Bereich möglicher Werte. Beispielsweise senden analoge Thermometersensoren häufig einen Spannungswert, der der Temperatur entspricht. Über einen analogen Eingangspin kann ein Arduino® den Wert direkt lesen.
Die letzte Art von Arduino®-Pin ist der Power-Pin. Die meisten Arduino®-Mikrocontroller verfügen über mehrere Stromanschlüsse, die eine Vielzahl von Spannungen empfangen und ausgeben. Einer der wichtigsten ist der "Spannungseingang" (VIN). Dieser Pin wird verwendet, um eine konstante Spannung für die Stromversorgung der Platine über ein externes Netzteil oder eine externe Batterie bereitzustellen. Fünf-Volt-Stromanschlüsse (5 V) ermöglichen es Komponenten und Sensoren, geregelten Fünf-Volt-Strom direkt vom Mikrocontroller zu erhalten. Schließlich können Ground-Power-Pins (GND) verwendet werden, um Geräte, die mit einem Arduino® verbunden sind, elektrisch zu erden.