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Arduino Nano ESP32 - Ethernet

Arduino Nano ESP32 - DIP-Schalter

In der Elektronik finden DIP-Schalter (Dual-In-Line-Package) breite Anwendung bei Konfigurationsaufgaben, wie Geräteadressen, Kommunikationseinstellungen und Sicherheitscodes. Dieses Tutorial wird erläutern, wie man den DIP-Schalter mit dem Arduino Nano ESP32 verwendet. Genauer gesagt werden wir Folgendes behandeln:

Wie DIP-Schalter funktionieren
Verbindungen zwischen dem DIP-Schalter und dem Arduino Nano ESP32 herstellen
Arduino Nano ESP32 so programmieren, dass es die Ein/Aus-Zustände des DIP-Schalters ausliest
Arduino Nano ESP32 so programmieren, dass es den vom DIP-Schalter konfigurierten Ganzzahlwert interpretiert

Erforderliche Hardware

1	×	Arduino Nano ESP32
1	×	USB-Kabel Typ-A zu Typ-C (für USB-A PC)
1	×	USB-Kabel Typ-C zu Typ-C (für USB-C PC)
1	×	DIP Schalter
1	×	Breadboard
1	×	Verbindungskabel
1	×	(Empfohlen) Schraubklemmen-Erweiterungsboard für Arduino Nano
1	×	(Empfohlen) Breakout-Erweiterungsboard für Arduino Nano
1	×	(Empfohlen) Stromverteiler für Arduino Nano ESP32

Oder Sie können die folgenden Kits kaufen:

1	×	DIYables Sensor-Kit (30 Sensoren/Displays)
1	×	DIYables Sensor-Kit (18 Sensoren/Displays)

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Über DIP-Schalter

DIP-Schalter dienen als unverzichtbare Werkzeuge zur Konfiguration von Geräten und ermöglichen es Benutzern, Parameter wie die Geräteadresse, Kommunikationseinstellungen, Sicherheitscodes, Betriebsmodi und Systemeinstellungen über verschiedene Branchen und Anwendungen hinweg anzupassen.

Ein DIP-Schalter besteht aus mehreren kleinen Schiebeschaltern, die zusammengefasst sind, wobei jeder Schalter als eine „Position“ bezeichnet wird. Diese Schalter sind in verschiedenen Typen erhältlich, je nach der Anzahl der Positionen, die sie bieten. Zum Beispiel gibt es DIP-Schalter mit 2 Positionen, 4 Positionen, 5 Positionen, 6 Positionen, 8 Positionen und 10 Positionen.

Jede Position eines DIP-Schalters entspricht einem konfigurierbaren Bit einer Zahl. Indem man diese Positionen zwischen EIN und AUS umschaltet, können Benutzer den gewünschten numerischen Wert festlegen, den sie konfigurieren möchten.

Pinbelegung

image source: diyables.io

Ein DIP-Schalter besteht aus zwei Stiftreihen, wobei die Anzahl der Stifte in jeder Reihe der Anzahl der verfügbaren Schaltstellungen entspricht. Zum Beispiel hat ein DIP-Schalter mit vier Positionen insgesamt acht Stifte, gleichmäßig verteilt mit je vier Stiften auf jeder Seite. Innerhalb der DIP-Schalteranordnung entspricht jedes Paar gegenüberliegender Stifte einem Schiebeschalter. Wichtig ist, dass zwischen Pins auf den beiden Seiten kein Unterschied gemacht werden muss, da sie austauschbar verwendet werden können.

Wie es funktioniert

Bei DIP-Schaltern bedeutet eine ON-Position, dass der Schalter betätigt bzw. geschlossen ist. Dies impliziert, dass eine elektrische Verbindung hergestellt ist, die den Stromfluss durch den Schalter ermöglicht.

Umgekehrt bedeutet der Schalter in der OFF-Position, dass der Schalter ausgeschaltet oder offen ist. In diesem Zustand ist die elektrische Verbindung unterbrochen, wodurch der Stromfluss durch den Schalter verhindert wird.

Zur Klarstellung:

EIN-Stellung: Stellt einen geschlossenen Stromkreis her, durch den der Strom fließen kann.
AUS-Stellung: Öffnet einen offenen Stromkreis und blockiert den Stromfluss.

Wenn eine Seite eines Schalters mit Masse (GND) verbunden ist und die andere Seite an einen Pin des Arduino Nano ESP32 angeschlossen ist, und der Pin des Arduino Nano ESP32 als digitaler Eingang mit Pull-Up-Widerstand konfiguriert ist, veranschaulicht die untenstehende Tabelle die Beziehung zwischen der Position des Schalters und den vom Arduino Nano ESP32 gelesenen Werten:

DIP switch position	Binary representation	Circuit state	Arduino Nano ESP32 pin state
ON	1	CLOSED	LOW
OFF	0	OPEN	HIGH

In den nächsten Teilen verwenden wir zum Beispiel einen DIP-Schalter mit 4 Positionen. Sie können ihn leicht an DIP-Schalter mit 2 Positionen, 3 Positionen, 5 Positionen, 6 Positionen, 8 Positionen und 10 Positionen anpassen.

Verdrahtungsdiagramm

Arduino Nano ESP32 DIP-Schalter-Schaltplan

Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.

Arduino Nano ESP32 Code - DIP-Schalter

Wir werden anhand von zwei Codebeispielen lernen:

Das Auslesen des Ein/Aus-Zustands einzelner Positionen am DIP-Schalter.
Die Positionen in eine Zahl kodieren.

Arduino Nano ESP32-Code – Lesen des EIN/AUS-Zustands des DIP-Schalters

/* * Dieser Arduino Nano ESP32 Code wurde von newbiely.de entwickelt * Dieser Arduino Nano ESP32 Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt. * Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte: * https://newbiely.de/tutorials/arduino-nano-esp32/arduino-nano-esp32-dip-switch */ #define POSITION_NUM 4 #define ON LOW #define OFF HIGH // define the Arduino Nano ESP32 pins connected to the dip switch const int SWITCH_PINS[] = { D4, D5, D6, D7 }; void setup() { // initialize serial communication Serial.begin(9600); // set the dip switch pins as inputs with pull-up resistors enabled for (int i = 0; i < POSITION_NUM; i++) pinMode(SWITCH_PINS[i], INPUT_PULLUP); } void loop() { // Read the state of each switch position for (int i = 0; i < POSITION_NUM; i++) { Serial.print("position "); Serial.print(i + 1); Serial.print(": "); int state = digitalRead(SWITCH_PINS[i]); if (state == ON) Serial.println("ON "); else Serial.println("OFF "); } Serial.println(); // add a delay to prevent rapid readings delay(500); }

Schnelle Schritte

Um mit dem Arduino Nano ESP32 zu beginnen, folgen Sie diesen Schritten:

Wenn Sie neu bei Arduino Nano ESP32 sind, lesen Sie das Tutorial zu wie man die Umgebung für Arduino Nano ESP32 in der Arduino IDE einrichtet.
Verdrahten Sie die Komponenten gemäß dem bereitgestellten Diagramm.
Schließen Sie das Arduino Nano ESP32-Board mit einem USB-Kabel an Ihren Computer an.
Starten Sie die Arduino IDE auf Ihrem Computer.
Wählen Sie das Arduino Nano ESP32-Board und den entsprechenden COM-Port aus.
Verdrahten Sie gemäß dem oben gezeigten Verdrahtungsdiagramm.
Verbinden Sie das Arduino Nano ESP32-Board per USB-Kabel mit dem PC.
Öffnen Sie die Arduino IDE.
Wählen Sie das richtige Board und den richtigen Port aus.
Klicken Sie in der Arduino IDE auf die Schaltfläche Upload, um den Code auf das Arduino Nano ESP32 hochzuladen.
Schalten Sie nacheinander jede Position des DIP-Schalters auf ON.
Sehen Sie das Ergebnis im Serial Monitor.

COM6

Send

position 1: OFF position 2: OFF position 3: OFF position 4: OFF position 1: ON position 2: OFF position 3: OFF position 4: OFF position 1: ON position 2: ON position 3: OFF position 4: OFF position 1: ON position 2: ON position 3: ON position 4: OFF position 1: ON position 2: ON position 3: ON position 4: ON

Autoscroll Show timestamp

Clear output

9600 baud

Newline

Arduino Nano ESP32-Code - Kodierung der Zustände des DIP-Schalters in eine Zahl

/* * Dieser Arduino Nano ESP32 Code wurde von newbiely.de entwickelt * Dieser Arduino Nano ESP32 Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt. * Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte: * https://newbiely.de/tutorials/arduino-nano-esp32/arduino-nano-esp32-dip-switch */ #define POSITION_NUM 4 #define ON LOW #define OFF HIGH // define the Arduino Nano ESP32 pins connected to the dip switch const int SWITCH_PINS[] = { D4, D5, D6, D7 }; void setup() { // Initialize serial communication Serial.begin(9600); // Set the DIP switch pins as inputs with pull-up resistors enabled for (int i = 0; i < POSITION_NUM; i++) pinMode(SWITCH_PINS[i], INPUT_PULLUP); } void loop() { int encoded_state = 0; for (int i = 0; i < POSITION_NUM; i++) { int state = digitalRead(SWITCH_PINS[i]); if (state == ON) encoded_state |= 1 << (POSITION_NUM - i - 1); } Serial.print("encoded state: "); Serial.println(encoded_state); // add a delay to prevent rapid readings delay(500); }

Schnelle Schritte

Um mit dem Arduino Nano ESP32 zu beginnen, folgen Sie diesen Schritten:

Wenn Sie neu bei Arduino Nano ESP32 sind, lesen Sie das Tutorial zu wie man die Umgebung für Arduino Nano ESP32 in der Arduino IDE einrichtet.
Verdrahten Sie die Bauteile gemäß dem bereitgestellten Diagramm.
Schließen Sie das Arduino Nano ESP32-Board mit einem USB-Kabel an Ihren Computer an.
Starten Sie die Arduino IDE auf Ihrem Computer.
Wählen Sie das Arduino Nano ESP32-Board und den entsprechenden COM-Port aus.
Laden Sie den obigen Code auf den Arduino Nano ESP32 hoch.
Stellen Sie nacheinander jede Position des DIP-Schalters auf EIN.
Sehen Sie das Ergebnis im Serial Monitor; es sieht so aus, wie unten gezeigt.

COM6

Send

encoded state: 0 encoded state: 1 encoded state: 2 encoded state: 3 encoded state: 4 encoded state: 5 encoded state: 6 encoded state: 7 encoded state: 8 encoded state: 9 encoded state: 10 encoded state: 11 encoded state: 12 encoded state: 13 encoded state: 14 encoded state: 15

Autoscroll Show timestamp

Clear output

9600 baud

Newline

Bitte beachten Sie, dass der Wert von den Positionen jedes einzelnen DIP-Schalters abhängt. Die untenstehende Tabelle zeigt die Zuordnung zwischen ON/OFF-Positionen und dem Ganzzahlwert für einen DIP-Schalter mit vier Positionen:

Position-1	Position-2	Position-3	Position-4	Binary Value	Decimal Value
OFF	OFF	OFF	OFF	0000	0
OFF	OFF	OFF	ON	0001	1
OFF	OFF	ON	OFF	0010	2
OFF	OFF	ON	ON	0011	3
OFF	ON	OFF	OFF	0100	4
OFF	ON	OFF	ON	0101	5
OFF	ON	ON	OFF	0110	6
OFF	ON	ON	ON	0111	7
ON	OFF	OFF	OFF	1000	8
ON	OFF	OFF	ON	1001	9
ON	OFF	ON	OFF	1010	10
ON	OFF	ON	ON	1011	11
ON	ON	OFF	OFF	1100	12
ON	ON	OFF	ON	1101	13
ON	ON	ON	OFF	1110	14
ON	ON	ON	ON	1111	15

Video Tutorial

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Arduino Nano ESP32 - DIP-Schalter

Erforderliche Hardware

Über DIP-Schalter

Pinbelegung

Wie es funktioniert

Verdrahtungsdiagramm

Arduino Nano ESP32 Code - DIP-Schalter

Arduino Nano ESP32-Code – Lesen des EIN/AUS-Zustands des DIP-Schalters

Schnelle Schritte

Arduino Nano ESP32-Code - Kodierung der Zustände des DIP-Schalters in eine Zahl

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