Raspberry Pi - Potentiometer
Dieses Tutorial zeigt Ihnen, wie Sie Raspberry Pi mit einem Potentiometer verwenden, das auch als Poti, Trimmer, variabler Widerstand, Rheostat oder Dreh-Winkelsensor bekannt ist. Im Detail lernen wir:
- Wie ein Potentiometer funktioniert.
- Wie Sie ein Potentiometer an Raspberry Pi anschließen.
- Wie Sie Raspberry Pi programmieren, um den Wert vom Potentiometer zu lesen
- Wie Sie den gelesenen Wert in einen anderen Wert umwandeln, wie Spannung, Winkel des Servo Motors, Geschwindigkeit des Motors, Helligkeit der LED...
Hardware Erforderlich
Oder Sie können die folgenden Kits kaufen:
| 1 | × | DIYables Sensor-Kit (30 Sensoren/Displays) | |
| 1 | × | DIYables Sensor-Kit (18 Sensoren/Displays) |
Über Potentiometer
Ein Dreh-Potentiometer, auch als Dreh-Winkelsensor bekannt, wird verwendet, um den Wert eines Elements manuell zu ändern. Beispiele sind die Lautstärke einer Stereoanlage, die Helligkeit einer Lampe und die Zoom-Stufe eines Oszilloskops.
Die Potentiometer Pinbelegung
Ein Potentiometer hat normalerweise drei Pins:
- Der GND-Pin sollte mit der Masse (0V) verbunden werden
- Der VCC-Pin sollte mit VCC (5V oder 3.3V) verbunden werden
- Der Ausgangs-Pin sendet die Spannung an den Eingangs-Pin des Raspberry Pi.
※ Notiz:
Der GND-Pin und der VCC-Pin können vertauscht werden.
Wie es funktioniert
Die drehbare Welle des Potentiometers kann von 0°, was am nächsten zu GND ist, zu einem maximalen Winkel bewegt werden, der am nächsten zum VCC-Pin ist. Dieser maximale Winkel wird als ANGLE_MAX bezeichnet.
※ Notiz:
Der Wert von ANGLE_MAX wird vom Hersteller bestimmt. Im Allgemeinen beachten wir ihn nicht, außer wenn wir den Rotationswinkel berechnen müssen (siehe Anwendungsfälle-Abschnitt).
Das Funktionsprinzip:
- Ein Benutzer dreht die Welle des Potentiometers
- ⇒ Der Winkel des Potentiometers wird geändert
- ⇒ Der Widerstand des Potentiometers wird geändert
- ⇒ Die Spannung am Ausgangs-Pin des Potentiometers wird geändert
- ⇒ Der analoge Wert, der vom Raspberry Pi gelesen wird, wird geändert
Raspberry Pi - Potentiometer
Das Raspberry Pi Board hat keinen eingebauten ADC. Wir müssen ein externes ADC-Modul (z.B. ADS1115 Modul) verwenden, um die analoge Spannung vom Potentiometer zu lesen.
- Das Potentiometer ist mit dem ADS1115-Modul verbunden.
- Das ADS1115-Modul wandelt die Spannung vom Potentiometer in den ADC-Wert um
- Der Raspberry Pi verbindet sich mit dem ADS1115-Modul und liest den ADC-Wert über die I2C-Schnittstelle.
Das ADS1115-Modul ist ein hochauflösendes 16-Bit ADC-Wandlermodul. Es wandelt einen Spannungsbereich von 0V bis 3,3V in einen ADC-Wertebereich von 0 bis 65535 um.
Sobald wir den ADC-Wert erhalten haben, können wir diesen Wert zu einem anderen skalieren. Betrachten wir einige Beispielanwendungen:
- Zurückskalieren zur Spannung des Potentiometers.
- Skalieren zur Lautstärke einer Stereoanlage
- Skalieren zur Helligkeit der LED
- Skalieren zur Geschwindigkeit eines DC-Motors
- Skalieren zum Winkel des Servo Motors.
Skalierungsbereich
| VON | ZU | |||
|---|---|---|---|---|
| Winkel | vom Benutzer gedreht | 0° | → | ANGLE_MAX |
| Spannung | vom Potentiometer-Pin | 0V | → | 3.3 |
| ADC-Wert | vom Raspberry Pi gelesen | 0 | → | 65536 |
| Anderer Wert | vom Raspberry Pi umgewandelt | VALUE_MIN | → | VALUE_MAX |
Schaltbild
- Raspberry Pi Potentiometer Schaltbild ohne Breadboard
Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.
- Raspberry Pi Potentiometer Schaltbild mit Breadboard
Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.
Um Ihren Verdrahtungsaufbau zu vereinfachen und zu organisieren, empfehlen wir die Verwendung eines Schraubklemmenblock-Shields für Raspberry Pi. Dieses Shield gewährleistet sicherere und besser verwaltbare Verbindungen, wie unten gezeigt:
Wie Sie Raspberry Pi Code programmieren, um Werte vom Potentiometer zu lesen
Schnelle Schritte
- Stellen Sie sicher, dass Sie Raspbian oder ein anderes Raspberry Pi-kompatibles Betriebssystem auf Ihrem Pi installiert haben.
- Stellen Sie sicher, dass Ihr Raspberry Pi mit demselben lokalen Netzwerk wie Ihr PC verbunden ist.
- Stellen Sie sicher, dass Ihr Raspberry Pi mit dem Internet verbunden ist, falls Sie einige Bibliotheken installieren müssen.
- Wenn Sie Raspberry Pi zum ersten Mal verwenden, siehe Raspberry Pi Getting Started Leitfaden, um zuerst die Grundlagen zu lernen.
- Verbinden Sie Ihren PC über SSH mit dem Raspberry Pi, indem Sie den integrierten SSH-Client unter Linux und macOS oder PuTTY unter Windows verwenden. Siehe wie Sie Ihren PC über SSH mit Raspberry Pi verbinden.
- Stellen Sie sicher, dass die RPi.GPIO Bibliothek installiert ist. Falls nicht, installieren Sie sie mit folgendem Befehl:
- Installieren Sie die Adafruit_ADS1x15 Bibliothek, indem Sie die folgenden Befehle in Ihrem Raspberry Pi Terminal ausführen:
- Erstellen Sie eine Python-Skript-Datei potentiometer.py und fügen Sie den folgenden Code hinzu:
- Speichern Sie die Datei und führen Sie das Python-Skript aus, indem Sie den folgenden Befehl im Terminal ausführen:
- Drehen Sie das Potentiometer.
- Überprüfen Sie das Ergebnis im Terminal.
Das Skript läuft in einer Endlosschleife kontinuierlich, bis Sie Ctrl + C im Terminal drücken.
Video Tutorial
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