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====== Kapitel 4: Übungsaufgabe Ampelsteuerung ======

===== Schaltung =====

Wir ändern unseren ersten Versuchsaufbau um eine gelbe und eine grüne LED:

{{:uc-welt:gscheiduino:gscheiduino_breadboard_kap4-ampel.png?direct&300|Aufbau Ampel}}

Die Pinbelegungen sind wie folgt:

Drei 120R-Widerstände: 
  * D3 und G3
  * D6 und G6
  * D9 und G9

Die rote LED: Plus auf J3, Minus auf die Masseschiene

Die gelbe LED: Plus auf J6, Minus auf die Masseschiene

Die grüne LED: Plus auf J9, Minus auf die Masseschiene

Die Kabel:

blau: GND und Masseschiene

rot: 13 und A3

gelb: 12 und A6

grün: 11 und A9

Wir erhalten dadurch folgenden Schaltplan:

{{:uc-welt:gscheiduino:004-schaltung.png?direct&200|}}

===== Definitionssache =====

Um den ganzen Code ein wenig übersichtlicher zu gestalten lernen wir vor der Übung noch eine wichitge Componente der Programmiersprache: //Defines//

Mit diesen Defines können wir den Code deutlich lesbarer machen. Das funktioniert so:

<code c>
#define KONSTANTENNAME Wert
</code>

Jetzt wenden wir diese Definition auf unser erstes Beispiel mit der LED an:

<code c>
#define LED_ROT 13
</code>

Soweit so gut. Jetzt passiert vorerst nichts, wir verwenden also unsere Definition:

<code c>
digitalWrite(LED_ROT, HIGH);
</code>

Was nun passiert ist folgendes:

Der Compiler (Das war das Teil, das unseren Code in Maschinensprache übersetzt) arbeitet den Code von oben nach unten ab. Ganz oben schreiben wir unser //#define// hin. Wenn der Compiler zu dieser Stelle kommt weiß er "Ah, LED_ROT bedeutet in Wirklichkeit 13".

Nun arbeitet er den Code weiter ab und macht dabei etwas geniales: An jeder Stelle, an der //LED_ROT// steht, schreibt der Compiler //13// hin.

Um solche #defines schnell zu erkennen, werden sie in der Regel mit Großbuchstaben geschrieben. Wir erkennen jetzt also, dass zum Beispiel //HIGH// auch eine Konstante ist, die von Arduino bereits definiert wurde.

Warum definieren wir das aber? Ganz einfach: Wenn wir die rote LED mehrfach in unserem Code verwenden müssen, können wir jedesmal LED_ROT schreiben. Sollte sich irgendwann der Pin ändern (Und jeder der jetzt denkt: "Warum sollte sich ein Pin ändern?" sei gewarnt: Das passiert sehr häufig, meistens aus Bequemlichkeit) kann diese Anpassung am Anfang des Codes in der Definition gemacht werden. Einmal und nicht X-mal im gesamten Quellcode.

===== Programmablauf =====

Das Ziel dieser Aufgabe ist es, eine Ampelsteuerung zu simulieren. Das Timing dieser Steuerung soll wie folgt aussehen:

  * Die Ampel startet rot
  * Nach 2 Sekunden rot wird gelb eingeschaltet
  * Nach 1 Sekunde erlischt rot und gelb, grün leuchtet
  * Nach 3 Sekunden schaltet die Ampel von grün auf gelb
  * Nach 1 Sekunde erlischt gelb und der Zyklus beginnt von vorne

===== Kleine Hilfestellung =====

Da die Defines noch neu sind gibt es hier das Grundgerüst des Codes, der erweitert werden soll:

<code c kapitel04_ampel-grund.ino>
#define LED_ROT 13
#define LED_GELB 12
#define LED_GRUEN 11

void setup()
{
  pinMode(LED_ROT, OUTPUT);
}

void loop() 
{
  digitalWrite(LED_ROT, HIGH);
}
</code>

Die Aufgabe besteht nun darin, den Code an den entsprechenden Stellen so zu erweitern, dass die Ampelsteuerung wie oben beschrieben, funktioniert.

Als Vergleich zur selbst erstellten Lösung gibt es [[uc-welt:gscheiduino:04-ampelsteuerung-loesung|hier die Musterlösung]], die aber natürlich nicht benötigt wird!

Jetzt wo wir wissen, wie Ausgänge funktionieren, kommen wir logischerweise zur anderen Richtung:
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