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uc-welt:gscheiduino:11-hysterese [2016/01/06 18:23] – Hannes Jochriemuc-welt:gscheiduino:11-hysterese [2024/02/06 09:43] (aktuell) – Externe Bearbeitung 127.0.0.1
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-====== Hysterese ======+====== Kapitel 11: Hysterese ======
  
 ===== Was ist eine Hysterese ===== ===== Was ist eine Hysterese =====
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 </code> </code>
  
-Ja, das funktioniert, ist aber sicherlich nicht sonderlich elegant. Um das Ganze besser zu lösen gibt es die so genannten **logischen Verknüpfungen**.+Ja, das funktioniert, ist aber nicht sonderlich elegant. Um das Ganze besser zu lösen gibt es praktischerweise die so genannten **logischen Verknüpfungen**.
  
 Für uns sind vorerst folgende zwei wichtig: Für uns sind vorerst folgende zwei wichtig:
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 } }
 </code> </code>
 +
 +Diese Verknüpfung dürfen wir gleich für unser Hysteresbeispiel verwenden:
 +
 +===== Hysterese in Software =====
 +
 +Wie oben beschrieben benötigen wir zwei zusätzliche Werte:
 +
 +<code c>
 +int wert_steigt = 1;
 +#define HYSTERESE 20
 +#define SCHWELLWERT 613
 +</code>
 +
 +//wert_steigt// ist die Variable, die sich den Zustand des Systems merkt. Wir definieren sie hier mit 1, damit sie irgend eine Grundinitialisierung hat. Ist aber eigentlich egal, wir werden den Wert in der setup()-Routine definieren, indem wir abfragen, ob der Wandlerwert unter oder über der Schwelle liegt.
 +
 +//HYSTERESE// ist in diesem Fall ein Wert, den wir vom gewünschten Schwellwert abziehen oder addieren. Wir wollen eine Gesamthysterese von 0,2V erreichen, das heißt, der untere Schwellwert beträgt 2,9V, der obere 3,1V.
 +
 +Grafisch dargestellt sieht das so aus:
 +
 +{{:uc-welt:gscheiduino:011-schwellwerte.png?direct&500|Schwellwerte grafisch}}
 +
 +Zusätzlich definieren wir noch unseren Schwellwert, einfach weil es den Code schöner macht.
 +
 +<note tip>Wie wir auf diese Werte kommen wird [[uc-welt:gscheiduino:08-analoginputs#theorie|hier]] beschrieben.</note>
 +
 +Wer sich traut, darf jetzt gerne selber versuchen, den Code zu schreiben. Für alle anderen folgt hier die Lösung:
 +
 +<code c kapitel11_schwellwert_hysterse.ino>
 +#define LED_ROT 13
 +#define LED_GRUEN 11
 +#define ANALOGPIN A0
 +#define HYSTERESE 20
 +#define SCHWELLWERT 613
 + 
 +int wert_steigt = 1;
 +int messwert = 0;
 + 
 +void setup()
 +{
 +  pinMode(LED_ROT, OUTPUT);   // Pin auf Ausgang
 +  pinMode(LED_GRUEN, OUTPUT); // Pin auf Ausgang
 +  pinMode(ANALOGPIN, INPUT);  // Pin auf Eingang
 +  if(analogRead(ANALOGPIN)<SCHWELLWERT)
 +  {  // Der Wert ist im grünen Bereich, kann also steigen
 +    wert_steigt = 1;
 +    digitalWrite(LED_ROT, LOW);    // rote LED aus
 +    digitalWrite(LED_GRUEN, HIGH); // gruene LED an
 +  }
 +  else
 +  {  // Der Wert ist im roten Bereich, kann also fallen
 +    wert_steigt = 0;
 +    digitalWrite(LED_ROT, HIGH);  // rote LED an
 +    digitalWrite(LED_GRUEN, LOW); // gruene LED aus
 +  }
 +}
 + 
 +void loop()
 +{
 +  messwert = analogRead(ANALOGPIN);
 +  // Lieber mehr Klammern setzen als zu wenig, so ist die Reihenfolge sicher definiert:
 +  if((wert_steigt == 1) && (messwert > (SCHWELLWERT + HYSTERESE)))
 +  { // Wenn der Wert >SCHWELLWERT+HYSTERESE ist, wird folgender Code ausgeführt:
 +    digitalWrite(LED_ROT, HIGH);  // rote LED an
 +    digitalWrite(LED_GRUEN, LOW); // gruene LED aus
 +    wert_steigt = 0;
 +  }
 +  else if((wert_steigt == 0) && (messwert < (SCHWELLWERT - HYSTERESE))) 
 +  { // Ansonsten wird dieser Code hier ausgeführt:
 +    digitalWrite(LED_ROT, LOW);    // rote LED aus
 +    digitalWrite(LED_GRUEN, HIGH); // gruene LED an
 +    wert_steigt = 1;
 +  }
 +  else
 +  { // nichts tun
 +  }
 +}
 +</code>
 +
 +Wir fassen noch einmal zusammen was das Programm macht:
 +
 +  * In der setup()-Routine wird der Eingang ausgelesen um zu entscheiden, ob man unter oder ober der Schwelle ist
 +  * Entsprechend werden auch schon die LEDs ein- bzw. ausgeschaltet
 +  * In der loop()-Routine wird der Eingang ausgelesen und in eine Variable gespeichert
 +  * Abhängig von "unter" oder "über Schwelle" werden verschiedene Vergleichswerte verwendet
 +  * Dadurch entsteht eine Hysterese und es kann nicht zu zu schnell wechselnden Zuständen kommen
 +
 +Nach erfolgreichen Upload des Programms kann es sofort getestet werden:
 +
 +Wenn man nun das Poti langsam zum Schwellwert dreht, schaltet die LED um. Nun muss das Poti weiter als zuvor zurück gedreht werden, damit die LEDs wieder zurückschalten. Wie viel unterschied zwischen den zwei Umschaltpunkten ist, kann man mit #define HYSTERESE einstellen.
 +
 +Da wir uns jetzt schon sehr gut mit Analogeingängen und Hysteresen auskennen, kommt ein ganz klassisches Beispiel für beide Anwendungen:
 +
 +[[uc-welt:gscheiduino:12-daemmerungsschalter|Kapitel 12: Dämmerungsschalter]]