Ein Arduino® ist eine Marke von programmierbaren Mikrocontrollern, die häufig von Bastlern verwendet werden, um mit anderen Geräten zu interagieren. In Projekten wie Robotik und Hausautomation werden Arduino®-Boards häufig mit Sensoren, Tasten und Motoren verbunden. Arduino®-Pins ermöglichen Benutzern den einfachen Anschluss einer Vielzahl von Geräten und Komponenten an den Mikrocontroller. Es gibt drei Haupttypen von Arduino®-Pins: digitale Pins, analoge Pins und Power-Pins.
Digitale Pins können bei den meisten Arduino®-Mikrocontrollern sowohl als Eingangs- als auch als Ausgangspins verwendet werden. Dies bedeutet, dass ein einzelner Pin digitale Daten sowohl senden als auch empfangen kann. Digitale Arduino®-Pins können nur „high“ oder „low“ sein. Wenn ein digitaler Pin High ist, liegt eine konstante Spannung an. Wenn der Pin niedrig ist, ist diese Spannung weg. Das Ein- und Ausschalten einer Leuchtdiode (LED) ist eine gängige Instanz eines digitalen Ausgangs, 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 Boards auch zur Pulsweitenmodulation (PWM) verwendet werden. Pulsweitenmodulation wird verwendet, um einen variierenden analogen Ausgang mit digitalen Pins zu simulieren. Wenn beispielsweise ein Motor mit einem digitalen Ausgangspin verbunden ist, würde er sich drehen, wenn der Pin auf High gebracht wird, und stoppt, wenn der Pin auf Low gebracht wird. Bei PWM wird der digitale Ausgangspin schneller oder langsamer umgeschaltet, um die Geschwindigkeit des Motors zu ändern. Die Pulsweitenmodulation bewirkt, dass die digitalen Arduino®-Pins so schnell hoch und niedrig schalten, dass sich die Verbindung wie ein analoger Ausgang verhält und die resultierende Spannung über diesen Pin präzise gesteuert werden kann.
Arduino®-Mikrocontroller verfügen auch über analoge Eingangspins. Wie digitale Eingangspins werden diese verwendet, um den Zustand eines angeschlossenen Geräts, z. B. eines Sensors, auszulesen. Obwohl digitale Pins nur erkennen können, ob eine Verbindung hoch oder niedrig ist, können analoge Arduino®-Pins den genauen Spannungswert lesen. Dies ist nützlich für die Verbindung mit analogen Sensoren mit einem breiten Bereich möglicher Werte. Zum Beispiel senden analoge Thermometersensoren oft einen Spannungswert, der der Temperatur entspricht. Mit einem analogen Eingangspin kann ein Arduino® den Wert direkt lesen.
Der letzte Typ des Arduino®-Pins ist der Power-Pin. Die meisten Arduino®-Mikrocontroller haben mehrere Power-Pins, die eine Vielzahl von Spannungen empfangen und ausgeben. Einer der wichtigsten ist der „Voltage In“ (VIN) Power Pin. Dieser Pin wird verwendet, um eine konstante Spannung bereitzustellen, um die Platine von einer externen Stromversorgung oder Batterie mit Strom zu versorgen. Fünf-Volt-(5-V-)Stromanschlüsse ermöglichen es Komponenten und Sensoren, eine geregelte XNUMX-Volt-Stromversorgung direkt vom Mikrocontroller zu erhalten. Schließlich können Masse-(GND)-Power-Pins verwendet werden, um Geräte, die mit einem Arduino® verbunden sind, elektrisch zu erden.