{"id":15574,"date":"2016-06-15T09:12:24","date_gmt":"2016-06-15T07:12:24","guid":{"rendered":"https:\/\/www.vcp.de\/pfadfinden\/?p=15574"},"modified":"2020-02-23T09:29:52","modified_gmt":"2020-02-23T08:29:52","slug":"arduino-laermampel-teil-1-schallpegelmessung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/vcp.de\/pfadfinden\/scoutlab\/arduino-laermampel-teil-1-schallpegelmessung\/","title":{"rendered":"Arduino: L\u00e4rmampel (Teil 1) &#8211; Schallpegelmessung"},"content":{"rendered":"<p>Das Projekt &#8222;L\u00e4rmampel&#8220; besteht aus drei Teilen. Jeder Teil kann als eigenst\u00e4ndiges Projekt umgesetzt werden, ohne alle drei Teile in einem Workshop umsetzen zu m\u00fcssen.<\/p>\n<p>Wir besch\u00e4ftigen uns heute mit dem Arduino. Der Arduino ist ein kleiner Micro Controller, der sich gut dazu eignet, um in der Gruppenstunde kleine Prototypen zu basteln.<\/p>\n<h2>Zielgruppe<\/h2>\n<p>Pfadfinderinnen und Pfadfinder<\/p>\n<h2>Ziel von Teil 1<\/h2>\n<p>Mit einem Mikrofon k\u00f6nnen wir den Schallpegel in\u00a0der Umgebung bestimmen und optisch darstellen.<\/p>\n<h2>Zeitaufwand<\/h2>\n<p>ca. 45 Minuten<\/p>\n<h2>Material<\/h2>\n<ul>\n<li>Arduino Uno<\/li>\n<li>Breadboard<\/li>\n<li>Audio-Sensor<\/li>\n<li>1 Leuchtdiode (rot)<\/li>\n<li>Widerstand &#8211; 220\u00a0\u03a9<\/li>\n<li>Jumper-Kabel<\/li>\n<li>Trillerpfeife (um den Schallpegel-Wert\u00a0zu \u00fcberschreiten)<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.vcp.de\/pfadfinden\/wp-content\/uploads\/2020\/02\/Material.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-medium wp-image-15579\" src=\"https:\/\/www.vcp.de\/pfadfinden\/wp-content\/uploads\/2020\/02\/Material-300x140.jpg\" alt=\"\" width=\"300\" height=\"140\" srcset=\"https:\/\/vcp.de\/pfadfinden\/wp-content\/uploads\/2020\/02\/Material-300x140.jpg 300w, https:\/\/vcp.de\/pfadfinden\/wp-content\/uploads\/2020\/02\/Material-1024x479.jpg 1024w, https:\/\/vcp.de\/pfadfinden\/wp-content\/uploads\/2020\/02\/Material-768x359.jpg 768w, https:\/\/vcp.de\/pfadfinden\/wp-content\/uploads\/2020\/02\/Material-1536x718.jpg 1536w, https:\/\/vcp.de\/pfadfinden\/wp-content\/uploads\/2020\/02\/Material-2048x958.jpg 2048w\" sizes=\"auto, (max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a><\/p>\n<h2>Aufbau<\/h2>\n<p><a href=\"https:\/\/dev-blog.vcp.de\/wp-content\/uploads\/2016\/06\/LED-Aufbaue-leg.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignright wp-image-295 \" src=\"https:\/\/dev-blog.vcp.de\/wp-content\/uploads\/2016\/06\/LED-Aufbaue-leg-80x300.png\" width=\"40\" height=\"150\" \/><\/a>Der Aufbau ist relativ einfach.\u00a0LED\u2019s leuchten nur, wenn der Strom in die richtige Richtung flie\u00dft. Deswegen macht es Sinn, unterschiedliche Kabelfarben zu verwenden. Am besten Schwarz (- oder GND) f\u00fcr das k\u00fcrze Bein und Gr\u00fcn\u00a0f\u00fcr das l\u00e4ngere Bein.<\/p>\n<p>Jetzt kann\u00a0die LED mit dem Arduino verbunden werden. Das schwarze Kabel muss mit einem der GND Pin\u2019s auf dem Arduino verbunden werden. Das andere Kabel muss mit jeweils einem Digital out Pin verbunden werden (hier Pin 8). Damit die LED nicht zu viel Strom bekommt und durchbrennt haben wir zwischen LED und Pin noch einen Widerstand geschaltet.<\/p>\n<p>F\u00fcr das Experiment wird\u00a0eine fertiger Audio-Sensor verwendet.<br \/>\nDamit k\u00f6nnen wir das Mikrofon wie einen analogen Sensor einlesen. Der\u00a0Senor hat vier<br \/>\nAnschl\u00fcsse, zwei f\u00fcr die Stromversorgung und einen analogen und einen digitalen f\u00fcr das Mikrofon-Signal.<br \/>\nF\u00fcr das Experiment nutzen wir nur den analogen Ausgang.<\/p>\n<figure id=\"attachment_15576\" aria-describedby=\"caption-attachment-15576\" style=\"width: 300px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><a href=\"https:\/\/www.vcp.de\/pfadfinden\/wp-content\/uploads\/2020\/02\/IMG_5569.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-15576 size-medium\" src=\"https:\/\/www.vcp.de\/pfadfinden\/wp-content\/uploads\/2020\/02\/IMG_5569-300x125.png\" alt=\"\" width=\"300\" height=\"125\" srcset=\"https:\/\/vcp.de\/pfadfinden\/wp-content\/uploads\/2020\/02\/IMG_5569-300x125.png 300w, https:\/\/vcp.de\/pfadfinden\/wp-content\/uploads\/2020\/02\/IMG_5569-768x321.png 768w, https:\/\/vcp.de\/pfadfinden\/wp-content\/uploads\/2020\/02\/IMG_5569.png 902w\" sizes=\"auto, (max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-15576\" class=\"wp-caption-text\">Anschl\u00fcsse auf dem Audio-Sensor<\/figcaption><\/figure>\n<pre><\/pre>\n<pre>F\u00fcr den Versuch ist es <strong><em>wichtig<\/em><\/strong>, dass die Anschl\u00fcsse auf dem Audio-Sensor richtig verdrahtet werden!<\/pre>\n<ul>\n<li style=\"list-style-type: none;\">\n<ul>\n<li><strong>AO<\/strong> &#8211; wei\u00dfes Kabel<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n<ul>\n<li style=\"list-style-type: none;\">\n<ul>\n<li><strong>G (auch GND)<\/strong> &#8211; schwarzes Kabel<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n<ul>\n<li style=\"list-style-type: none;\">\n<ul>\n<li><strong>+<\/strong> &#8211; rotes Kabel<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n<ul>\n<li style=\"list-style-type: none;\">\n<ul>\n<li>(DO &#8211; digitaler Ausgang, wird nicht ben\u00f6tigt!)<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h2 style=\"padding-left: 30px;\">Mikrofon<\/h2>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p style=\"padding-left: 30px;\">Auf dem dem Audio-Sensor befindet sich ein Kondensatormikrofon. Die interne Kapazit\u00e4t des Kondensatormikrofons \u00e4ndert sich bei\u00a0Bewegung der Membran durch Schallwellen. Dabei entstehen minimale Spannungs\u00e4nderung, die man messen kann. Auf dem Senor\u00a0wird das Signal um das hundertfach verst\u00e4rkt, damit die Spannungs\u00e4nderungen mit einem Arduino gemessen werden kann.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p style=\"text-align: center; padding-left: 30px;\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter\" src=\"https:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/6\/6f\/Kondensatormikrofon.svg\" alt=\"Kondensatormikrofon\" width=\"325\" height=\"203\" \/> By Kevin [<a href=\"http:\/\/www.gnu.org\/copyleft\/fdl.html\">GFDL<\/a>, <a href=\"http:\/\/creativecommons.org\/licenses\/by-sa\/3.0\/\">CC-BY-SA-3.0<\/a> or <a href=\"http:\/\/creativecommons.org\/licenses\/by-sa\/2.5-2.0-1.0\">CC BY-SA 2.5-2.0-1.0<\/a>], <a href=\"https:\/\/commons.wikimedia.org\/wiki\/File%3AKondensatormikrofon.svg\">via Wikimedia Commons<\/a><\/p>\n<p>Jetzt kann es mit der Programmierung losgehen. Der Arduino liefert eine eigene Entwicklungsumgebung mit. Ihr k\u00f6nnt sie f\u00fcr euren Laptop unter <a href=\"http:\/\/www.arduino.cc\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">arduino.cc<\/a> herunterladen. Nach der <a href=\"https:\/\/dev-blog.vcp.de\/scoutlab-box\/arduino-entwicklungsumgebung\/\">Installation<\/a> k\u00f6nnt ihr das Programm \u00f6ffnen und den Code f\u00fcr die Schallpegelmessung in den Editor kopieren.<\/p>\n<pre>[c]<br \/>\nconst int mikrofon = A0;<br \/>\nconst int grenze = 600;<br \/>\nconst int led = 8;<br \/>\nconst int dauer = 500;<br \/>\nvoid setup() {<br \/>\nSerial.begin(9600);<br \/>\npinMode(led, OUTPUT); }<br \/>\nvoid loop() {<br \/>\nint lautstaerke = analogRead(mikrofon);<br \/>\nint wert = lautstaerke;<br \/>\nSerial.println(wert);<br \/>\nif (wert&gt;grenze) {<br \/>\nSerial.println( &quot;Laut!&quot; );<br \/>\ndigitalWrite(led, HIGH);<br \/>\ndelay(dauer);<br \/>\n}<br \/>\nelse<br \/>\ndigitalWrite(led, LOW);<br \/>\n}<br \/>\n[\/c]<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/github.com\/pediehl\/arduino-laermampel-teil-1\/archive\/master.zip\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\"><strong>Download Arbeitsblatt &amp; Programm-Code<\/strong><\/a><\/p>\n<p>F\u00fcr die \u00dcbertragung muss zun\u00e4chst der angeschlossenen Arduino ausgew\u00e4hlt werden. Hierzu unter Tools -&gt; Board das verwendete Board ausw\u00e4hlen. (z.B. Arduino UNO)<\/p>\n<figure id=\"attachment_4154\" aria-describedby=\"caption-attachment-4154\" style=\"width: 800px\" class=\"wp-caption alignnone\"><a href=\"https:\/\/www.vcp.de\/pfadfinden\/wp-content\/uploads\/2016\/02\/selectboard.png\" rel=\"attachment wp-att-4154\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-large wp-image-4154\" src=\"https:\/\/www.vcp.de\/pfadfinden\/wp-content\/uploads\/2016\/02\/selectboard-1024x415.png\" alt=\"Board ausw\u00e4hlen\" width=\"800\" height=\"324\" srcset=\"https:\/\/vcp.de\/pfadfinden\/wp-content\/uploads\/2016\/02\/selectboard-1024x415.png 1024w, https:\/\/vcp.de\/pfadfinden\/wp-content\/uploads\/2016\/02\/selectboard-300x122.png 300w, https:\/\/vcp.de\/pfadfinden\/wp-content\/uploads\/2016\/02\/selectboard-768x312.png 768w\" sizes=\"auto, (max-width: 800px) 100vw, 800px\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-4154\" class=\"wp-caption-text\">Board ausw\u00e4hlen. Der Boardname steht auf der Platine<\/figcaption><\/figure>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>Anschlie\u00dfend sucht ihr den Port, an dem der Arduino angeschlossen ist aus.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4155\" aria-describedby=\"caption-attachment-4155\" style=\"width: 800px\" class=\"wp-caption alignnone\"><a href=\"https:\/\/www.vcp.de\/pfadfinden\/wp-content\/uploads\/2016\/02\/selectport.png\" rel=\"attachment wp-att-4155\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-large wp-image-4155\" src=\"https:\/\/www.vcp.de\/pfadfinden\/wp-content\/uploads\/2016\/02\/selectport-1024x343.png\" alt=\"Port ausw\u00e4hlen\" width=\"800\" height=\"268\" srcset=\"https:\/\/vcp.de\/pfadfinden\/wp-content\/uploads\/2016\/02\/selectport-1024x343.png 1024w, https:\/\/vcp.de\/pfadfinden\/wp-content\/uploads\/2016\/02\/selectport-300x101.png 300w, https:\/\/vcp.de\/pfadfinden\/wp-content\/uploads\/2016\/02\/selectport-768x257.png 768w\" sizes=\"auto, (max-width: 800px) 100vw, 800px\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-4155\" class=\"wp-caption-text\">Port ausw\u00e4hlen<\/figcaption><\/figure>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>Jetzt kann das Programm in ein maschinenlesbares Format \u00fcbersetzt und an den Arduino \u00fcbertragen werden. Hierzu dr\u00fccke wir einfach auf Upload.<\/p>\n<figure id=\"attachment_15583\" aria-describedby=\"caption-attachment-15583\" style=\"width: 259px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><a href=\"https:\/\/www.vcp.de\/pfadfinden\/wp-content\/uploads\/2016\/06\/arduino_upload_code_teil1.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-15583 size-medium\" src=\"https:\/\/www.vcp.de\/pfadfinden\/wp-content\/uploads\/2016\/06\/arduino_upload_code_teil1-259x300.jpg\" alt=\"\" width=\"259\" height=\"300\" srcset=\"https:\/\/vcp.de\/pfadfinden\/wp-content\/uploads\/2016\/06\/arduino_upload_code_teil1-259x300.jpg 259w, https:\/\/vcp.de\/pfadfinden\/wp-content\/uploads\/2016\/06\/arduino_upload_code_teil1.jpg 493w\" sizes=\"auto, (max-width: 259px) 100vw, 259px\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-15583\" class=\"wp-caption-text\">Upload Code. Unten kann man \u00fcberpr\u00fcfen, ob die \u00dcbertragung funktioniert.<\/figcaption><\/figure>\n<p>Der Prozess kann im Bereich Statusmeldungen \u00fcberpr\u00fcft werden. Wenn etwas nicht funktioniert, reicht es in der Regel, wenn man die Fehlermeldung bei Google sucht. Irgendjemand hatte bestimmt schon mal das gleiche Problem.<\/p>\n<p>Nach ein paar Sekunden sollten die Schallpegelmessung auf lautes Pfeifen oder die Trillerpfeife reagieren.<br \/>\nDie rote LED leuchtet immer dann, wenn es zu laut ist!<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Das Projekt &#8222;L\u00e4rmampel&#8220; besteht aus drei Teilen. Jeder Teil kann als eigenst\u00e4ndiges Projekt umgesetzt werden, ohne alle drei Teile in einem Workshop umsetzen zu m\u00fcssen. Wir besch\u00e4ftigen uns heute mit dem Arduino. Der Arduino ist ein kleiner Micro Controller, der sich gut dazu eignet, um in der Gruppenstunde kleine Prototypen zu basteln. 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