Input – Dingen meten

Input betekent dat de microcontroller informatie ontvangt uit de buitenwereld. Dit kan bijvoorbeeld een knop, een sensor of een schakelaar zijn.

Het concept van digitale input

Stel je voor dat je een heel eenvoudige voltmeter hebt die maar twee waarden kan weergeven:

• True (waar) = er staat spanning op de ingang
• False (onwaar) = er staat geen spanning op de ingang

Deze voltmeter kan dus alleen maar ja of nee antwoorden op de vraag: "Is er spanning?"

Zo werkt digitale input ook: de microcontroller meet of er spanning staat op een pin en geeft als antwoord een boolean terug.

Voorbeelden van digitale input

1. Drukknop indrukken:

   • Knop ingedrukt = True (spanning aanwezig)
   • Knop niet ingedrukt = False (geen spanning)

2. Schakelaar:

   • Schakelaar aan = True
   • Schakelaar uit = False

3. Eenvoudige sensor:

   • Object gedetecteerd = True
   • Geen object = False

Schema-voorstelling

Net zoals bij output kunnen we dit voorstellen in een schema:

De microcontroller werkt als een digitale voltmeter: hij meet alleen of er wel of geen spanning staat, niet hoeveel spanning er precies is.

Input lezen in code

In C++ (Arduino)

In C++ lees je een digitale ingang uit met de functie digitalRead():

// cpp
bool knopStatus = digitalRead(4);  // Lees pin 4 uit

Je krijgt dan HIGH (of true) terug als er spanning op de pin staat, of LOW (of false) als er geen spanning staat.

Opmerking, in het bovenstaande voorbeeld wordt er een variabele knopStatus aangemaakt om de waarde van digitalRead in op te vangen. Wanneer die variabele reeds bestaat in het programma, is het datatype bool in het begin van de lijn niet meer nodig.

In MicroPython

In MicroPython ziet het er opnieuw net iets anders uit. Daar moeten we eerst aangeven dat knop aan pin 4 is aangesloten. Hoe dat moet, volgt later. Je leest een digitale ingang uit met de methode .value():

# MicroPython
knop_status = knop.value()  # Lees de knop uit

Je krijgt dan 1 (of True) terug als er spanning op de pin staat, of 0 (of False) als er geen spanning staat.

Schmitt Trigger - waarom niet gewoon bij 2,5V omschakelen?

Je zou denken: "Waarom schakelt de microcontroller niet gewoon om bij 2,5V (de helft van 5V)?"
Het probleem is dat spanningen kunnen trillen of ruis kunnen hebben. Als de spanning heel langzaam stijgt of daalt rond 2,5V, zou de uitgang heel vaak kunnen omschakelen tussen 0 en 1.

Oplossing: De Schmitt Trigger
Een microcontroller gebruikt daarom een Schmitt Trigger. Dit betekent: - Bij stijgende spanning schakelt hij om van 0 naar 1 bij bijvoorbeeld 3,0V - Bij dalende spanning schakelt hij om van 1 naar 0 bij bijvoorbeeld 2,0V

Deze verschillende drempelwaardes maken het systeem stabieler en voorkomen ongewenste schakelingen door ruis.

Dit heet hysterese (of hysteresis in het Engels) - een slim trucje om storing te voorkomen!

Van concept naar praktijk

In de praktijk gebeurt digitale input vaak via een GPIO-pin van de microcontroller. Hoe je dit precies programmeert in C++ en MicroPython, leer je in het hoofdstuk over GPIO.

---

Lees verder op de pagina 'GPIO' hoe je dit met een microcontroller doet.