Stell dir vor, dein Arduino ist ein fleißiger Arbeiter, der kontinuierlich Aufgaben abarbeitet. Was passiert aber, wenn plötzlich etwas sehr Wichtiges passiert, das sofortige Aufmerksamkeit erfordert? Genau dafür sind Interrupts da! Interrupts sind wie kleine "Notrufe", die den Arduino aus seiner normalen Routine reißen und ihn dazu bringen, sofort eine bestimmte Funktion (die sogenannte Interrupt Service Routine oder ISR) auszuführen. Das ist extrem nützlich, wenn dein Arduino schnell auf externe Ereignisse reagieren muss, ohne wertvolle Zeit zu verlieren. In diesem Tutorial tauchen wir tief in die Welt der Interrupts ein und lernen, wie du sie in deinen Arduino-Projekten einsetzen kannst.
Der Schaltplan ist recht einfach. Wir verbinden einen Taster mit einem digitalen Pin (z.B. Pin 2) des Arduino Uno. Der Taster ist über einen 10k Ohm Widerstand mit Masse verbunden (Pull-Down-Widerstand), um sicherzustellen, dass der Pin einen definierten Zustand hat, wenn der Taster nicht gedrückt ist. Wenn der Taster gedrückt wird, wird der Pin mit 5V verbunden. Optional kann eine LED mit Vorwiderstand an einen anderen digitalen Pin angeschlossen werden, um im Code den Zustand der LED zu ändern und dadurch das Ergebnis der Interrupt Routine zu visualisieren.
// Pin, an dem der Taster angeschlossen ist
const int buttonPin = 2;
// Pin, an dem die LED angeschlossen ist (optional)
const int ledPin = 13;
// Variable, um den Zustand der LED zu speichern
volatile bool ledState = false;
void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(buttonPin, INPUT_PULLUP); // Verwende den internen Pull-Up-Widerstand
pinMode(ledPin, OUTPUT); // Optional: Initialisiere den LED-Pin als Output
// Definiere den Interrupt für Pin 2 (Interrupt 0) und die auszuführende Funktion
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(buttonPin), buttonISR, FALLING); // Interrupt bei fallender Flanke
}
void loop() {
// Hier kann dein Hauptprogramm laufen
// Es wird nur unterbrochen, wenn der Interrupt ausgelöst wird
//Optional: Schreibe den aktuellen Status der LED in die Serielle Konsole
Serial.print("LED Status im Loop: ");
Serial.println(ledState);
delay(1000); // Warte 1 Sekunde
}
// Interrupt Service Routine (ISR)
void buttonISR() {
// Diese Funktion wird ausgeführt, wenn der Interrupt ausgelöst wird
//Invertiere den Zustand der LED
ledState = !ledState;
digitalWrite(ledPin, ledState); // Optional: Ändere den Zustand der LED
Serial.println("Interrupt ausgelöst!"); //Debugging Output
}
const int buttonPin = 2;: Definiert den Pin, an dem der Taster angeschlossen ist. Wir verwenden const, weil sich dieser Wert im Programm nicht ändern soll.volatile bool ledState = false;: Definiert eine Variable, die den Zustand der LED speichert. Das Schlüsselwort volatile ist sehr wichtig! Es teilt dem Compiler mit, dass sich der Wert dieser Variable unerwartet ändern kann (z.B. durch einen Interrupt), und verhindert Optimierungen, die zu Fehlern führen könnten. Der Status wird auf false gesetzt und die LED somit ausgeschaltet.pinMode(buttonPin, INPUT_PULLUP);: Konfiguriert den Taster-Pin als Eingang und aktiviert den internen Pull-Up-Widerstand. Das vereinfacht die Schaltung, da kein externer Pull-Up-Widerstand benötigt wird. (Hinweis: Der interne Pull-Up ist aktiviert, daher erkennt der Pin einen HIGH-Zustand, wenn der Taster nicht gedrückt ist. Beim Drücken wird der Pin auf LOW gezogen, also eine fallende Flanke generiert.)pinMode(ledPin, OUTPUT);: Konfiguriert den LED-Pin als Ausgang.attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(buttonPin), buttonISR, FALLING);: Die wichtigste Zeile! Sie "verbindet" den Interrupt mit dem Taster.
digitalPinToInterrupt(buttonPin): Wandelt den digitalen Pin (buttonPin) in die entsprechende Interrupt-Nummer um. Dies ist notwendig, da nicht jeder Pin eines Arduino Uno einen Interrupt unterstützt.buttonISR: Der Name der Funktion, die ausgeführt werden soll, wenn der Interrupt ausgelöst wird (unsere Interrupt Service Routine).FALLING: Gibt an, wann der Interrupt ausgelöst werden soll. FALLING bedeutet, dass der Interrupt ausgelöst wird, wenn der Pin von HIGH auf LOW wechselt (also beim Drücken des Tasters). Andere Optionen sind RISING (beim Loslassen) oder CHANGE (bei jeder Änderung).void buttonISR() { ... }: Die Interrupt Service Routine (ISR). Dieser Code wird ausgeführt, wenn der Interrupt ausgelöst wird.
ledState = !ledState;: Invertiert den Zustand der LED (wenn sie an war, wird sie ausgeschaltet, und umgekehrt).digitalWrite(ledPin, ledState);: Setzt den Zustand des LED-Pins entsprechend dem neuen Zustand.Serial.println("Interrupt ausgelöst!");: Ausgabe in der seriellen Konsole für Debugging-Zwecke. Hilft, zu überprüfen, ob der Interrupt tatsächlich ausgelöst wird.loop(): Die Hauptschleife des Programms. Hier kann dein restlicher Code laufen. Dieser Code wird durch den Interrupt unterbrochen.noInterrupts() zu Beginn der ISR verwendet werden, um alle Interrupts zu deaktivieren, und interrupts() am Ende, um sie wieder zu aktivieren. Sei damit vorsichtig! Zu lange deaktivierte Interrupts können zu Problemen führen.attachInterrupt() Alternativen: Einige Arduino-Bibliotheken verwenden andere Methoden, um Interrupts zu handhaben. Informiere dich über die Dokumentation der Bibliothek.Interrupts sind ein mächtiges Werkzeug, um deinen Arduino schnell und effizient auf externe Ereignisse reagieren zu lassen. Sie ermöglichen es deinem Arduino, "zuzuhören", während er andere Aufgaben erledigt, und sofort zu reagieren, wenn etwas Wichtiges passiert. Nutze sie, um deine Projekte interaktiver und reaktionsschneller zu gestalten!