Bei diesen vielen Verbindungen mag dir unklar sein, wie das denn funktionieren soll. In der folgenden Abbildung erkennst du sehr schnell die prinzipielle Funktion der aufgebauten Schaltung.
2 Säulen nebeneinander auf 3 Ebenen
Auf dieser Abbildung schauen wir von der Seite in die drei Ebenen hinein, betrachten dabei aber nur zwei nebeneinander stehende LED Säulen.
In der oberen Ebene erkennen wir, dass die Kathoden nicht mit GND verbunden sind, Es kann kein Strom fließen, selbst wenn die Anoden geschlossen werden.
| Merke: Damit in einer Ebene überhaupt eine LED leuchten kann, muss die Ebene auf GND liegen |
In der mittleren und unteren Ebene sind die Kathoden mit GND verbunden, die Anoden der linken LEDs sind mit einer Stromquelle verbunden, die LEDs leuchten, die Anoden der rechten LEDs sind nicht mit einer Stromquelle verbunden, die LEDs leuchten nicht.
| Merke: Damit in eine LED leuchten kann, muss die Anode mit einer Stromquelle verbunden sein und die Kathoden-Ebene auf GND liegen |
Da wir den Arduino einsetzen, stehen uns statt Schaltern, Stromquellen und GND Pins zur Verfügung, die alle diese Funktionen übernehmen. Wir benötigen neun Pins für die neun Säulen a drei LEDs (Anoden) und drei Pins für die drei Ebenen (Kathoden).
Da wir keine Signale lesen, sondern ausgeben wollen, definieren wie die Pins als Output und setzen sie je nach gewünschter Aktivität einer LED auf HIGH oder LOW.
Liegt an der Anoden einer LED ein HIGH Signal (= +5V) und an der Kathode ein LOW Signal (= 0V) an, fließt Strom durch die LED und sie leuchtet. Werden die Signale an den Anschlüssen getauscht, leuchtet die LED nicht, da eine LED Strom nur in einer Richtung durchlässt.
Die folgende Tabelle stellt die möglichen Zustände übersichtlich dar:
| Anode | Kathode | LED |
| HIGH | LOW | leuchtet |
| LOW | HIGH | leuchtet nicht |
| HIGH | HIGH | leuchtet nicht |
| LOW | LOW | leuchtet nicht |
Du solltest jetzt einen ersten Test durchführen und nacheinander die Ebenen durchtesten, ob alles so miteinander verbunden ist wie geplant. Für diesen Test kannst du jeweils eine Ebene über einen 100 Ohm Widerstand mit dem GND Anschluss auf dem Arduino verbinden und dann mit einem Draht, der mit dem +5V Anschluss verbunden ist, nacheinander die Anodenanschlüsse berühren. Die jeweils berührte LED sollte aufleuchten. Falls das nicht funktioniert, überprüfe
- ob der Arduino mit Strom versorgt wird
- ob du die Kathoden mit GND
- und die Anoden mit +5V verbunden hast
- ob du einen Kurzschluss in deinem Würfel hast
Teste alle drei Ebenen nacheinander aus. Wenn alle LEDs funktionieren, kannst du beginnen, den Würfel an den Arduino anzuschließen.
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