Treptajuća LED-ica

UVOD:

Ovom lekcijom započinjemo putovanje u Arduino svijet i svijet elektronike općenito. Za većinu projekata koristiti ćemo Arduino UNO pločicu,tako će biti i u ovom primjeru. Pošto je ovo prva lekcija,možda će biti nešto detaljnije opisana od budućih lekcija,ali to je stoga što ste na početku. Tako mora biti! Ako su vam neki dijelovi teksta dosadni,jednostavno ih preskočite,ako smatrate da su suvišni. Buduće lekcije biti će kraće, sa manje popratnog teksta,neke će čak biti toliko “ogoljene” da ćete dobiti samo shemu i popis materijala  🙂

 

U ovoj lekciji naučiti ćemo kako postići da LED-ica trepće/blinka. I onako,usput, malo objasniti što su otpornik i LED dioda.

MATERIJAL:

  • 1x Arduino UNO
  • 1x USB kabel
  • 1x Otpornik 220Ω
  • 1x LED dioda
  • 1x Prototipna pločica
  • 2x žice za spajanje

NAPOMENA:

Kôd programa koji ćemo koristiti u ovom projektu ponešto se razlikuje od “Blink” primjera koji možete pronaći u Arduino softveru. U biti ovdje je izbačeno sve što bi vas moglo zbuniti,inače jedan i drugi primjer rade isti posao.

Kôd programa:

 

Shema:

Arduino UNO R3

 

Ukoliko koristite Arduino Nano,tada to izgleda otprilike ovako:

treptajuca LED-ica_nano

 

Princip rada:

U ovoj lekciji programirati ćemo Arduinov GPIO izlaz da šalje/pali i gasi napon od 5V, te na taj način omogući LED-ici koja je priključena na GPIO Arduina. Ovisno o napisanom programu dioda će treptati u određenom ritmu.

 

Što je LED dioda?

LED je kratica/skraćenica koja na engleskom jeziku znači Light Emiting Diode. Na hrvatskom to bi bila svijetleća dioda. LED ima dvije elektrode (pozitivnu i negativnu),a svijetli samo ako je pravilno priključena. Odnosno, ne radi na principu klasične žarulje kojoj je svejedno kako joj priključite žice. LED se obično proizvodi u nekoliko boja. Najčešće su to: crvena,žuta,zelena,plava i bijela. Boja LED-ice ovisi o materijalu od kojeg je napravljena.

U osnovi struja potrebna za rad LED-ice najčešće se kreće u rasponu od 5-20mA. Stoga u praksi uz LED najčešće ide dodatni otpornik koji ograničava struju, te na taj način čuva LED diodu.

Na slici ispod nalazi se prikazan simbol LED diode kakav se nalazi na shemama i kratki prikaz vanjskog izgleda diode.

led_shema

Fotografije dioda različitih oblika i boja:

led_vrste

LED diode proizvode se i u SMD izvedbama (vidi sliku ispod),ali zbog malih dimenzija i nepraktičnosti nećemo ih koristiti.

smd

Što je otpornik ?

Glavna namjena otpornika je ograničavanje struje. U shemama otpornik se označava slovom R , a mjerna jedinica za otpor je ohm (om). Simbol za otpor je grčko slovo omega Ω.

U ovoj lekciji koristiti ćemo “obični” otpornik. Postoje različite vrste i vrijednosti otpornika. Kolika je vrijednost otpora pojedinog otpornika,možemo utvrditi mjerenjem ili očitavanjem boja prstenova koji se nalaze na otporniku. Svaka boja ima svoju vrijednost,a njihova međusobna kombinacija može se dobiti korištenjem tablice na slici ispod. Također na internetu možete pronaći dosta programa koji će ovaj posao odraditi za vas, kao što je ovaj:

http://www.dannyg.com/examples/res2/resistor.htm ili ovaj ovdje: http://www.hobby-hour.com/electronics/resistorcalculator.php

Ili ako više volite programe; evo i jedan program za Android: https://play.google.com/store/apps/details?id=com.adit.aditr  ili za Windowse: Resistor Calculator.

tablica_otpora

Simboli za otpornik:

Kao što vidite,Amerikanci i Japanci koriste drugačiji simbol za otpornik

otpornik_simboli

LED ćemo na Arduino spojiti prema slijedećoj shemi:

led_shema_1

Prema gore prikazanoj shemi, anoda (+) LED-ice spojena je na Arduinov GPIO preko otpornika,a katoda (-) LED-ice je spojena na GND (minus,masu). Kada se napon pojavi na GPIO (odnosno na pinu br. 13) LED-ica će svijetliti sve dok se napajanje na pinu 13 ne prekine.

Vrijednost otpornika za ovu LED-icu izračunavamo pomoću Ohmovog zakona koji kaže da se vrijednost otpora dobije dijeljenjem napona i struje. Pošto su nam ti podaci poznati idemo to obaviti:

R=U/I  

R= otpor, U=napon, I=struja

Pošto LED-icu napajamo sa 5V,a znamo da je struja koja ide kroz diodu 5-20mA, tada dolazimo do slijedeće računice da je vrijednost otpornika između 250 i 1000 ohma. Pošto imamo namjeru da nam LED-ica svijetli što jače,otpor tada mora biti što manji. Odlučili smo se za otpornik od 220Ω, jer LED-ica ima još neki unutarnji otpor. Naravno da možete odabrati bilo koji veći otpornik,ali tada LED-ica neće svijetliti tako intenzivno.

Ključne funkcije

 

setup()

Funkcija setup() poziva se prilikom pokretanja skeča. Koristi se za inicijalizaciju varijabli,pin modova, pokreće knjižnice (libraries) itd… Funkcija setup() pokreće se samo jednom nakon svakog uključivanja ili resetiranja Arduina.
loop()

Nakon kreiranja setup() finkcije,koja inicijalizira i podešava početne vrijednosti. funkcija loop() radi ono što joj samo ime kaže (na engleskom = petlja) i ponavlja se uzastopno dozvoljavajući vašem programu da se mijenja i odgovara. Koristite je za aktivno upravljanje Arduinom.

pinMode()

Konfigurira određeni pin da se ponaša kao ulaz ili izlaz.
U Arduinu od verzije 1.0.1 mogu se omogućiti interni pullup otpornici u modu INPUT_PULLUP. Osim toga INPUT mod izričito onemogućuje interne pullup otpornike.

digitalWrite()
Zapisuje vrijednosti HIGH ili LOW za neki određeni pin.

Ako je pin konfiguriran kao OUTPUT (izlaz) korištenjem pinMode() finkcije, tada će njegov napon biti podešen na odgovarajuću vrijednost od 5V (ili 3,3V na nekim 3,3V pločama) kada je vrijednost HIGH. Kada pin konfiguriramo kao LOW tada je napon 0V.

delay()
Ova funkcija pauzira (privremeno zaustavlja) program na neko određeno vrijeme (u milisekundama) naznačeno kao parametar. (Jedna sekunda ima 1000 milisekundi).
I to je to za prvu lekciju. Sada je potrebno spojiti sve prema ponuđenoj shemi, iskopirati kôd programa i prebaciti u Arduino.

 

IMG_20160503_210824

 

Video 1 :

Spojeno na Arduino Uno pločicu (Adeept)

Video 2 :

Spojeno na Arduino pločicu nepoznatog proizvođača

Video 3 :

Spojeno na Arduino Nano pločicu