Arduino kontroler (2. deo)

Autor: Stefan Nožinić

U prethodnom broju smo dali neka objašnjenja o tome šta je mikrokontroler, elektronika i Arduino konkretno. U ovom broju ćemo se osvrnuti i napraviti pregled komponenti na Arduino kontroleru i dati objašnjenje šta koja komponenta treba da radi. Takođe ćemo dati i objašnjenje nekih elektronskih komponenti i neke relacije za njih koje ćemo često koristiti.

Arduino koristi ATmega328 mikrokontroler na ploči koja ima 14 digitalnih izlazno/ulaznih pinova od kojih se 6 može koristiti kao PWM izlaz (o čemu će reči biti u narednim tekstovima). Takođe, na ovoj ploči ima 6 analognih ulaznih pinova na koje možete povezati razne senzore (o čemu će, takođe, kasnije biti više reči). Arduino se može napajati sa USB kabla (5V) ili sa nekog drugog izvora (7V – 12V). Flash memorija koju ovaj mikrokontroler poseduje iznosi 32KB od koje je 500B rezervisano za bootloader. SRAM memorija iznosi 2KB. Interni takt (engl. clock speed) je 16MHz.

Arduino ploča poseduje i pin koji na izlazu daje uvek 5V i pin koji daje 3,3V a poseduje i GND pin (masa).

Svaki od 14 digitalnih pinova se može koristiti kao ulaz ili kao izlaz, s tim što treba obratiti pažnju na to da maksimalna struja ne sme preći 40mA. Funkcija određenog pina se podešava u procesu izrade programa, odnosno u programu je potrebno naznačiti da li se pin koristi kao ulaz ili kao izlaz. Ovo je lako izvodljivo pomoću funkcija koje pruža Arduino biblioteka. Pinovi pod rednim brojevima 3, 5, 6, 9, 10 i 11 imaju 8-bit PWM izlaz (vrednost od 0 do 255). Takođe, pinovi 10, 11 i 12 podržavaju SPI komunikaciju (više reči u narednim tekstovima). Na pin 13 je povezana jedna LED dioda koja svetli kad na pinu bude signal 1.

6 analognih pinova su obeleženi sa A0, A1, … A5 i daju 1024 različitih digitalnih vrednosti u zavisnosti od napona na njima (0V – 5V).

Arduino Uno može da obezbedi serijsku komunikaciju sa računarom pomoću USB kabla. Okruženje (IDE) koje se pokreće na računaru a sastavni je deo ove platforme, poseduje takozvani „Serial monitor“ preko kojeg se mogu slati i primati podaci sa računara na Arduino i obrnuto.

Program se jednostavno sa računara preko USB-a prenosi na Arduino i sve se to obavlja jednim klikom korisnika u okruženju koje se može preuzeti sa zvanične stranice Arduino projekta.

Otpornici su elementi koji pružaju otpor pri proticanju struje. Po Omovom zakonu struja je direktno proporcionalna naponu na otporniku a obrnuto proporcionalna otpornosti tog otpornika u kolu jednosmerne struje. Ovo se matematički može zapisati kao gde je I struja kroz otpornik, U napon na otporniku i R njegova otpornost. I provodnici imaju svoju otpornost ali ta otpornost se zanemaruje jer je obično mala. Otpornost se obeležava u omima, struja u amperima a napon u voltima. Mi ćemo često koristiti za struju manje jedinice, kao što je to, na primer, mA = 0,001A a često ćemo koristiti i veće jedinice za otpornost.

Otpornik može biti stalan i promenljiv. Stalni otpornici imaju skoro uvek identičnu otpornost (zanemarljive su promene u zavisnosti od temperature). Promenljivi otpornici menjaju svoju otpornost u zavisnosti od ostalih vrednosti. Na primer, potenciometar menja svoju otpornost u zavisnosti od ugla pod kojim je okrenut. Za neki promenljivi otpornik kažemo da je linearno promenljiv ako je njegova otpornost linearno zavisna od neke vrednosti, u suprotnom kažemo da je nelinearno promenljiv. Potenciometar je linearno promenljiv otpornik jer njegova otpornost linearno zavisi od ugla, pa možemo to matematički izraziti kao gdre je
otpornost potenciometra, ugao a k linearni koeficijent.

Otpornost stalnog otpornika je lako odrediti pomoću boja na njemu.

Nelinearno promenljivi otpornici su na primer termistori i foto-otpornici. Termistor menja svoju otpornost u zavisnosti od temperature a foto-otpornici u zavisnosti od inteziteta svetlosti. Njihove otpornosti se najčešće izražavaju logaritamskom funkcijom.

Ovaj zakon pokazuje da je zbir struja koje ulaze u neki čvor (tačku) jednak zbiru struja koje izlaze iz te tačke. Ovo možemo grafički prikazati na slici.

Redna veza otpornika se postiže kada kraj jednog otpornika vežemo na početak drugog, kraj drugog na početak trećeg,… Kako je struja u ovoj vezi ista na svakom otporniku a napon na koji su priključeni je jednak zbiru njihovih pojedinih napona, ovu vezu otpornika možemo zameniti sa jednim tako da važi a odavde se dobija 

Ova se veza postiže kada početak svakog otpornika vežemo u istu tačku i kraj svakog otpornika vežemo u istu tačku. Kako su potencijali krajeva svih otpornika isti i potencijali početka svih otpornika isti, znači da su im pojedinačni naponi jednaki.

Pošto su im naponi jednaki a otpornosti (pretpostavimo) različite, iz Omovog zakona zaključujemo da su im i struje različite a po 1. Kirhofovom zakonu zaključujemo da je pa po Omovom zakonu je pa je   pa je odavde  .

Ovo je bilo možda previše teorije ali bez ovoga ne možemo početi sa izradom naših malih projekata. U narednim brojevima ćemo opisati način instalacije i konfigurisanja okruženja za Arduino i uraditi naš prvi mali projekat.

Uživajte!

Prethodni deo | Nastavak