Ардуино контролер (2. део)

Аутор: Стефан Ножинић

У претходном броју смо дали нека објашњења о томе шта је микроконтролер, електроника и Arduino конкретно. У овом броју ћемо се осврнути и направити преглед компоненти на Arduino контролеру и дати објашњење шта која компонента треба да ради. Такође ћемо дати и објашњење неких електронских компоненти и неке релације за њих које ћемо често користити.

Arduino користи ATmega328 микроконтролер на плочи која има 14 дигиталних излазно/улазних пинова од којих се 6 може користити као PWM излаз (о чему ће речи бити у наредним текстовима). Такође, на овој плочи има 6 аналогних улазних пинова на које можете повезати разне сензоре (о чему ће, такође, касније бити више речи). Arduino се може напајати са USB кабла (5V) или са неког другог извора (7V – 12V). Flash меморија коју овај микроконтролер поседује износи 32KB од које је 500B резервисано за bootloader. SRAM меморија износи 2KB. Интерни такт (енгл. clock speed) је 16MHz.

Arduino плоча поседује и пин који на излазу даје увек 5V и пин који даје 3,3V а поседује и GND пин (маса).

Сваки од 14 дигиталних пинова се може користити као улаз или као излаз, с тим што треба обратити пажњу на то да максимална струја не сме прећи 40mA. Функција одређеног пина се подешава у процесу израде програма, односно у програму је потребно назначити да ли се пин користи као улаз или као излаз. Ово је лако изводљиво помоћу функција које пружа Arduino библиотека. Пинови под редним бројевима 3, 5, 6, 9, 10 и 11 имају 8-bit PWM излаз (вредност од 0 до 255). Такође, пинови 10, 11 и 12 подржавају SPI комуникацију (више речи у наредним текстовима). На пин 13 је повезана једна LED диода која светли кад на пину буде сигнал 1.

6 аналогних пинова су обележени са A0, A1, … A5 и дају 1024 различитих дигиталних вредности у зависности од напона на њима (0V – 5V).

Arduino Uno може да обезбеди серијску комуникацију са рачунаром помоћу USB кабла. Окружење (IDE) које се покреће на рачунару а саставни је део ове платформе, поседује такозвани „Serial monitor“ преко којег се могу слати и примати подаци са рачунара на Arduino и обрнуто.

Програм се једноставно са рачунара преко USB-а преноси на Arduino и све се то обавља једним кликом корисника у окружењу које се може преузети са званичне странице Arduino пројекта.

Отпорници су елементи који пружају отпор при протицању струје. По Омовом закону струја је директно пропорционална напону на отпорнику а обрнуто пропорционална отпорности тог отпорника у колу једносмерне струје. Ово се математички може записати као где је I струја кроз отпорник, U напон на отпорнику и R његова отпорност. И проводници имају своју отпорност али та отпорност се занемарује јер је обично мала. Отпорност се обележава у омима, струја у амперима а напон у волтима. Ми ћемо често користити за струју мање јединице, као што је то, на пример, mA = 0,001A a често ћемо користити и веће јединице за отпорност.

Отпорник може бити сталан и променљив. Стални отпорници имају скоро увек идентичну отпорност (занемарљиве су промене у зависности од температуре). Променљиви отпорници мењају своју отпорност у зависности од осталих вредности. На пример, потенциометар мења своју отпорност у зависности од угла под којим је окренут. За неки променљиви отпорник кажемо да је линеарно променљив ако је његова отпорност линеарно зависна од неке вредности, у супротном кажемо да је нелинеарно променљив. Потенциометар је линеарно променљив отпорник јер његова отпорност линеарно зависи од угла, па можемо то математички изразити као гдре је
отпорност потенциометра, угао а k линеарни коефицијент.

Отпорност сталног отпорника је лако одредити помоћу боја на њему.

Нелинеарно променљиви отпорници су на пример термистори и фото-отпорници. Термистор мења своју отпорност у зависности од температуре а фото-отпорници у зависности од интезитета светлости. Њихове отпорности се најчешће изражавају логаритамском функцијом.

Овај закон показује да је збир струја које улазе у неки чвор (тачку) једнак збиру струја које излазе из те тачке. Ово можемо графички приказати на слици.

Редна веза отпорника се постиже када крај једног отпорника вежемо на почетак другог, крај другог на почетак трећег,… Како је струја у овој вези иста на сваком отпорнику а напон на који су прикључени је једнак збиру њихових појединих напона, ову везу отпорника можемо заменити са једним тако да важи а одавде се добија 

Ова се веза постиже када почетак сваког отпорника вежемо у исту тачку и крај сваког отпорника вежемо у исту тачку. Како су потенцијали крајева свих отпорника исти и потенцијали почетка свих отпорника исти, значи да су им појединачни напони једнаки.

Пошто су им напони једнаки а отпорности (претпоставимо) различите, из Омовог закона закључујемо да су им и струје различите а по 1. Кирхофовом закону закључујемо да је па по Омовом закону је па је   па је одавде  .

Ово је било можда превише теорије али без овога не можемо почети са израдом наших малих пројеката. У наредним бројевима ћемо описати начин инсталације и конфигурисања окружења за Arduino и урадити наш први мали пројекат.

Уживајте!

Претходни део | Наставак