3.3
Zapojujeme (ruce)...různé součástky, USB
Ve správném zapojování součástek je třeba získat rutinu. Je jím podmíněna bezpečnost provozu i funkce celého zařízení.
Arduino Nano a jeho připojení
3.3.1
USB, napájení, sériová linka
USB kabel umožňuje nahrávat do Arduina program, komunikovat s ním (místo sériové linky) a také je napájet. Jako poslední připojujeme externí sériovou linku (pokud jich má daný model více, pak tu základní, která koliduje s USB). Jako předposlední připojíme USB a před ním externí napájení (VIN, případně napájení nějakého shieldu, pokud zpětně napájí Arduino přes VIN). Hlavním důvodem je bezpečnost (zkrat, přetížení, pokud netrefíme správný kontakt apod.). Dále při jiném zařízení připojeném k sériové lince často dojde k chybě při verifikaci kódu (data se nevrací do PC).
3.3.2
Vodiče, kontakty
Pro experimenty je vhodné Arduino Nano zasunout přímo do kontaktního nepájivého pole a již je nevytahovat. Vodiče jsou vhodné s pevným jádrem (jeden drát) s průměrem od 0,5 mm (průřez cca 0,2 mm2, resp. AWG 24) do 0,8 mm (průřez cca 0,5 mm2, resp. AWG 20). Stačí jen nastříhat a odizolovat posledních asi 5 mm délky na obou koncích. Ideální jsou např. zbytky instalačních UTP (solid) kabelů. U pružných vodičů (licna, strended) je potřeba ošetřit konce (kolík, drátek), aby šly do pole zapojit.
K součástkám s vlastními nekompatibilními konektory dodáme redukce (např. oboustranné kolíky) nebo je upravíme. K některým součástkám budeme muset vývody připájet.
Dodržujme zásadu, že pro zem (GND) máme vyhrazen pouze černý vodič, pro napájení +5 V pouze červený. Pokud tuto zásadu dodržet nelze (vinou výrobce součástky nebo kabelu), musíme být velmi obezřetní, aby nedošlo k nehodě a jistíme se přeznačením vodiče nebo použitím konektoru se zámkem.
3.3.3
Rezistory
U rezistoru nezáleží na směru protékajícího proudu. U obvodů s externím napájením je třeba hlídat maximální ztrátový výkon na rezistoru (P = U∙I), tedy jaké zatížení snese, aby nedošlo k jeho zničení.
Odpor rezistoru zjistíme podle proužků barevného značení (4 pruhy na béžovém, 5 pruhů na modrém podkladu), případně jej přeměříme ohmmetrem.
+
15. Barevné značení rezistorů – konkrétně R = 220 Ω
Obr. 15. Barevné značení rezistorů – konkrétně R = 220 Ω
3.3.4
Diody
V projektech používáme nejčastěji LED (svítivé diody). Jsou to polovodičové součástky, které pracují pouze v propustném směru, jsou citlivé na velikost protékajícího proudu a vyžadují určité provozní napětí. Před použitím je nejlepší prostudovat katalogový list výrobce (datasheet). Pokud není dostupný, použijeme univerzální bezpečné řešení... To vychází z předpokladu diody s bílým světlem, která má provozní napětí 2,8 V a maximální trvalý proud 10 mA. Do obvodu s celkovým napětím 5 V je tedy potřeba přidat další součástku, která vyplní zbývající úbytek napětí (5 – 2,8 = 2,2 V) a propustí proud 10 mA. Takovou součástkou je rezistor s odporem R = UR/I = 2,2 V/10 mA = 220 Ω. Pro jiné parametry diody vyjde jiný, většinou menší odpor přidaného rezistoru. Můžeme se tedy spokojit s 220 Ω jako s univerzálním lékem pro všechny běžné LED, aby se nespálily a „nějak“ svítily, při napájecím napětí 5 V.
Poznámka
Zapojení v propustném směru
Anoda – záporná elektroda – připojujeme ji k „+“ zdroje, tedy k „+5 V“ nebo k datovému pinu Arduina
Katoda – kladná elektroda – připojujeme ji k „–“ zdroje, tedy ke GND Arduina.
Ano, je to přesně opačně, protože diodu připojujeme v propustném směru, tj. aby svítila.
RGB – tříbarevné LED mívají čtyři vývody, ten čtvrtý je společná katoda nebo anoda pro všechny tři barvy (červenou, zelenou a modrou) – pracujeme s ní jako se třemi různými diodami. Pro míchání barev potřebujeme analogové (PWM) výstupy.
+
16. Připojení jednobarevné a tříbarevné (se společnou katodou) LED k výstupům Arduina
Obr. 16. Připojení jednobarevné a tříbarevné (se společnou katodou) LED k výstupům Arduina
3.3.5
Proměnné rezistory a Potenciometry
Proměnný rezistor a potenciometr jsou většinou jedna a táž součástka, jen s jiným zapojením. Musíme pohlídat, aby v žádné poloze nemohlo dojít ke zkratu. Proto +5 V ani GND nezapojujeme na pohyblivý kontakt (prostřední ze tří). Pokud si nejsme jisti, součástku proměříme.
+
17. Zapojení potenciometru – pokud neodpovídá vzhled, měníme velikost (a další parametry) v inspektoru
Obr. 17. Zapojení potenciometru – pokud neodpovídá vzhled, měníme velikost (a další parametry) v inspektoru
3.3.6
Kondenzátory
Z hlediska zapojení je potřeba dát pozor na elektrolytické kondenzátory – ty mají vyznačenu polaritu. Připojujeme je souhlasně (paralelně) se zdrojem, tedy plus na plus a minus na minus…
3.3.7
Tlačítka
Tlačítkové mikrospínače se čtyřmi kontakty mívají kontakty po dvojicích propojeny trvale a stiskem hmatníku se propojí celá čtveřice dohromady. Pokud máme pochybnosti, v obou stavech je proměříme.
3.3.8
Ostatní
Neznámé součástky nedoporučuji používat. Důvodem je vždy bezpečnost.
Poznámka
Pokud má součástka (periferie), která je deklarována jako Arduino kompatibilní, barevně označené tři vývody (žlutá, červená a černá), pak by žlutý vývod měl být určen pro signál, červený +5 V a černý GND.