Arduino-Adventskalender 2018. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1ste dag. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Vandaag op de adventskalender. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nano-Board - Arduino-compatible printplaat. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . De Nano voorbereiden. . . . . .
Arduino-Adventskalender 2018 Het programmeren van microcontrollers was vroeger iets voor ingenieurs en IT-experts. Arduino maakt het dankzij overzichtelijke hardware en eenvoudig te begrijpen software voor iedereen mogelijk om toe te treden tot de microcontroller-techniek. De naam Arduino De Arduino komt uit Italië en werd vernoemd naar de Italiaanse koning Arduino, die tot het jaar 1005 heerste in Ivrea, de plaats van de maatschappelijke zetel van de Arduino-fabrikant.
1ste dag 1. dag Vandaag op de adventskalender • Nano-Board (Arduino-compatible printplaat) Nano-Board - Arduino-compatible printplaat Het Arduino-platform biedt ondertussen een groot veelvoud aan printplaten voor verschillende gebruiksdoeleinden. Deze adventskalender bevat een printplaat die met de Arduino-Nano-Standaard compatibel is en die direct op een insteekprintplaat kan worden gestoken om bijkomende elektronica aan te sluiten.
Arduino-Modus inschakelen. In het menu Boards worden alle ondersteunde printplaten opgelijst. Selecteer hier Arduino Nano. Om een programma naar het Nano-Board te kunnen transfereren, moet er een verbinding tussen de PC en de Nano tot stand worden gebracht. Selecteer daarvoor in het menu Verbinden/Seriële Poort van de geschikte poort. Indien hier slechts een COMinterface wordt weergegeven, selecteert u deze.
De Nano uitschakelen De Nano heeft geen uitschakelaar, u hoeft alleen de stroomtoevoer af te koppelen en hij schakelt uit. Bij de volgende keer inschakelen start automatisch het laatst opgeslagen programma. Hetzelfde gebeurt wanneer men op de reset-toets drukt. Zo werkt het programma De lus zorgt ervoor dat de blokken die zich erin bevinden, 10 maal na elkaar worden uitgevoerd. Nadat de led aan pin 13 is ingeschakeld wordt er gedurende 0,1 seconde gewacht en de led brandt zolang.
2de dag Vandaag op de adventskalender 2. dag • 1 x Insteekprintplaat (SYB 46) • 1 x led oranje met voorweerstand Insteekprintplaat Voor de snelle opbouw van elektronische schakelingen zonder solderen, bevat de adventskalender op de eerste dag een insteekprintplaat. Daarmee kunnen elektronische componenten direct in een insteekprintplaat worden aangesloten. Bij deze insteekprintplaat zijn de buitenste lengterijen allen met elkaar verbonden via contacten (X en Y).
Het programma Het programma 02mblock laat de op de Nano ingebouwde led en de extern aangesloten Nano afwisselend knipperen. Het programma 02mblock laat afwisselend twee leds knipperen. Zo werkt het programma Een herhaaldelijke doorlopende lus zorgt ervoor dat de beide leds afwisselend eindeloos knipperen. Nadat de ingebouwde led aan pin 13 is ingeschakeld wordt de led aan pin 2 uitgeschakeld. Het programma wacht nu 0,1 seconde.
3de dag Vandaag op de adventskalender 3. dag • Schakeldraad (geïsoleerd) Schakeldraad De schakeldraad is nu in de adventskalender inbegrepen. Daarmee maakt u korte verbindingsbruggen waarmee contactrijen op insteekprintplaat verbonden worden. Snijd de draag met een kleine kantensnijder op de passende lengte voor het experiment. Om de draden beter in de insteekprintplaat te kunnen steken, is het aangeraden om ze lichtjes schuin af te snijden zodat er een kleine wig ontstaat.
4de dag 4. dag Vandaag op de adventskalender • 1 led geel met voorweerstand leds knipperen steeds sneller Het experiment van de 4de dag laat twee leds op de insteekprint afwisselend knipperen. Daarbij neemt de knippersnelheid in de loop van de tijd steeds verder toe.
5de dag Vandaag op de adventskalender 5. dag • 1 x toets • 1 x weerstand 10 kOhm (bruin – zwart – oranje) Weerstanden en hun kleurcodes Weerstanden worden gebruikt voor de stroombegrenzing op gevoelige elektronische onderdelen, evenals op voorweerstanden voor leds. De maateenheid voor weerstanden is ohm. 1.000 ohm komt overeen met een kilo-ohm, afgekort kOhm. 1.000 kOhm komen overeen met een megaohm, afgekort MOhm. Vaak wordt voor de eenheid ohm ook het omega-teken Ω gebruikt.
Twee leds met een toets omschakelen. Het programma Het programma 05mblock controleert regelmatig of de toets ingedrukt is. Afhankelijk daarvan wordt de ene led in- en de andere led uitgeschakeld. Het programma 05mblock schakelt de leds om wanneer de toets ingedrukt is. Zo werkt het programma Bij elke doorloop van de eindeloze lus worden in een indien... dan... anders-blok de digitale Pin 3 bevraagd, waaraan de toets is aangesloten.
6de dag Vandaag op de adventskalender 6. dag • 4 x aansluitkabel Vandaag bevinden zich aansluitkabels in de adventskalender, waarmee de leds op de engelvleugel met de insteekprintplaat verbonden worden. Snijd de engelvleugel op de achterkant van de adventskalender uit en steek de twee leds in de daarvoor voorziene gaten. De posities met twee gaten zijn voor eenkleurige leds, de posities met vier gaten zullen slechts later nodig zijn. Steek de bussen van de aansluitkabel op de draden van de leds.
7de dag 7. dag Vandaag op de adventskalender • 1 x led oranje met voorweerstand leds knipperen willekeurig. Het experiment van de 7de dag laat drie leds in willekeurige volgorde knipperen. De drie leds steken zeer dicht naast elkaar op de insteekprintplaat omdat het programma op elkaar de volgende pinnummers nodig heeft.
Elke pin die als digitale uitgang moet worden gebruikt, moet voor zijn eerste gebruik geïnitialiseerd worden. mBlock maakt daarvoor normaal gezien in het bereik void setup() {...} automatisch de lijnen aan. Omdat de gebruikte pinnummers niet individueel benoemd werden, kan mBlock in dit geval de initialisatie niet uitvoeren. Voeg bij de start van het programma digitale pin instellen... uitgang op LOW in. Dan wordt elk van de drie gebruikte pins individueel uitgeschakeld en daardoor ook geïnitialiseerd.
8ste dag 8. dag Vandaag op de adventskalender • 1 x led geel met voorweerstand leds dimmen leds zijn typische componenten voor de uitgave van signalen in de digitale elektronica. Ze kunnen twee verschillende toestanden aannemen, aan en uit, 0 en 1 of LOW en HIGH. Hetzelfde geldt voor de als uitgang gedefinieerde pins. Daarom zou het theoretisch onmogelijk zijn om een led te dimmen.
9de dag Vandaag op de adventskalender 9. dag • 4 x aansluitkabel Looplicht op de engelvleugel Het experiment van de 9de dag laat vier leds cyclisch als looplicht oplichten. Steek de leds in de daarvoor voorziene gaten op de engelvleugel en verbind ze met de aansluitkabels met de insteekprintplaat volgens de afbeelding.
10de dag 10. dag Vandaag op de adventskalender • 1 x batterijbox Batterijbox Het Nano-board kan ook zonder PC worden gebruikt en een opgeslagen programma afwerken. Daarvoor heeft hij een externe stroomverzorging nodig. Dit kan een USB-GSM-lader, een powerbank of ook een batterij zijn. Vandaag is in de adventskalender en een batterijbox inbegrepen dat met vier AAA-batterijen een spanning van 6 V levert en met accu’s 4,8 V, war voor de stroomvoorziening van het Nano-bord ook voldoende is.
11de dag Vandaag op de adventskalender 11. dag • 1 x RGB-led met voorweerstanden RGB-leds Een normale led brandt altijd in één kleur. De in de adventskalender opgenomen RGB-leds kunnen naar keuze in meerdere kleuren oplichten. Hier zijn in principe drie leds in verschillende kleuren in een transparante behuizing ingebouwd. Elke van deze drie leds beschikt over een eigen anode waarmee ze met een GPIO verbonden zijn. De kathode, die met de aardleiding wordt verbonden, is slechts eenmaal voorhanden.
Bijkomende kleurenmengeling. De download van deze adventskalender bevat een kleurenversie van het handboek als PDFbestand. Daar is het effect van de bijkomende kleurmenging beter te herkennen. Zo werkt het programma In het programma lichten door het afwisselend in- en uitschakelen steeds weer een of twee kleurcomponenten op. Daardoor wisselt de RGB-led tussen zes verschillende kleuren heen en weer. De variabelen r, g, b betekenen de drie aansluitingspins van de RGB-led.
12de dag Vandaag op de adventskalender 12. dag • 4 x aansluitkabel RGB-kleuren mengen met PBM Het experiment van de 12de geeft naast de kleuren op de RGB-led ook de individuele kleurcomponenten met de drie leds weer. De snelheid van de kleurenwissel kan in twee stappen worden geselecteerd.
13de dag 13. dag Vandaag op de adventskalender • 1 x toets • 1 x weerstand 10 kOhm (bruin – zwart – oranje) Looplicht in twee richtingen Looplichten zijn altijd opnieuw populaire effecten, niet alleen voor reclame maar ook in feestruimtes. Het experiment van de 13de dag laat vier leds bij een druk op de toets als looplicht oplichten. De andere toets laat het looplicht in de andere richting lopen.
14de dag Vandaag op de adventskalender 14. dag • 15-kOhm-potentiometer Potentiometer De potentiometer uit de adventskalender van vandaag is een instelbare weerstand, die waarden tussen 0 Ohm en 15 kOhm kan aannemen wanneer men aan de knop draait. Met de potentiemeter kan er een spanningsmeter worden opgebouwd, die een spanning tussen 0 V en +5 V kan leveren. Deze analoge spanning moet in een digitale waarde worden omgerekend, die dan verder door het programma wordt verwerkt.
15de dag 15. dag Vandaag op de adventskalender • 1 x boetseerklei • 1 x 20-MOhm-weerstand (rood – zwart– blauw) Sensorcontact uit boetseerklei Verkeerslichten, deuropeners, lichtschakelaars en automaten worden vandaag vaak met sensorcontacten aangestuurd, die men alleen maar moet aanraken. Toetsen die echt moeten worden ingedrukt, worden steeds zeldzamer. Het experiment van de 15de dag schakelt twee leds via een eenvoudig sensorcontact om.
16de dag Vandaag op de adventskalender 16. dag • 1 x RGB-led met voorweerstanden RGB-kleuren mengen met PBM Via PBM-signalen kunnen er op de RGB-leds nog duidelijk meer kleuren worden weergeven. Het experiment van de 16de dag regelt een Potentiometer op en RGB-led de rode kleur en op de andere RGB-led de groene kleur. Een boetseerkleicontact schakelt er telkens een andere kleur, groen of rood, bij. Voor de beide PBM-signalen worden PBM-pins van het Nano-board gebruikt.
17de dag 17. dag Vandaag op de adventskalender • 4 x aansluitkabel RGB-kleurenspectrum Het programma van de 17de dag laat een RGB-led cyclisch alle kleuren van het kleurenspectrum oplichten wanneer het sensorcontact aangeraakt wordt. Indien men de sensor loslaat, wordt de RGB-led donker.
18de dag Vandaag op de adventskalender 18. dag • 1 x RGB-led met voorweerstanden led-dobbelsteen De typische dobbelstenen die een tot zes ogen tonen, kent iedereen en heeft iedereen thuis. Wezenlijk cooler is een elektronisch gestuurde dobbelsteen die met een druk op de toets de ogen laat oplichten – maar niet gewoon een tot zes leds in serie, maar in de opstelling van een dobbelsteen. Deze hebben ogen in de typisch vierkante opstelling, waarbij men zeven leds nodig heeft.
19de dag 19. dag Vandaag op de adventskalender • 4 x aansluitkabel led-dobbelsteen met realistisch dobbelsteeneffect Een echte dobbelsteen toont niet onmiddellijk het definitieve aantal ogen, maar rolt eerste nog gedurende korte tijd verder waarbij men de dobbelresultaten ziet die dan echter nog niet het eindresultaat weergeven.
20ste dag Vandaag op de adventskalender 20. dag • 1 x RGB-led met voorweerstanden Analoge niveauweergave met leds Op een niveauweergave kunne analoge waarden in een oogopslag worden afgelezen. Dergelijke weergaven uit meerdere leds worden bijvoorbeeld bij volume- of temperatuurinstellingen gebruikt. Het experiment van de 20ste dag toont de op de potentiometer ingestelde waarde via een serie van leds. Daarbij worden de RGB-leds slechts in een kleur gebruikt.
21ste dag 21. dag Vandaag op de adventskalender • 1 x boetseerklei • 1 x 20-MOhm-weerstand (rood – zwart– blauw) Lichteffecten met sensorcontacten besturen Het programma van de 21ste dag laat bij aanraking van een sensorcontact vier leds cyclisch als looplicht oplichten. Bij de aanraking van andere sensorcontacten knipperen twee RGB-leds in verschillende kleuren.
Het programma 21mblock laat met een zelf gedefinieerde blok leds knipperen. worden getransfereerd. Trek deze in het programma als nummer1, nummer2,... genoemd, als variabelen uit de blokdefinitie. Het nieuwe blok verschijnt op de blokpallet Gegevens & blokken en kan zoals elke andere blok in het programma worden gebruikt. De velden voor de instellingen moeten met de gewenste waarden worden ingevuld.
22ste dag 22. dag Vandaag op de adventskalender • 4 x aansluitkabel Meer leds dan Arduino-Pins Het experiment van de 22ste Dag toont hoe men door de schakeling van de kathoden meer leds kan aansluiten indien er digitale leds ter beschikking staan. De kathoden van de leds zijn niet direct met de GND-pins verbonden, maar via de beide buitenste rails van de insteekprintplaat met de digitale pins 2 en 13. Deze worden op LOW gezet om als aardingskabel voor de leds te dienen en deze in te schakelen.
23ste dag Vandaag op de adventskalender 23. dag • 1 x fototransistor Fototransistor Een fototransistor is een lichtgevoelige component die er op de eerste blik als een transparante led uitziet. Afhankelijk van de sterkte van de lichtinval laten zich me de afgebeelde schakeling aan een analoge ingang van het Nano-board verschillende waarden genereren. Hoe feller het licht op de fototransistor valt, hoe kleiner de waarde aan de analoge ingang wordt.
Het programma Het programma 23mblock toont hoe er door het gescheiden schakelen van anoden en kathoden van de RGB-leds op aansluitingspins bespaard kan worden. Voor vier RGB-leds worden slechts zeven (3 x anode, 4 x kathode) in plaats van 13 pins (12 x anode, 1 x kathode) gebruikt. Het programma 23mblock toont lichteffecten in het donker.
24ste dag Vandaag op de adventskalender 24. dag • 1 x Piezo-zoemer Piezo-zoemer De Piezo-zoemer die vandaag in de adventskalender wordt verkregen, maakt elektrische schommelingen hoorbaar. Wanneer men een pulserende gelijkspanning tussen de beide polen van de zoemer tot stand brengt, wordt deze in een schommeling omgezet. Afhankelijk van de frequentie zijn aparte kliks of een doorlopende geluid te horen.
