Set kutil - návod
Obsah
Obsah setu
- OMG Robotics rozšiřující konektor
- LED display
- IR rezistor
- LED RGB
- Propojovací kabely
- Prodlužovací kabely
- Servo motorky
- Sada odporů pro všechny možné aplikace
- Sedmi segmentový display
- Tlačítka
- Potenciometr
- LEDky tři barev (červená, zelená, modrá)
- Infra diody
- DC motorek
- Nepájivé / kontaktní pole
- Tranzistory
- Datový USB kabel
- Odolná krabička
Kontaktní pole
Info
Kutilský set je ideální pomocník pro nauku o elektronice a programování. Set obsahuje obsahuje rozšíření pro micro:bit s kontaktním polem, které nám pomůže využívat všechny komponenty z celého setu. kontaktní pole nám umožňuje tvořit různá elektronická zapojení a tak poznávat základní funkce elektrických komponentů.
Pro začátek je vhodné si vytisknout kontaktní pole na papír a rozmisťovat si součástky na papíře. když jsme si jisti správností zapojení, tak ho zrealizujeme na kontaktním poli. Pro propojování komponentů na kontaktním poli budeme používat dupont vodiče ze setu.
Popis funkce kontaktního pole
Vpravo můžeme vidět kontaktní pole, tak jak jsou v něm provedeny propoje. Propoje nám říkají, jak jsou jednotlivé řádky a sloupce na kontaktním poli vodivě spojené. Napájecí lišty, znázorněné červenou (+V) a modrou (-V), jsou propojeny vodorovně a zbylé propoje jsou spojený svisle dolů. Tyto propoje nám usnadňují zapojovaní a šetří použité vodiče.
Schématické značky
Info
Pro práci na kontaktním poli budeme potřebovat znát a umět používat množství diskrétních elektronických součástek.
Pro začátky doporučujeme tvořit vaše projekty pomocí naších schémat. Elektronické schéma je přehledný způsob zakreslení elektronických součástek. Tyto schémata nám pomáhají pochopit elektrické obvody a každý elektrotechnik je umí číst. Až budete trochu zběhlejší, tak si můžete vytvořit vlastní schémata nebo se můžete inspirovat na internetu.
Na obrázku vpravo můžeme vidět schématické značky, které budeme využívat. Vedle názvu součástky můžeme vidět, jak se tato součástka, kreslí do schémat a jak reálně vypadá. U některých součástek je třeba si dávat pozor na polaritu a nebo na skutečnou hodnotu součástky. Polarita nám říká, jak má být daná součástka zapojena, tudíž jestli má být zapojena na kladné napětí nebo naopak na záporné. Doplňující informace je vždy nutné si kontrolovat. Tyto doplňující informace mohou být znázorněny graficky jako například u první součástky, která je rezistor. Dle proužků můžeme určit velikost odporu rezistoru. U druhé součástky, která je led dioda zase můžeme vidět, že jedna nožička je delší než ta druhá. Nožičky nám určují polaritu diody a to tak, že když je nožička delší, tak jí musíme připojit na kladnou polaritu (+V).
Jednoduché zapojení
1. LED dioda
První ukázkový program a schéma bude zapojení s LED diodou.
Podle připraveného schématu si na kontaktním poli zapojíme LED diodu a rezistor o velikosti 470 omh. Zelenou diodu připojíme na pin „0“ rozšíření micro:bitu.
Toto řešení, které je realizováno na obrázku není jediné možné řešení. Můžete si zkusit zapojení změnit, ale musíte si dát pozor na vodivost cest, polaritu led diody a velikost odporu.
Schéma zapojení
Testovací program
Po správném zapojení si můžeme do micro:bitu nahrát testovací program. Program nám je schopen každou sekundu změnit výstupní signál na pinu „P0“ a tím nám program zajistí blikání ledky. V programu používáme bločky z knihovny piny. Z knihovny si vybereme bloček zapiš do pinu logickou hodnotu a za tento bloček dáme čas po který má čekat než zapíše další hodnotu.
2. Tlačítko
Druhý ukázkový program nám pomůže pochopit funkci tlačítka.
Podle připraveného schématu si na kontaktním poli zapojíme tlačítko. Tlačítko pomocí dupont kabelu připojíme na pin „P0“ na rozšíření pro micro:bit. Dále uzavřeme obvod druhým dupont kabelem, který připojíme na zápornou (-V) lištu na kontaktním poli.
Toto řešení, které je realizováno na obrázku není jediné možné řešení. Můžete si zkusit zapojení změnit, ale musíte si dát pozor na vodivost cest a polaritu napájení.
Schéma zapojení
Testovací program
Po správném zapojení našeho obvodu si můžeme do micro:bitu nahrát zkušební program, který můžeme vidět vpravo.
V programu budeme používat bločky z knihovny logika a piny. Jako první si nastavíme ráz na pin „P0“. Dále si z knihovny logika vytáhneme funkci „když“ a uděláme podmínku pro čtení hodnot.
V programu poté budeme detekovat logickou změnu na pinu „0“. v případě nestlačení tlačítka se bude logická hodnota rovnat jedné a na displeji bude svítit fajfka. Pokud ale tlačítko zmáčkneme, tak se zapíše na výstup logická nula a zobrazí se křížek.
3. Potenciometr
Jako další součástku si vyzkoušíme potenciometr. Podle připraveného schématu si na kontaktním poli připojíme potenciometr. Střední pin potenciometru připojíme na pin „P0“ na rozšíření pro micro:bit. Dále zbylé dvě nožičku potenciometru připojíme na kladnou (+V) a zápornou lištu (-V).
Toto řešení, které je realizováno na obrázku není jediné možné řešení. Můžete si zkusit zapojení změnit, ale musíte si dát pozor na vodivost cest a polaritu napájení. Pokud změníme i snímaný pin, tak musíme tento pin změnit v programu pro micro:bit.
Schéma zapojení
Testovací program
Po správném zapojení si můžeme do micro:biru nahrát testovací program. V programu budeme číst analogovou hodnotu z potenciometru. Otáčením hřídelky potenciometru můžeme hodnotu měnit. Dále můžeme použít funkci bargraf na ukázku změny vstupní analogové hodnoty. Při otáčení můžeme vidět, jak narůstá intenzita na displeji micro:bitu. Pokud chceme sledovat hodnoty, tak klikneme na „show data zařízení“ a můžeme sledovat změnu na PC.
4. Fotorezistor
Další velice zajímavá součástka je fotorezistor. Fotorezistor, jak už nám název součástky napovídá, děla to, že reaguje na změnu dopadajícího světla a tím mění svůj vnitřní odpor. Výstupní změnu můžeme sledovat za pomocí ADC převodníku.
Podle připraveného schématu si na kontaktním poli zapojíme fotorezistor a rezistor do série. Na střední bod sériového zapojení si přivedeme dupont z pinu „P0“ z rozšíření micro:bitu.
Toto řešení, které je realizováno na obrázku není jediné možné řešení. Můžete si zkusit zapojení změnit, ale musíte si dát pozor na vodivost cest a polaritu napájení. Pokud změníme i snímaný pin, tak musíme tento pin změnit v programu pro micro:bit.
Schéma zapojení
Zapojení na nepájivím polem
Testovací program
Po zapojení podle schématu si můžeme do micro:bitu nahrát testovací program. V programu budeme číst analogovou hodnotu ze zapojení. Změnou intenzity dopadajícího světla, se nám bude měnit napětí mezi odpory. Pro zobrazení hodnoty využijeme funkci bargraf. Při správném zapojení a naprogramování můžeme vidět na displeji micro:bitu změnu intenzity. Pro změnu můžeme senzor zakrýt rukou nebo naopak na senzor zasvítit.
IR senzor
Info
- IR technologie se používá v každodenním životě, ale také v průmyslových odvětvích pro různé účely. Nejběžnějším použitím jsou televizory, které používají IR senzor pro porozumění signálům, které jsou přenášeny z dálkového ovladače. IR senzor se dá také využít pro mnoho jiných aplikací.
- IR senzor lze využít pro automatické brány, snímání pohybu, automatické osvětlení a plno dalších úloh.
- IR senzor, také umožňuje spolehlivě detekovat černou a bílou barvu. Detekovaná vzdálenost je až 25 mm, ale nejpřesnější hodnoty se dosahují při vzdálenosti 5mm.
Zapojení
Programujeme
Ukázkový program:
- V programu vyhodnocujeme stav na digitálním výstupu modulu infra senzoru.
Po úspěšném zapojení snímače k rozšiřující desce můžeme začít programovat. Jako první si do prostředí vložíme bločky “při startu a opakuj stále”. Když pracujeme s IR senzore, tak využíváme bločky na čtení hodnoty z pinu. Jako první nastavíme pin, na kterém máme připojený signálový dupont (DO) do bločku “nastav ráz pinu P0 na nahoru”. Tento bloček nám zapíše logickou jedničku v případě neidentifikace hodnoty, tudíž budeme přijímat stabilnější dignál.
- Do bločku opakuj stále si vytvoříme podmínku. Z bločku logika si vytáhneme bloček “když (pravda/nepravda) tak”. Do bločku poté místo “pravda/nepravda” dáme porovnávání. Místo prvního porovnavaného zaplníme přečtenou hodnotou z pinu, který jsme si nastavili a druhou nastavíme na 0. Tím pádem nám vznikne podmínka, která nám říká, že když je přečtená hodnota rovná 0, tak se vykoná první akce. A když je hodnota jiná, tak se vykoná druhá akce.
- Jako první akci si zvolíme detekci pohybu a signalizaci pomocí fajfky na displeji micro:bitu a jako druhou akci si zvolíme křížek na displeji.
Úlohy
Úloha 1: Snímáme hodnoty z IR senzoru
- Kdy je na výstupu digitální 1? Použijte ruku nebo jakýkoliv objekt na zakrytí snímače a rozpoznejte v jakém stavu se snímač nachází.
Úloha 2: Maximální vzdálenost
- Vyzkoušejte při jaké vzdálenosti nám bude snímač ještě detekovat překážku? Pomocí modrého knoflíku je možné měnit citlivost snímače a tím dosáhnout větší vzdálenosti detekce
Úloha 3: Reakce na bílou a černou.
- Zkuste zjistit při jaké barvě dojde k dřívější detekci. Pro pokus použijte bílý a černý papír. Když zjistíte na jakou barvu reaguje blíže, tak zkuste tuto vzdálenost změřit, a poté zkuste nastavit vzdálenost detekce na bílou barvu na zhruba 3 cm. Při tomto nastavení zkus zjistit vzdálenost reakce na černou barvu.
Úloha 4: Zabezpečovací zařízení s kontrolou pohybu.
- Za pomocí led pásku nebo led displeje micro:bitu a IR senzoru zkus naprogramovat zabezpečovací zařízení, které když detekuje pohyb, tak rozsvítí led pásek nebo led displej.
Fotorezistor
Info
- Fotorezistor je pasivní elektronická součástka, jejíž elektrický odpor se snižuje se zvyšující se intenzitou dopadajícího světla. S touto součástkou jsme schopni pomocí micro:bitu zkoumat, jak se mění intenzita záření.
- S fotorezistorem můžeme například realizovat samo otvírací dveře od kurníku, abychom nemuseli každé ráno chodit otevírat kurník, nebo si můžeme naprogramovat zatahování žaluzií, když se setmí.
Zapojení
Programujeme
Vzorový program:
- V programu vyhodnocujeme stav na digitálním výstupu modulu foto senzoru.
- Aby jsme zabránili rušení výstupu a přijímali stabilnější signál, nastavíme na vstupní pin pull-up rezistor.
Úlohy
Úloha 1: Snímáme hodnoty z foto senzoru
- Kdy je na výstupu digitální 1? vyzkoušejte rukou přikrýt snímač a poznejte v jakém stavu se nachází.
Úloha 2: Nastavenie citlivosti
- Pomocí modrého knoflíčku lze měnit citlivost snímaní. Zkuste nastavit hodnotu snímače tak, aby detekoval přikrytí rukou.
Úloha 3: Lampička
- Pripojte k micro:bitu LED diody, a pokúste sa ich rozsvietiť po tom čo snímač zdetekuje zotmenie v okolí.
V případe zájmu o podkladové materiály nebo pokud budete mít jakékoliv otázky tak nás můžete kontaktovat na emailu: