IoT prakticky – Micro:bit, spínanie čohokoľvek a zmena smeru otáčania motorčeka

Pomocou portov dosky micro:bit môžete spínať pripojené zariadenia, avšak ich napájanie je limitované napätím 3.3 V a maximálnym prúdom niekoľko desiatok miliampérov.  Pri napájaní cez USB prúdový regulátor zvládne záťaž 120 mA. Ak počítame 30 mA na napájenie obvodov na samotnej doske, na napájanie periférií zostáva celkový maximálny prúd 90 mA. Takže môžete napájať napríklad 4 LED diódy pripojené na portoch, pričom každá odoberá 20 mA

Aby ste mohli spínať aj zariadenia s vyšším prúdovým odberom, napríklad žiarovky modelovej železnice, prípadne zariadenia na vyššie napätie, potrebujete vhodný spínací prvok. Vo videu nájdete príklady použitia originálneho modulu so štyrmi relé a taktiež príklad ako prispôsobiť lacné univerzálne moduly s relé určené pre iné mikrokontroléry

Najjednoduchšie je použiť niektorý z modulov obsahujúcich relé, napríklad VMM400 od firmy Velleman. Cena modulu v e-shopoch je približne 15 eur.

Tento modul má konektor, do ktorého sa dá zasunúť doska micro:bit. Na doske sú štyri relé, každé z nich môže spínať jednosmerný prúd s napätím maximálne 24 V a prúdom 3A. Je logické, že na modul k mikropočítačovej doske pre školy výrobca dal nízkonapäťové relé a nie relé na 230 V. Relé sú spínané podľa stavu logickej hodnoty na výstupoch  P3, P4, P6 a P7. Doska potrebuje samostatné napájanie 5V a každý výstup mikropočítača micro:bit je zaťažený prúdom max. 5 mA. 

V našich príkladoch sme k relé pripojili žiarovky do starších vreckových bateriek. Sú na napätie 4,5 V a pri tomto napätí nimi prechádza prúd 300 mA. Modul s relé je napájaný z externého 5V zdroja a napätie z tohoto zdroja sa cez kontakty relé privádza aj na žiarovky. V  prvom príklade budeme synchrónne blikať všetkými žiarovkami súčasne. Technicky povedané na výstupy P3, P4, P6 a P7 budeme striedavo privádzať úroveň logická 0 a logická 1

JavaScript

Príklad môžete mierne zmodifikovať aby sa žiarovky rozsvecovali a zhášali postupne, tak, že sa rozsvieti prvá, v ďalšom takte prvá zhasne a zároveň sa rozsvieti druhá žiarovka a tak stále dookola

JavaScript

Samozrejme môžete použiť aj univerzálne moduly s relé určené pre akúkoľvek mikropočítačovú dosku. Tieto moduly sú však určené pre dosky Arduino a Raspberry, ktoré majú napájanie 5V a hodnota logickej 1 je tiež blízka 5V. Naproti tomu porty mikropočítača BBC micro:bit využívajú pre logickú 1 napäťovú úroveň 3,3 V

Preto budete potrebovať prevodník úrovne z 3.3 V na 5V. K dispozícii sú buď univerzálne moduly, ktoré dokážu tieto logické úrovne obojsmerne konvertovať, alebo moduly určené primárna na konverziu signálov Rx a Tx sériového rozhrania. Tieto moduly konvertujú signály Tx obojsmerne, takže sú na náš účel taktiež vhodné. Ceny týchto modulov neprevýšia 1 euro.

Príklad prevodníkov úrovní

Detail signálov na pinoch a zapojenie modulu.

Zapojenie realizujeme na prepojovacom poli, takže budeme potrebovať modul ktorý vyvedie zvernicu dosky micro:bit na prepojovacie pole. Na vstupy elekroniky relé pripojíme výstupy P3,P4,P6 a P7, takže programy môžu zostať rovnaké

Prevodníky úrovní

Relé môžete samozrejme použiť aj na spínanie rôznych motorčekov. Tomu sa podrobne budeme venovať v ďalšom pokračovaní. Smer otáčania jednosmerných motorov závisí od polarity privedeného napätia. Preto  stať o ovládaní klasických jednosmerných motorov začneme vysvetlením fungovania takzvaného H-mostíka. Pomocou štyroch spínačov je možné ovládať smer otáčania.  

Fungovanie H-Mostíka 

Smer otáčania je určený zopnutím príslušných mechanických kontaktov relé, alebo elektronických spínačov. Nebojte sa, nebudeme to riešiť s relé, v budúcom pokračovaní ukážeme použitie modulov na ovládanie motorov.

Zobrazit Galériu