IoT prakticky: Totem – univerzálne panely so základnými elektronickými komponentmi

Mikrokontroléry

23.1.2020

Zostavu na prototypovanie a experimentovanie Totem Mini Lab je možné doplniť o tri postranné panely. Mechanicky ich môžete upevniť pomocou plastového nosníka, ktorý je v balení každého panelu aj s príslušným spojovacím materiálom, prípadne si pre postranné panely môžete urobiť stojan. Panely je totiž možné použiť k akémukoľvek mikrokontroléru, alebo vývojovej dosky s 3.3 V aj 5V logikou. K dispozícii sú tri typy panelov: I/O Side Panel, Sensor Side Panel a Audio Side Panel. Môžete si ich kúpiť osadené, alebo ako stavebnicu. My sme ich otestovali s doskou Arduino UNO.

Možnosti panelov ukazuje video:

Každý panel má v hornej časti konektor na pripojenie napájacieho napätia 3.3 V, alebo 5 V. Na paneloch I/O Side Panel a Sensor Side Panel je v strede vpravo prepojka, ktorou sa vyberá napätie.

Vľavo tri panely na spoločnom paneli, vpravo zostava Totem Mini Lab

Vľavo zostava Totem Micro Lab, vpravo tri panely na spoločnom paneli

I/O Side Panel má v hornej časti tri aretované spínače aj so signalizáciou stavu pomocou LED diód. Pod nimi je trojica potenciometrov s hodnotou 10k. Dva vonkajšie vývody potenciometra sú cez prepojky pripojené na na GND a VCC, takže môžete nastavovať na strednom vývode každého z troch potenciometrov rôzne meniteľné napätie medzi 0 a 3,3 V alebo 5 V. Keď odstránite prepojky, môžete potenciometer zapojiť do vlastného obvodu všetkými tromi vývodmi.

Na pokusy s AD prevodníkom keď na analógový vstup privádzate napätie regulované potenciometrom môžete použiť upravený príklad AnalogInput, ktorý nájdete vo vývojovom prostredí Arduino IDE v menu súbor -> príklady.

int sensorPin = A0; // analógový vstup

int ledPin = 13; // LED na doske Arduino

int sensorValue = 0;

void setup() {

pinMode(ledPin, OUTPUT);

}

void loop() {

sensorValue = analogRead(sensorPin);

digitalWrite(ledPin, HIGH);

delay(sensorValue);

digitalWrite(ledPin, LOW);

delay(sensorValue);

}

Pod potenciometrami je rotačný enkoder. Ten pri otáčaní generuje impulzy na pinoch označených A a B. Ak otáčate hriadeľ na jednu stranu- doľava, impulz na B prichádza tesne pred impulzom na A, keď otáčate doprava, impulz B príde po impulze A. Podľa toho sa dá zistiť na ktorú stranu hriadeľom enkodéra otáčate.

Príklad na prenos hodnoty nastavenej enkóderom cez sériové rozhranie a jej výpis vo vývojovom prostredí:

#define rotaryA 6 //priradenie portov

#define rotaryB 7

int nPocitadlo = 0;

int nStav;

int nPoslednyStav;

void setup() {

pinMode (rotaryA,INPUT);

pinMode (rotaryB,INPUT);

Serial.begin (9600);

nPoslednyStav = digitalRead(rotaryA);

}

void loop() {

nStav = digitalRead(rotaryA); // aktuálny stav A

if (nStav != nPoslednyStav){ // ak sa stav A zmenil bol impulz

if (digitalRead(rotaryB) != nStav) { // Ak B nerovná sa A rotácia v smere hodinových ručičiek

nPocitadlo ++;

} else {

nPocitadlo --;

}

Serial.print("Pozícia: ");

Serial.println(nPocitadlo);

}

nPoslednyStav = nStav;

}

Na paneli je ešte RGB LED, tri klasické tlačidlá s jedným vývodom pripojeným na GND, relé na 250 V schopné zopnúť prúd 10 A a ešte 3.5 mm Jack konektor, aby ste mohli do svojej zostavy priviesť audio signál.

Príklad na nastavovanie farebných zložiek R,G a B LED diódy pomocou troch potenciometrov:

int lR = 9; int lG = 10; int lB = 11; // piny pre RGB LED s podporou PWM

int pR = A0; int pG = A1; int pB = A2; //piny pre potenciometre

void setup()

{

pinMode(lR, OUTPUT); pinMode(lG, OUTPUT); pinMode(lB, OUTPUT);

pinMode(pR, INPUT); pinMode(pG, INPUT); pinMode(pB, INPUT);

}

void loop(){

analogWrite(lR, analogRead(pR));

analogWrite(lG, analogRead(pG));

analogWrite(lB, analogRead(pB));

delay(20);

}

Sensor Side Panel má v hornej časti mikrofón s predzosilňovačom, takže môžete experimentovať napríklad s meraním úrovne hluku. Nasleduje grafický OLED displej s rozlíšením SSD1306 a obvodom SSD 11306, ktorý sa k mikrokontroléru pripája cez rozhranie I2C dvomi vodičmi + GND. My sme pripojili signály zbernice displeja na piny Arduina takto:

OLED SCL – Arduino Uno A5
OLED SDA – Arduino Uno A4

Na zobrazovanie textu a grafiky potrebujete do Arduino IDE pridať dve knižnice:

Adafruit_SSD1306 library

GFX Library

Môžete vyskúšať komplexný príklad ssd1306_128x64_i2c demonštrujúci možnosti grafiky, alebo jednoduchý príklad na zobrazenie textu:

#include

#define SCREEN_WIDTH 128

#define SCREEN_HEIGHT 64

Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, -1);

void setup() {

Serial.begin(115200);

display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C);

delay(200);

display.clearDisplay();

display.setTextSize(1);

display.setTextColor(WHITE);

display.setCursor(0, 10); display.println("NEXTECH");

display.setCursor(0, 30); display.println("IoT Prakticky");

display.display();

}

void loop() {

}

Na paneli je aj čidlo na meranie teploty DHT1, ktoré sa pripája cez jednovodičové rozhranie a NTC termistor, ktorého odpor zo zvyšujúcou sa teplotou klesá.

Príklad na meranie teploty:

const int analogInPin = A0; // analogovy vstup

int sensorValue = 0;

int outputValue = 0;

void setup() {

Serial.begin(9600);

}

void loop() {

sensorValue = analogRead(analogInPin);

outputValue = map(sensorValue, 0, 1023, 0, 255);

Serial.print("hodnota = "); Serial.print(sensorValue);

Serial.print("\t prepocitana = "); Serial.println(outputValue);

delay(2);

}

Na paneli je aj bzučiak a regulátor jednosmerných motorov s obvodom BD6220F, ktorý má mikrospínače na ovládanie smeru a potenciometer na ovládanie otáčok. Regulátor sa dá ovládať aj z mikrokontroléra cez PWM. Na doske je aj merač úrovne s 10-timi farebnými LED diódami.

Tretí Audio panel má v hornej časti nf zosilňovač s výkonom približne 1 W a pod ním je reproduktor. Zosilňovač a reproduktor sú prepojené prepojkou, o jej rozpojení sa dajú použiť samostatne. Na napájanie zosilňovača je potrebné externé napájacie napätie 12 V. V spodnej časti je nastaviteľný generátor signálu s obvodom XR2206 s obdĺžnikovým aj sinusovým priebehom do frekvencie 1 MHz. Každý z panelov stojí okolo 25 eur.

Zobrazit Galériu

IoT prakticky: Totem – univerzálne panely so základnými elektronickými komponentmi

Možnosti panelov ukazuje video:

Pridať komentár