Microbit – neopixel

Neopixel je viac RGB(môžu svietiť ľubovoľnou farbou) led diód usporiadaných buď do pásiku, kruhu alebo matice:

Zdroj: Wikimedia commons

Neopixel má tri farebné vývody, ktoré sa pripoja na piny 3V (červený), GND (čierny) a PIN 0 (žltý) . Potom je potrebné napísať tento program:

from microbit import *
import neopixel
np = neopixel.NeoPixel(pin0, 64)
while True:
    np.fill ((60, 0, 0))
    np[1] = (0, 60, 0)
    np.show()
    sleep(100)

V príkaze np = neopixel.NeoPixel(pin0, 64) sa určí počet RGB lediek na neopixel pásiku a pin, na ktorom je pásik pripojený. V nekonečnom cykle While True sa nachádza príkaz np.fill ((60, 0, 0)), ktorý zmení farbu všetkych lediek naraz. RGB ledky sa skladajú z 3 minilediek – červenej, zelenej a modrej. Čísla v zátvorke určujú intenzitu (svietivosť) minilediek v poradí červená, zelená a modrá (od 0-nesvieti do 255-maximálna svietivosť). Kombináciou sa dajú vytvoriť rôzne farebné odtiene.

Na stránke https://htmlcolorcodes.com/ si môžete zvoliť ľubovoľný farebný odtieň a jeho rgb kód (v tvare napr. 255, 87, 51 ) skopírovať do programu.

Príkaz np[1] = (0, 60, 0) určuje farbu pre konkrétnu RGB ledky – v zátvorke je poradie ledky (od 0 do počet lediek na neopixel pásiku). Prikaz np.show() pošle dáta do neopixel pásiku.

Úpravou tohto programu môžete zobraziť na neopixel pásiku rôzne zaujímavé svetelné kreácie.

Arduino-detektor čiary

Slúži na detekciu čiary pozdĺž ktorej chodí autíčko- kategória linefollower v robotických súťažiach . Inak detekuje prítomnosť objektu blízko detektoru. Okrem detektoru a Arduina potrebujeme Ledku a 100 ohmový odpor. Zapojenie vyzerá takto:

Zdroj: arduinopoint.com

Keď senzor detekuje objekt tak sa rozsvieti Ledka. Program vyzerá takto:

int SenzorPin = 2;
int ledPin = 13;
void setup() {
pinMode(ledPin, OUTPUT);
pinMode(SenzorPin, INPUT);
}
void loop() {
int hodnota = digitalRead(SenzorPin);
delay(100);
if (hodnota==LOW){
digitalWrite(ledPin, HIGH);
}
else
{
digitalWrite(ledPin, LOW); 
}
}

Keď senzor zdetekuje objekt tak vyšle na pin 2 (Senzorpin) hodnotu 0 voltov- LOW a program vďaka podmienke vyšle na pin 13 hodnotu 5 voltov -HIGH (ledPin). Inak sa do ledky pošle 0 voltov – LOW. V robotických súťažiach sa namiesto ledky spustí motor podľa toho či senzor zistil alebo nezistil prítomnosť čiary.

Elektronika – zosilovače

Zosilovače zvuku umožňujú pripojiť zdroj hudby (napr.: mobil) cez konektor – 3,5 mm jack – na reproduktory a ozvučiť tak celú miestnosť. Na to ale potrebujeme ten 3,5mm jack:

….a reproduktor:

Ten je možné aj odmontovať z rôznych starých nepoužívaných alebo pokazených zariadení povalujúcich sa v pivnici alebo zo starých počítačových reprobedien a 3,5mm jack z pokazených slúchadiel.

Zosilovač – nízky výkon

Po zapojení pripojíme 3,5mm jack a reproduktor a jack zapojíme do mobilu. Po spustení hudby v mobile ju budeme počuť v reproduktore- len nečakajte žiadnu vysokú hlasitosť – je vcelku slabý.

Po zapojení obvodu ho pripojíme k zdroju alebo batérií s napätím – najlepšie 9 voltov.


Zosilovač – stredný výkon

Tento zosilovač využíva integrovaný obvod LM386. Vďaka potenciometru je možné aj nastaviť hlasitosť. Výkon je už postačujúci na ozvučenie menšej miestnosti.

Po zapojení obvodu ho pripojíme k zdroju alebo batérií s napätím – najlepšie 9 voltov.


Zosilovač – vysoký výkon

Tento zosilovač využíva integrovaný obvod TDA2030. Vďaka potenciometru je možné aj nastaviť hlasitosť. Výkon je dosť vysoký – až 15W – čo umožňuje ozvučiť i veľkú miestnosť.

Na tak veľký výkon ale potrebujeme aj výkonný zdroj – takže je potrebné napájací zdroj z aspoň 12 voltami – určite nie nejakú batériu. Tiež potrebujeme reproduktor, ktorý zvládne prehrať aspoň 5W výkonu a viac – pri 5 wattoch bude treba na potenciometri nastaviť nižšiu hlasitosť.

S pomocou 3,5mm jacku pre stereo zvuk a dvoma takýmito zosiľovačmi je možné vytvoriť aj stereo ozvučenie miestnosti s vysokým výkonom.

Elektronika – zapojenia s integ. obvodmi

Generátor impulzov s NE555

NE555 je oblúbený integrovaný obvod, ktorý funguje ako časovač a generátor impulzov. Má 8 vývodov a na obale má polkruhový výrez pomocou ktorého je možné identifikovať poradie vývodov – viď obrázok hore. Impulzy vychádzajú z vývodu 3 a pre ilustráciu sú zapojené do LEDky (takže bude blikať zadanou rýchlosťou). Frekvenciu (počet impulzov za sekundu udávanú v hertzoch -Hz) je možné upraviť podľa veľkosti rezistorov R1, R2 a kondezátora C1. Tie môžete zadať a príslušnú frekvenciu zistiť na stránke https://www.xarg.org/tools/ne555-astable-circuit-calculator/. Na stránke to ide aj opačne – zadáte požadovanú frekvenciu a vypíše príslušné hodnoty súčiastok. Po zapojení obvodu ho pripojíme k zdroju alebo batérií s napätím – hocijaké od 3 – 9 voltov.


PWM regulácia napätia s NE555

PWM(pulse width modulation) je spôsob ako regulovať napätie bez použitia rezistoru, ktorý zbytočne spotrebováva el. energiu. Funguje tak, že el. zdroj napríklad počas jednej sekundy posiela do spotrebiča 5 voltov:

  1. celú 1 sekundu posiela 5 voltov – plný výkon
  2. 0,9 sekundy posiela 5 voltov, 0,1 sekundy 0 voltov – skoro plný výkon
  3. 0,5 sekundy posiela 5 voltov, 0,5 sekundy 0 voltov – polovičný výkon
  4. 0,1 sekundy posiela 5 voltov, 0,9 sekundy 0 voltov – slabučký výkon
  5. celú 1 sekundu posiela 0 voltov – žiaden výkon

Aby z toho nebola blikačka tak sa zmeny uskutočňujú nie každú sekundu ale aspoň každú 60tinu sekundy.

Takto sa napríklad reguluje jas podsvietenia displeja v skoro každom mobile a oči niektorých ľudí to vnímajú ako blikanie a je im to nepríjemné.

Obvod používa ako názorný príklad regulácie LED diódu ale je možné namiesto nej použiť aj malý motor. Okrem NE555 potrebujeme aj 100K potenciometer a diódy D1 a D2 sú ľubovolné diódy, ktoré máte – nezabudnúť na správnu polaritu:

Zdroj: Electrical4U

Po zapojení obvodu ho pripojíme k zdroju alebo batérií s napätím – hocijaké od 3 – 9 voltov. Točením potenciometra regulujeme jas LEDky.


Časovač s NE555

Časovač po stlačení spínača (push button) zapne LEDku a po zadanom počte sekúnd ju automaticky vypne. Čas zapnutia sa reguluje 1megaohmovým potenciometrom. Takto funguje schodiskový vypínač napr.: v panelákoch na chodbách. Diódy D1 a D2 sú ľubovolné diódy, ktoré máte – nezabudnúť na správnu polaritu. Po zapojení obvodu ho pripojíme k zdroju alebo batérií s napätím – hocijaké od 3 – 9 voltov.

Elektronika – zapojenia s tranzistormi

Blikač

Na tento obvod je potrebný regulovatelný napájací zdroj. Použite nepájivé pole. Potrebujeme LEDku, 200 Ω a 10 Ω rezistor, 470µF elektrolytický kondenzátor a tranzistor 2N2222. Po zapojení nastavte na zdroji 12V a zapojte ho do obvodu. Pomaly zvyšujte el. napätie na zdroji až kým nezačne LEDka blikať- nie viac ako 20V. Tranzistor zapojte správne – keď ho chytíte tak, že vidíte na ňom nápis 2N2222 tak kolektor(C) je vpravo a emitor(E) je vľavo.

Tranzistor nemá zapojenú bázu(B) čo je dosť neobvyklé lebo el. prúdom privedeným na bázu sa riadi vodivosť medzi kolektorom a emitorom. Funguje to i napriek tomu kvôli tzv. tunelovému efektu, kedy el. prúd prerazí medzi kolektorom a emitorom vďaka vysokému napätiu 12,5-15V.


Policajné svetlá

Potrebujeme dve LEDky – jednu červenú a druhú modrú (aby to vyzeralo ako policajné svetlá 🙂 ). Zbytok súčiastok už snáď viete prečitať zo schémy. Po zapojení nastavte na zdroji hocičo od 5 do 12V -funguje to vždy.

Toto je aj prvý obvod, ktorý stojí za to dať na univerzálny plošný spoj. Takže kľudne do toho.

V tomto videu (netreba rozumieť čo ten pán hovorí, stačí sa len pozerať ako to robí) môžete vidieť ako spájkovať na univerzálny plošný spoj. Ako je v ňom ukázané môžete buď vyrábať cestičky v plošnom spoji pomocou káblikov alebo prepojiť pomocou roztaveného cínu. Treba len vyskúšať čo vám pôjde lepšie.

————-

Skúšačka


Na tento obvod potrebujeme 3 tranzistory BC547 , LEDku a cievku. Tú si vyrobíte tak, že zoberiete medený drôt a omotáte ho 6 krát okolo obyčajného pera alebo ceruzky – to je celé. Tranzistor zapojte správne – keď ho chytíte tak, že vidíte na ňom nápis BC547 tak kolektor(C) je vľavo a emitor(E) je vpravo (2n2222 to mal opačne). Po zapojení do zdroja – alebo lepšie do dvoch tužkových batérií – môžete priblížením cievky ku hocijakému el. káblu alebo el. zásuvke zistiť či je v ňom el. prúd. Skúste pobehať po miestnosti a zistiť čo všetko je pod el. prúdom.


LEDka reagujúca na hudbu

Na tento obvod potrebujeme mikrofón. Ten má kladný a záporný pól. Záporný má nakreslené pri sebe obvykle tri mínusky :

Po zapojení obvodu ho pripojte k zdroji s napätím 9 voltov alebo ho zapojte do 9V batérie. Mikrofón priblížte čo najviac k reproduktorčeku na vašom mobile a spustite nahlas hudbu.


Dotykový spínač

Tento obvod umožňuje rozsvietiť LEDku tak, že sa dotkneme rukami káblikov na spodku obvodu – nebojte je to bezpečné 🙂 . Po zapojení obvodu ho pripojíme k zdroju alebo batérií s napätím – hocijaké od 3 – 9 voltov.


Regulátor jasu LEDky

Tento obvod obsahuje 100 kiloohmový potenciometer. Potenciometrom je možné plynule meniť úroveň jasu LEDky. Po zapojení obvodu ho pripojíme k zdroju alebo batérií s napätím – hocijaké od 3 – 9 voltov.