elektroniikka | Käsityökoulu Robotti

Liikkuva, vilkkuva ja mökäävä veistos

mennessä roiruuskanen | helmi 6, 2017

Tarvikkeet:

Arduino UNO
Koekytkentälevy
2N3904- tai 2N2222-transistori
2 x 220 ohmin vastus
1N4007-diodi
Pietsoelementti
1 × led
Hyppylankoja
Sähköjohtoa
Pienoissähkömoottori tai mini-värinämoottori (ks. edellisen tehtävän tarvikelista)
USB A to B -kaapeli

Lopuksi yhdistämme edellä esitetyt sisällöt yhdeksi kokonaisuudeksi eli teokseksi, joka rakentuu ohjelmoitavasta liikkeestä, valosta sekä äänestä!

Kokonaisuudesta voitte rakentaa juuri sellaisen teoksen kuin haluatte. Pohtikaa esimerkiksi mitä liike mahdollistaa ja mitä valo tuo lisää teokseen.

Kytkennän rakentaminen

Kytkentöjen rakenne kannattaa hahmottaa kolmena kokonaisuutena, joissa kytkennät on rakennettu erikseen yhdelle ledille, moottorille sekä pietsoelementille. Jokaisen komponentin (led, pietsoelementti ja sähkömoottori) kytkennät on esitelty edellisissä kappaleissa. Huomioi, että jokaisen komponentin (–)-johto yhdistyy koekytkentälevyssä yhteiseen (–)-kiskoon, joka johtaa mihin tahansa Arduinon gnd-pinniin.

Muista tehdä sähköjohdoista tarpeeksi pitkiä, mikäli haluat vetää moottorin, valot ja pietson hieman kauemmas koekytkentälevystä, esimerkiksi rakennettaessa liikkuvaa tärinärobottia. Kiinnitä osat robottiin käyttäen kuumaliimaa. Muista ettei sähkömoottorilla voi pyörittää kovinkaan painavaa kappaletta. Suosi siis hyvin kevyitä materiaaleja.

Liian suuri rasitus moottorissa voi aiheuttaa transistorin ja Arduinon vioittumisen. Voit liittää moottoriin esimerkiksi kevyen epäkeskokappaleen joka synnyttää tärisevän liikkeen tai voit käyttää valmista mini-värinämoottoria.

Ohjelmakoodin rakentaminen

Tämän jälkeen määritellään kuinka monta kertaa toiminto tapahtuu. Esimerkissä tapahtuman halutaan toistuvan [5] kertaa. (1)

Tapahtumassa käynnistetään moottori (pinni 10), (2) led (pinni 11) (3) sekä pietso (pinni9) (4) päälle sekunniksi, käyttämällä “digital [ ] on”-komentoja. Huomaa, että pietson äänen arvoksi on määritelty 100 (5) (välillä 0-255) ja se asetetaan “analog [ ] value ( )”-komennolla.

Tämän tapahtuman kestoksi määritellään 1 sekuntia “odota [1] sekuntia”-komennolla. (6)

Tämän jälkeen toiminnot keskeytetään sekunniksi käyttämällä “digital [ ] o ”-ko- mentoja, (7) sekä “analog [ ] value (0)”-komentoa. (8)

Muista myös määritellä, kauanko signaalit ovat pois päältä, (9) ennenkuin palataan komentorivin alkuun. Tämä luuppi toistuu halutun määrän, eli esimerkissä viisi kertaa.soittamaan laskevan äänen.

Näin voit luoda päivitetyn version Robo1-julkaisun tärinärobotista! Nyt se liikkuu, vilkuttaa valoa ja päästää ääntä. Mitähän seuraavaksi?!

Koekytkentälevyyn tutustuminen

mennessä roiruuskanen | helmi 6, 2017

Tarvikkeet:

Led
220 ohmin etuvastus (punainen, punainen, ruskea, kultainen)
2 × AAA -paristoja
Kahden AAA-pariston paristokotelo
Hyppylankoja
Painikenappi

Scratch for Arduinon ja Arduino -kehitysalustan avulla voimme ohjata ja ohjelmoida elektronisia komponentteja, kuten moottoreita, valoja tai mikropiirejä. Rakentaessa laitetta käytämme koekytkentälevyä. Koekytkentälevy on kuin piirilevy, jossa voimme kiinnittää ja irrottaa komponentteja helposti kokeillessamme eri kytkentöjä oikean ratkaisun löytämiseksi. Tutustumme ensin koekytkentälevyyn ilman Scratch for Arduinoa luomalla suljetun virtapiirin painikkeella.

Koekytkentälevy rakentuu useista kytkentäkiskoista, joista näkyvillä on vain reiät. Kiskot on merkitty kuvassa vihreällä. Rivit toistuvat samalla tavalla koko koekytkentälevyssä. Koekytkentälevyjä voi olla eri kokoisia ja mallisia. Ohessa näet kaksi yleisintä mallia.

Jokainen kytkentäkisko voidaan yhdistää toiseen kytkentäkiskoon hyppylangalla. Hyppylangaksi kutsutaan tavallista lyhyttä sähköjohdon pätkää, jolla kytketään kaksi kytkentäkiskoa yhteen. Kuvassa on esitetty sinisillä hyppylangoilla erilaisia tapoja kytkeä useampi kisko yhteen.

Seuraavaksi kytketään led päälle koekytkentälevyllä tehdyllä kytkennällä. Liitä aluksi pariston (+) ja (–) -johtimet eri riveille. Nyt molemmilla kiskoilla kulkevat pariston eri navat.

Valitse seuraavaksi mikä tahansa poikittainen kisko, josta haluat lähteä tekemään ledille kytkentää. Liitä (+)-kiskolta hyppylanka valitsemaasi poikittaiskiskoon.

Etuvastus rajoittaa sähkövirtaa sen verran, ettei led tuhoudu liian suuresta sähkövirrasta ja jotta sähkö ei kulu liian nopeasti virtalähteestä eli paristosta. Vastusten voimakkuus ilmoitetaan ohmeina (“tunnus”), ja siitä käytetään käsitettä resistanssi. Sopiva vastuksen resistanssi on 220 ohmia. Vastuksen resistanssin suuruus luetaan väriraidoista.Esimerkiksi 220 ohmin vastuksen värikoodi on punainen, punainen, ruskea. Internetissä on monia laskureita, joiden avulla voit tunnistaa vastuksen resistanssin. Tunnistaminen on helppoa internetissä olevissa tunnistusohjelmilla tai vaikkapa kännykälle ladattavalla applikaatiolla. Voit hakea niitä esimerkiksi hakusanalla “Resistor color code calculator”. Monesti myös myyntipaketeista löytyy värikartta, josta voit lukea vastuksen resistanssin.

Liitä seuraavaksi poikittaiskiskoon etuvastuksen toinen jalka. Kytke se lähtemään samasta rivistä johon hyppylanka tulee (+)-kiskolta. Liitä sitten vastuksen toinen jalka koekytkentälevyn keskiuran toiselle puolelle. Nyt etuvastus on kuin silta kahden kytkentäkiskon välillä.

Liitä seuraavaksi ledin pitkä jalka riville johon etuvastus tulee. Ledin pidempi jalka on sen (+)-jalka. (–)-jalka tulee puolestaan mille tahansa vapaalle poikittaiselle kytkentäkiskolle. Kytke lopuksi vielä hyppylangalla (–)-kisko yhteen saman (–)-kiskon kanssa, johon pariston (–)-johdin tulee. Kun kytket paristot paristokoteloon, led syttyy, sillä suljetussa virtapiirissä sähkövirta pääsee kulkemaan ja vaikuttamaan komponenttiin – tässä tapauksessa lediin!

Mikäli led ei syty, tarkista että kytkennät ovat kiinni ja menevät varmasti oikein siten, että jokainen jalka on yhteydessä vain seuraavan osan kanssa, jolloin komponentit ovat peräjälkeen luoden virtapiirin.

Painikkeen liittäminen

Liitä seuraavaksi kytkentään vielä painike. Siirrä ensin etuvastus eri riville kuin missä on hyppylanka joka saapuu (+)-kiskolta. Liitä painikkeen toinen jalka (ei väliä kumpi) etuvastuksen kanssa samalle riville. Toinen painikkeen johto liitetään puolestaan hyppylangan kanssa samalle riville. Nyt painikkeesta painamalla muodostuu suljettu virtapiiri, jolloin sähkövirta pääsee kulkemaan ja sytyttää ledin.

Kuten huomaat, voit rakentaa tuttuja kytkentöjä monilla menetelmillä: hauenleukajohdoilla, sokeripaloilla ja muilla liittimillä, teippaamalla ja liimaamalla, juottamalla sekä koekytkentälevyllä.

Huomaa myös, että sähköjohtojakin on monenlaisia. Yksisäikeisen sähköjohdon liittäminen koekytkentälevyyn on helpompaa kuin monisäikeisen! Voit käyttää sitä esimerkiksi kun liität painikkeen, moottorin tai paristokotelon koekytkentälevyyn.

Liikkuva, vilkkuva ja mökäävä veistos

Koekytkentälevyyn tutustuminen

Kiitos! Tilaus onnistui! Lähetämme vielä varmistuksen sähköpostiisi!