Összetett kapcsolások – vezérlési feladat Experiment Box segítségével

Az előző fejezetben két egyszerűbb alapkapcsolást vizsgáltunk meg, egy LED villogtatását, illetve egy nyomógomb kiolvasását. Most következzen két összetettebb példa, egy hőmérséklet, illetve egy fényerősség alapú vezérlési feladat Experiment Box segítségével. Ezek a megoldások akár egy okosház-modell részeiként is alkalmazhatóak.

Ventilátor hőmérséklet függő vezérlése

Az Experiment Box 11. gyakorlata a motorvezérlés. Az alapprogram a P1-es bemenetre kapcsolt gomb (lock button) állapotát figyeli, és annak függvényében, hogy lenyomjuk, vagy felengedjük, indítja vagy leállítja a motort. A motor a P0 kimeneten keresztül kapja a vezérlést. Természetesen ezt nem közvetlenül, hiszen a kimenet teljesítménye nem lenne elég a motor működtetésére, ezért közbe iktatunk egy MOSFET-et, ami tulajdonképpen egy vezérelhető félvezetős kapcsoló.

Az alapprogram 

Kapcsolás

Program

Fejlesztési lehetőség: 

A feladat bővíthető úgy, hogy  a kapcsoló helyére egy elektromos hőmérőt kapcsolunk, amit egy NTC (hőmérsékletfüggő ellenállás) és egy ellenállás soros kapcsolásával alakítunk ki. Ennek kimenőjelét mérjük a BBC micro:bit P1 bemenetén. 

 A program úgy módosul, hogy az „if” blokk nem a kapcsoló állapotát figyeli, hanem a hőmérő jelét. Ezt az értéket hasonlítjuk össze egy előre beállított értékkel, és a reláció függvényében kapcsoljuk ki vagy be a ventilátort.

Alkonykapcsoló

A feladat lényege, hogy az Experiment Box fényerősség érzékelő szenzorának (Photocell), illetve rainbow LED-jének segítségével alkonykapcsoló modellezést készítsünk. A kapcsolás működése: ha a külső környezeti fényerősség egy adott szint alá csökken, akkor a BBC micro:bit bekapcsolja a rainbow LED-et fehér fénnyel, maximális fényerővel. 

Kapcsolás

 

Az áramkör alapja, hogy a Box fotocelláját és 10 kohmos ellenállását sorba kapcsolva egy feszültségosztót készítünk, aminek kimenetén a fényerősséggel arányos feszültség jelenik meg. Tekintettel arra, hogy a fotocella dióda jellegű alkatrész, fontos betartani a bekötés helyes polaritását! Az osztó kimenetén megjelenő feszültségértéket a micro:bit P0 analóg bemenetére kapcsoljuk. 

A megfelelő kapcsolási szint beállításához érdemes „megmérni”, hogy mekkora értéket kapunk az áramkörtől normál világításnál, illetve sötétben. A kapcsolási szintet a két érték közé célszerű állítani. 

A kapcsolás „kimenete” a megvilágítást előállító rainbow LED-gyűrű, ami nyolc darab NeoPixel LED-ből áll. 

A LED gyűrűt a program elején, az „Indításkor” blokkban inicializálni kell. Ez azt jelenti, hogy meg kell adnunk az alkalmazott ledek számát (8), hogy melyik kimenetről használjuk őket (P1), illetve, hogy milyen színnel világítsanak (green). 

Program

A főprogram egy „if” blokk segítségével dönti el, hogy a külső fényerősség értéke egy beállított érték alatt, vagy felett van-e. Ennek függvényében kapcsolja ki, vagy be a rainbow LED-et, a program beállítása szerint fehér fénnyel. 

A program bővíthető, illetve rugalmasabbá tehető úgy, hogy a határértéket nem előre beállított értékkel adjuk meg, hanem egy potméterről, egy analóg bemenet segítségével olvassuk be.  

A kapcsolás un. huzalozási ábrája

A módosított program

A vezérlési feladat programja tovább fejleszthető úgy, ha a referencia értéket nem a kódban adjuk meg, hanem pl. a potenciométer értékét olvassuk be. 

Az Experiment Box hivatalos forgalmazója a Pi-Shop webáruház!