Junior i elektronika: Zabawa z diodami

Cykl poświęcony moim perypetiom przy nauce podstaw elektroniki. Tym razem opisuje swoją zabawę z diodami LED.

Co warto wiedzieć

Zanim przejdę do praktyki chciałem wspomnieć co trzeba ogarniać żeby zacząć. Należy, przynajmniej mniej więcej, rozumieć co to jest napięcie, natężenie oraz rezystancja, znać prawo ohma oraz pamiętać jaki jest umowny kierunek prądu. To tyle, i aż tyle. Istnieje dużo dobrych materiałów na ten temat w internecie więc sam nie będę tego omawiał.

Piny

Zanim przeszedłem do podłączania malinki do płytki stykowej (protypowej) zapoznałem się z układem pinów dostępnym na stronie Pinout.xyz. Piny BCM to generalnie piny ogólnego przeznaczenia, które można ustawić w dwa tryby; input czyli tryb odczytu, który interpretuje podane napięcie - jeśli jest ono niskie wtedy mamy logiczne False, w przeciwnym razie True, output czyli tryb emisji - ustawienie True powoduje wyemitowanie napięcia w okolicy 3.3V, False to oczywiście 0. Oprócz tego mamy piny zasilania które ciągle emitują jakieś napięcie; 3.3V albo 5V i nie da się nimi sterować, oraz piny uziemienia Ground czyli minusy. To tyle jeśli chodzi o konieczne podstawy.

Niebieska dioda

Ważne jest sprawdzenie specyfikacji diody - na jakim napięciu dany kolor może pracować. Wybrałem niebieską bo działa sprawnie na 3,2V czyli nie będzie potrzebny żaden rezystor.

• Podłączyłem czerwony przewód do pinu pierwszego (tego od stałego napięcia 3.3V, plus)
• Podłączyłem niebieski przewód do pinu szóstego (uziemienie, minus)
• Podłączyłem przewody do płytki protypowej
• Podłączyłem diodę do płytki (dłuższą nóżkę podłączamy do plusa)

Na poniższej grafice widać w jaki sposób łączą się obwody w płytce protypowej. Czyli na przykład jeśli podłączę plus do pierwszego rzędu to cały rząd będzie "plusem", jeśli podłącze plus do trzeciego rzędu pierwszej kolumny od lewej to tylko pierwsza kolumna będzie plusem (do zmiany sposobu łączenia), a nie cały rząd trzeci.

Czerwona dioda

Czerwona dioda ma już napięcie 2,3V i tu pojawia się problem bo jeśli podłączymy ją do pinu o napięciu 3.3V to istnieje duża szansa, że ją przepalimy. Jak obniżyć napięcie? Tu do akcji wchodzą rezystory. Opór rezystorów wyraża się w jednostkach Ω. By dowiedzieć się ile rezystancji potrzeba do obniżenia napięcia tak by dioda nie uległa awarii skorzystamy z wzoru, z prawa ohma:

Słownie: by obniżyć napięcie o 1V potrzebujemy rezystora o mocy 50Ω.

Ampery bierzemy z specyfikacji diody - u mnie jest 20mA czyli 0,020A.

Osobiście nie posiadam rezystora o rezystancji 50Ω, podłącze 100Ω. Światło będzie trochę przytłumione ale to nie szkodzi.

Jak widać czerwona dioda pali się elegancko :)

Dioda z przełącznikiem

W tym przypadku dodałem wariancje z przyciskiem.

Przycisk zachowuje się w ten sposób, że wciśnięcie go powoduje działanie "na krzyż" czyli jeśli do nóżki pierwszej podepnę plus to po wciśnięciu, plus jest również na nóżce czwartej.

Jeśli nie wcisnę przycisku to plus będzie na nóżce 1 oraz 2.