Temat 4 - podłączamy diody LED do Raspberry Pi

Raspberry Pi to wspaniały komputer pozwalający podłączać wiele czujników i odbiorników.
Znamy już program SCRATCH to teraz spróbujemy sterować diodami LED za jego pomocą.
Użyjemy trzech diod LED, o różnych kolorach, połączonych tak jak na schemacie ideowym.

R1, R2 i R3 to rezystory o wartości 510 omów. Do połączenia elementów użyjemy płytki stykowej.
Tak powinien wyglądać rezultat naszej pracy.

Podłączenia do RasPi można dokonać tylko przy wyłączonym zasilaniu i po dokładnym sprawdzeniu układu. Przy błędnym połączeniu możemy uszkodzić komputer.

Po połączeniu wszystkich elementów na płytce stykowej sprawdź ich działanie podłączając źródło zasilania, czyli nasz koszyk z trzema bateriami AA. Biegun ujemny (czarny kabelek) podłączamy do dowolnego pinu w wierszu Y. Biegun dodatni (+) podłączamy kolejno do przewodów służących do połączenia z RasPi.

Jeżeli zapalają się wtedy diody LED to wszystko jest OK. Odłączamy zasilanie, sprawdzamy czy zasilanie RasPi jest wyłączone i podłączamy cztery kabelki do odpowiednich pinów złącza GPIO.

Sprawdzamy raz jeszcze i jeżeli wszystko jest OK włączamy zasilanie RasPi.

Po chwili uruchomi się system z ekranem powitalnym podobnym do systemu Windows. Na pulpicie znajdziemy ikonę SCRATCH GPIO4.  Jest to specjalna wersja umożliwiająca sterowanie diodami.

A teraz stworzymy pierwszy program:

Wewnątrz pętli "zawsze" znajdziesz nowe polecenie "nadaj" Powoduje ono nadanie, czyli wysłanie sygnału włączania lub wyłączenie odpowiedniego wyjścia. Nadaj pin15high oznacza ustaw linię 15 w stan wysoki, a pin15low oznacza ustaw ją w stan niski. No to teraz chyba wszystko już jest jasne.

Po wykonaniu pierwszego polecenia zaświeci się dioda połączona do wyjścia 15. Potem po 1 sekundzie zgaśnie, bo nadaliśmy polecenie pin15low. Potem po sekundzie znów zostanie nadane polecenie pin15high i tak wszystko będzie się odbywało w pętli bez końca.

A tutaj pokażę jeszcze inne sposoby sterowania wyjściami GPIO.

Polecenia high i low zastąpimy teraz przez on i off. Działanie jest dokładnie takie samo. All na początku oznacza, że polecenie dotyczy wszystkich wyjść.

Można też łączyć po dwa lub więcej poleceń w jednej komendzie nadaj.
Pytanie kontrolne:
Jak będzie działał program pokazany na ostatnim wydruku?

Temat 3 - Jak to teraz połączyć

Wspomniałem w poprzednim temacie, że do łączenia elementów będziemy używali prototypowej płytki stykowej. Dziś ją dokładnie poznamy. Taka płytka ma postać plastikowej podstawki z wieloma otworami. Niektóre z nich są ze sobą połączone od spodu metalową listwą przewodzącą prąd. Pamiętamy z poprzednich tematów, że plastik ( tworzywo sztuczne ) jest izolatorem i nie przewodzi prądu.
Elektronicy używają płytek o różnej wielkości i ilości otworów. My użyjemy takiej, która ma 270 punktów stykowych.

Te czerwone, niebieski i czarne kreski przechodzące przez punkty stykowe oznaczają ich połączenie i nie są widoczne. Będziemy mówili, że te punkty stykowe położone poziomo obok siebie leżą w wierszach, a te pionowo obok siebie umieszczone są w kolumnach. Poszczególne wiersze oznaczone są literami od A do J, oraz X i Y, a kolumny liczbami od 1 do 23. Nie wszystkie są opisane z powodu braku miejsca. A więc wszystkie punkty leżące w wierszu X są ze sobą połączone, co oznacza czerwona kreska. Tak samo te z wiersza Y - niebieska kreska. Leżące w kolumnach punkty A,B,C,D,E są też połączone, co oznaczają czarne kreski. To samo dotyczy punktów F,G,H,I,J.

Ćwiczymy:
1. Policz ile kolumn z otworami stykowymi występuje na płytce.
2. Policz ile jest wierszy.

Na pewno znasz grę w okręty, a więc określenie położenie punktu za pomocą jego współrzędnych nie jest Ci obce. Tak więc określenie A,1 oznacza punkt leżący w drugim wierszu i pierwszej kolumnie. J,15 to punkt leżący w wierszu 12 i 15-tej kolumnie itd.

Ćwiczymy:
Odszukaj punkty o współrzędnych X,5  E,21  C,6   J,19  G,11  Y,13

A teraz trochę o przewodach, które będą nam potrzebne do łączenia. Jak widzisz są różnej długości i każdy ma metalową końcówkę pasującą do otworu w płytce.

Ćwiczymy:
Połącz ze sobą punkty B2 i E20, a następnie G23 i J15. Dobieraj długość przewodu tak aby nie było zbyt dużego nadmiaru.
Zadanie sprawdzające: 
Wybierz 3 dowolne pary punktów na płytce. Zapisz je na kartce. Przygotuj stoper lub zegarek z sekundnikiem. Poproś rodziców lub rodzeństwo o "sędziowanie". Na sygnał START rozpocznij łączenie tych punktów przewodami. Osiągnięty czas prześlij mi SMSem lub e-mailem. Powodzenia.

A więc poznałeś już źródło prądu, diody LED, rezystory i płytkę montażową. Już niedługo zaczniemy to wszystko łączyć.