Elektronikk for Arduino

En introduksjon

Hva er en Arduino?

Arduino

  • Open source hardware
  • Microcontroller
  • Arduino Programming Language

Kan vi forstå hvordan dette virker???

Elektronikk innføring

  • Komponenter
  • Kretssymboler
  • Enkle kretser

Motstand / Resistor

Motstand




Enhet: Ohm (Ω)



Ohms lov Effect
\begin{align}U = I\cdot R \end{align} \begin{align}P = U \cdot I \end{align}
\begin{align}I = \frac{U}{R}\end{align} \begin{align}= \frac{U^{2}}{R}\end{align}
\begin{align}R = \frac{U}{I}\end{align} \begin{align} = I^{2} \cdot R \end{align}

Spenningsdeler



\( V_{out} = V_{in} \cdot \frac{R_{2}}{R_{1} + R_{2}}\)

Example:

\( V_{in} = 10 V \)

\( R_{1} = 250 \Omega \)

\( R_{2} = 750 \Omega \)

\( V_{out} = 10*250/(250+750) = 2.5 V \)


https://learn.sparkfun.com/tutorials/resistors/example-application

Potensiometer

Strømbegrensende motstand


https://www.sparkfun.com/tutorials/219

Pull-up motstand


https://learn.sparkfun.com/tutorials/resistors/example-application

Pull-down motstand

Diode

Leder strøm i bare en retning

Sperrer i den andre retningen

Types of diodes

Dioder - anvendelser

  • Likeretting
  • Polaritetsbeskyttelse
  • Spenningsregulering
  • Overspenningsbeskyttelse
  • Demodulering av AM signaler

http://www.electronics-tutorials.ws/diode/diode_6.html

LED - Light Emmiting Diode

Diode som avgir energi i form av lys

LED - polaritet

IV-kurve for en diode

  • IV kurve - viser strøm som funksjon av spenning
  • \(V_{f}\) (forward voltage): minimum spenning over dioden før den begynner å lede strøm


https://learn.sparkfun.com/tutorials/diodes

\(V_{f}\) - forward voltage

Hva vil skje?

\(I = \frac{U}{R} = ???\)

Løsning - strømbegrensende motstand


Example:

\( V_{cc} = 9 V \)

\( V_{f} = 2 V \)

\( i = 20 mA \)

\( R_{1} = \frac{V_{cc}-V_{f}}{i} = \frac{9V-2V}{20mA} = 350 \Omega \)

Hvordan ødelegge en arduino?

  • For høy spenning
  • For høy strøm
  • Reverse polarity - strøm i feil retning
  • Statisk elektrisitet

Hvordan ødelegge en arduino?

  • Trekke for mye strøm gjennom en I/O pinne (inn eller ut) - >20mA per pinne
  • Kortslutte 5V/3.3V pinner til jord (eller til en annen pinne i "low" state)
  • Kortslutte output pinner til jord (eller til en annen pinne i "low" state)

Hvordan ødelegge en arduino?

  • For høy spenning (\(V_{cc}\) eller I/O pinner)
  • Feil polaritet på \(V_{cc}\)
  • For mye total strøm ut fra \(V_{cc}\) eller inn gjennom GND (>200mA / pinne)
  • Forsyne strøm gjennom 5V eller 3.3V samtidig som man trekker strøm fra \(V_{in}\) (skal være motsatt)
  1. Trekk ut kontakten til arduinoen!
  2. Koble opp kretsen
  3. Sjekk alt og dobbeltsjekk!
  4. Sett inn "kontakten" (koble til strøm)
  5. Det virker!