Teun de slimme thermostaat, workshop 1

Hoofdcategorie: Techniek Categorie: Arduino

Artikelindex

SchakelingSchakeling

Inleiding.

In Workshop 1 worden LEDs, weerstanden en buttons uitgelegd. We beginnen met het programmeren van Teun, de slimme thermostaat. De button wordt gebruikt om het systeem aan en uit te zetten. De rode en witte LED laten zien of de verwarming aan is, en hoe hard deze brandt.
In het laatste deel van deze workshop wordt programmacode besproken waarmee je met behulp van de button LED's aan en uit kunt zetten, of feller kunt laten branden. De code zelf vind je in de map IoT_Workshop_1.

We gaan Verder waar we met workshop 0 gebleven zijn. Download de gecomprimeerde map Workshop 1. Hierin vind je de bestanden die je voor deze workshop nodig hebt.




LEDsLED's

Een LED met de Arduino aansturen

Een Light Emitting Diode of wel LED is een elektronische halfgeleidercomponent die licht uitzendt als er een elektrische stroom in de doorlaatrichting doorheen loopt.

Een normale LED heeft 2 pootjes en aan een zijde een afgeplat stukje. Het afgeplatte stukje is de Kathode of Cathode, beide schrijfwijzen komen voor.


LED schemaLED aansluitschemaDe Kathode is de negatieve kant van de LED en wordt aangesloten op de laagste spanning. In onze schakeling is dat de blauwe lijn op het breadboard, de 0 Volt. Schematisch ziet dat er zoals hiernaast uit.

We kunnen een LED niet zomaar tussen de + ( vaak 5 Volt) van de voeding en de - (vaak 0 Volt) aansluiten. Er gaat dan een te grote stroom lopen en de LED brandt door. Meestal mag er ongeveer 10-20 mA stroom door een LED lopen. Om de stroom te beperken wordt er een weerstand in serie met de LED gezet. De weerstand wordt de voorschakel-weerstand genoemd.

Over een LED staat een vastespanning, de werkspanning. De waarde van de werkspanning varieert per type LED. De werkspanningen van de door ons gebruikte LEDs staan in de BOM bij de LEDs vermeld.
Voor een LED wordt dus altijd een voorschakel weerstand geplaatst. De waarde van de voorschakelweerstand wordt als volgt berekend m.b.v. de wet van Ohm:
Wet van OhmWet van Ohm
I: stroomsterkte
Us: voedingsspanning
Ul: werkspanning van de LED
R: voorschakelweerstand

De LED voorschakelweerstand komt aan de uitgang van de Arduino te hangen. Deze uitgang levert een spanning van 5 Volt. De Us uit de formule is dus 5 Volt. De waarden voor Ul halen we uit de BOM die je bij de voorbereidingen het gedownload. Het invullen van de waarden voor een rode LED: 15 mA, 1.3 V werkspanning en 5 V voedingsspanning levert op:

(5V-1.3 V)/(15 mA)=250 Ω

We hebben voor een weerstand van 220 Ω gekozen, dat levert een stroom van ongeveer 17 mA op.
De witte LED blijkt erg fel te zijn. We kiezen er voor om daar wat minder stroom door te laten lopen.

(5V-1.8 V)/(10 mA)=320 Ω

De dichtstbijzijnde weerstandswaarde is 360 Ω, dat levert een stroom van ongeveer 9 mA op en is fel genoeg. 
250px 3 ResistorsWeerstandenWeerstandwaarden worden met behulp van gekleurde banden op de weerstand zelf aangegeven. Sommige weerstanden hebben 4 banden om de waarde aan te geven, maar er zijn er ook met 5 of 6 banden. In het kleurcode overzicht staat hoe je de waarde van een weerstand aan de hand van de gekleurde banden bepaalt. De kleuren van de door ons gebruikte weerstanden zijn slecht te onderscheiden. Controleer de weerstandswaardes daarom met een multimeter.