De hardware
De Arduino is een plaatje met allerlei onderdeeltjes op. Zo een plaatje noemen we een printplaat of in het Engels "printed circuit board" (PCB). Vandaar dat we spreken over het Arduino-bordje.
Opdracht 1
Wij werken met het Arduino UNO model.
Ga met je muis over de cijfers en bekijk welk onderdeeltje erbij hoort.
Microcontroller
Een microcontroller is het belangrijkste onderdeel van de meeste elektronische toestellen.
De microcontroller ATMega328P is het 'brein' dat de Arduino Uno aanstuurt.
De microcontroller bevat verschillende componenten waaronder:
- CPU (Central Processing Unit), die de berekeningen en logica uitvoert;
- Verschillende types geheugencomponenten voor het opslaan van het programma of het opslaan van tijdelijke gegevens;
- Input/Output-poorten, om te communiceren met sensoren, knoppen, LED's, ...;
- Randapparaten die de CPU ondersteunen zoals timers en communicatiemodules.
Dit alles past op 1 chip die netjes verpakt wordt in een zwarte behuizing met pootjes zoals wij hem zien. Elk pootje kan signalen van het Arduino bord ontvangen of ernaartoe sturen.
De functies kan je hier zien.
Heb je je al eens afgevraagd hoe een chip gemaakt wordt?
Bekijk dan deze video.
Of leer meer hier.
Oefen met onderstaande opdrachten de begrippen input/output, sensor/actuator en analoog/digitaal nog wat verder in.
In de computerwetenschappen worden de termen input/output (I/O) gebruikt voor gegevens die de computer binnenkomen (input) en gegevens die de computer verlaten (output).
Input/Output – I/O
De Inputsignalen en Outputsignalen gaan de Arduino in of uit via de PINs. Het zijn eigenlijk de communicatiekanalen van de Arduino met de buitenwereld.
Alle andere elementen moeten via de PINs aan de Arduino vastgekoppeld worden om met de Arduino te kunnen communiceren of informatie/signalen uitwisselen.
Kortweg worden deze communicatiekanalen I/O genoemd. Dat staat voor Input/Output.
Opdracht 2
Is het element een input of een output? Sleep de elementen in het juiste vak.
Wat is nu het verschil met een sensor en actuator?
- Sensoren zijn apparaten die fysieke of chemische veranderingen in de omgeving meten en deze omzetten in elektrische signalen (input).
- Actuatoren zijn apparaten die elektrische signalen omzetten in fysieke acties, zoals beweging, licht, geluid, enz. (output).
Input en output zijn ruimere begrippen dan sensor en actuator.
We onthouden dat we meestal kunnen stellen dat input = sensor is en dat output = actuator, maar dat input en output ruimere begrippen zijn.
Zoals al eerder besproken verwijst I/O naar Input/Output, en moet je sensoren (input) en actuatoren (output) vastmaken aan de PINs.
Een pin is het elektrisch contact dat ervoor zorgt dat de microcontroller van je Arduino kan verbonden worden met elektronische componenten om te interaheren met de buitenwereld.
Ze zijn onderverdeeld in 3 categoriën op je Arduino bordje: power, analog in en digital.
Er zijn op het Arduino-bordje twee rijen PINs te vinden. De digitale PINs (0-13) en de analoge PINs (A0-A5).
Digitale componenten sluiten we aan op digitale PINs en analoge componenten op analoge PINs.
- Een digitale component kent maar twee toestanden, aan of uit
- Een analoge component kan meerdere waardes aannemen
Opdracht 4
Welke eigenschappen horen bij digitale input/ouput en welke bij analoge?
Wanneer je vragen hebt over specifieke onderdelen van je bord is het altijd goed om de technische specificaties na te lezen.
Vervangen door een Arduino spiekbriefje A4 zoals bij microbit
Wil je meer lezen over de onderdelen? Dat kan op onderstaande pagina van het Arduino Projects Book