Всех - с Наступающим! (Заставку прошу считать новогодней шалостью)

Сегодня поговорим об управлении электрическими цепями с помощью микро:бита. Прежде всего, поблагодарю Максима Пхидо и Ольгу Тузову, чтё творчество навело на эту тему. Максиму - отдельное спасибо за консультации, закрывающие бреши в моём обветшатшем образовании в этой теме.

Тема управления с помощью микроконтроллеров, мягко говоря, не нова: для того, собственно контроллеры и существуют. И с микро:битом электрические цепи не первый день скрещиваются, но...

"Но" состоит в том, что наборы электроники для использования с микро:битом привязаны обычно к макетной плате. Макетная плата - инструмент замечательный, но для младшеклассников совсем не подходит. трудно на макетке выписывать проводами правильные узоры. А Максим Пхидо увлечённо рассказывал об электронном конструкторе Знаток, который очень даже малышам подходит. Максим в таких вопросах для меня бесусловный авторитет, и задался я мыслью скрестить микро:бит со Знатоком. 

По первости задача казалась очень трудной, поскольку платы расширения микро:бита под выбранный конструктор не существует. По сему мы с Ольгой Тузовой обратились в фирму Знаток с предложением о сотрудничестве и просьбой разработать соответствующую плату. Увы, ответ был отрицательный: фирма уже сделала ставку на сопряжение с Ардуино (живуч старик) и пожелала нам успеха.

При более близком знакомстве, однако, обнаружилось, что среди деталей конструктора (а их можно приобрести отдельно от наборов), есть провода "крокодил-шайба"., которые позволяют подсоединить 5 больших контактов платы микро:бит (контакты 0,1, 2 и питание: 3V и GND). к деталям конструктора. Конечно, 3 контакта - не так много, но для стартовых учебных проектов, чтобы продемонстрировать принципы - вполне достаточно.

Закупил я констуктор "320 схем" (совсем маленькие покупать смысла особо нет, поскольку там мало чего представлено, а докупать дополнительные детали получается дороговато) плюс 5 проводов "крокодил-шайба", 1 чёрный (для "земли") и 4 красных (для контактов 0-2 и питания) и приступил к работе.

Сборка цепей со Знатоком очень понравилась: первые схемы создавались очень быстро.

О конструкторе я особо рассказывать не буду, как, собственно, и о микро:бите, а сразу перейду к делу, то есть, к их сопряжению. 

Контакт платы микро:бит как управляемый программно выключатель

Верхняя схема - традиционная схема с выключателем и светодиодом, которую можно легко собрать с конструктором Знаток (благо, в деталь с красным светодиодом впаяно сопротивление, и не нужна лишняя морока на эту тему). Внизу - схема с микро:битом (на стилизованном изображении можно видеть 5 контактов и порт USB, через который микро:бит запитан). С помощью двух проводов "крокодил-шайба" красный светодиод из конструктора соединяется с контактами 0 (красный провод) и GND (чёрный провод). Теперь светодиод можно включать и выключать программно (программу мы рассмотрим после следующего случая).

И программа. Для программы нужно освоить папку Контакты. Включение-выключение это просто запись 1 и 0 в "цифровом" режиме с в соответствующий контакты, в нашем случае - контакты 0 и 1.

На зелёном светодиоде сопротивление, похоже, не впаяно. но эксперимент с микро:битом он благополучно пережил (за поведение в обычной цепи ручаться не буду).

Контакт платы микро:бит как управляемый программно реостат

Реостат позволяет менять яркость светодиода. Контакт микро:бита может играть роль реостата, если он используется в "аналоговом" режиме (замечу, что термин "аналоговый сигнал", слепо скопированный из радиоэлектроники в микропроцессорный мир, выглядит нелепо и сбивает с толку, поскольку микроконтроллер работает с "аналоговым" сигналом в уже оцифрованном виде,  но бороться с этим рудиментом уже, похоже, поздно).

Транзистор как электронный выключатель. Программное управление внешней цепью

Светодиод - электронное устройство, потребитель маломощный, поэтому он может быть запитан через контакт микро:бита. Более мощные потребители, такие как двигатель, не могут быть запитаны через микро:бит, который предназначен для работы с электроникой. Тем не менее, микро:бит может управлять мощными устройствами во внешней электрической цепи с помощью транзистора. Главная "фишка" транзистора состоит в том, что при подаче на его управляющий элемент ("базу") малого тока можно замкнуть гораздо более мощную внешнюю цепь - это и есть работа выключателя. На показанной схеме есть небольшая тонкость - "минусы" обоих источников замкнуты: это позволяет замкнуть цепь транзистора. 

На программировании останавливаться не буду: и всё те же нолик и единичка в "цифровом" режиме.

Работа с датчиками

Этим разделом планировалось завершить вводную заметку по скрещиванию микро:бита со Знатоком. Надежда была на то, что геркон, сенсорую плату, фоторезистор, микрофон из набора удасться подключить к микро:биту в качестве датчиков. Но этот вопрос оказался сложнее, чем хотелось бы, и требует осмысления и помощи коллег.

Итоги

Подводя итоги: конструктор Знаток "320 схем" представляется неплохим средством для введения не только в электротехнику и электронику, но и в программное управление электрическими цепями. И Знаток, и микро:бит получают дополнительное измерение от такого соединения. Для бюджетников также большим плюсом является то, что Знаток - конструктор отечественный. Набор не назовешь дешёвым (3000+р), но, с другой стороны, для устройств, которые включены - это цена не фантастическая (скажем набор с Ардуино от того же Знатока стоит порядка 10000, и я не уверен, что он даёт большие учебные возможности).

Здоровья и успехов всем в Новом году!

Использован кадр из мультфильма "Бобик в гостях у Барбоса".

Электрические схемы подготовлены на сайте www.digikey.com.