Dit mag in je Arduino-gereedschapskist niet ontbreken
Knutselen met een Arduino is leerzaam en vooral erg leuk! Voor je het weet heb je van alles in huis voor projecten en experimenten. Maar waar moet je dan zoal aan denken? Wij laten je in dit artikel zien wat je als Arduino-beginneling in ieder geval moet hebben.
Knutselen met een Arduino is erg leuk, maar je hebt al snel een hele verzameling onderdelen zoals leds, weerstanden, potmeters en draadjes op je bureau liggen. Waar dienen al die onderdeeltjes voor en wat moet je weten om er mee aan de slag te gaan? Wij bespreken alle dingen die je zult tegenkomen als je je eerste stappen met de Arduino zet en geven je tips waarmee je deze componenten op de goede manier kunt gebruiken. Lees ook: Wat is Arduino en waarom is het zo leuk?
Breadboard
Het belangrijkste dat je naast een Arduino nodig hebt, is een breadboard. Dit is de basis voor je projecten en je kunt het omschrijven als een plaatje met een groot aantal contactpunten waarin je componenten kunt prikken. Je maakt hierdoor razendsnel een werkend project. Als je een breadboard gaat gebruiken, dan is het handig als je de opbouw begrijpt, zodat je geen kortsluiting maakt. Het breadboard is verdeeld in vier gedeelten of stroken. De twee buitenste stroken met de rode en blauwe aanduidingen zijn strips voor stroomvoorziening en bestaan ieder uit twee lange reeksen waarvan álle contactpunten met elkaar verbonden zijn.
De twee middelste stroken zijn belangrijker en bestaan uit contactpunten die met elkaar verbonden zijn in rijen van vijf contactpunten. Op deze rijen plaats je het merendeel van je componenten. De componenten als leds en weerstanden hebben twee of meer pootjes. Ieder pootje moet verbonden zijn met een ándere rij. Omdat een rij meer contactpunten heeft, kun je schakelingen maken waarin je meerdere componenten met elkaar verbindt. De rijen zijn verdeeld in twee delen, zodat je onderdelen met pootjes parallel aan twee kanten (zoals chips of de door ons gebruikte Arduino Nano) ook op het breadboard kunt plaatsen. De meeste breadboards zijn voorzien van cijfers en letters, zodat je een individueel contactpunt kunt adresseren. Daarnaast zijn de meeste breadboards voorzien van plakband aan de onderkant zodat je ze ergens op kunt plakken. Voor diverse Arduino’s zijn breadboardhouders te koop: doorgaans niet meer dan een plastic plaatje waarop je het breadboard plakt en de Arduino vastschroeft.
Begrijp je hoe de opbouw van een breadboard werkt, dan staat niets je in de weg om componenten naar eigen inzicht te plaatsen. Heb je iets gemaakt dat je daadwerkelijk in gebruik wilt nemen, dan is een breadboard niet echt ideaal. Een draadje of onderdeel schiet immers zo los. Je zult bij langdurige projecten gebruik moeten maken van een ander type breadboard waarop je onderdelen kunt solderen of zelf een eigen printplaatje (pcb) moeten ontwerpen.
©PXimport
Jumperdraden
Om de componenten op je breadboard en de Arduino met elkaar te verbinden, gebruik je jumperdraden. De jumperdraden kunnen er verschillend uitzien: sommige hebben stekkertjes, terwijl andere niet meer zijn dan een draad met twee gestripte uiteinden. Er is wel een groot verschil: een draad met een gestript uiteinde heeft een vaste kern, terwijl een draad met stekkertjes een soepele kern heeft. De variant met vaste kern kun je doordat ook heel korte draden mogelijk zijn, strakker tegen je breadboard zetten en oogt daardoor opgeruimder. De soepele kern gaat langer mee omdat hij beter bestand is tegen buigen en daarmee tegen jouw experimenteren. Het is handig om draden van verschillende lengtes en in verschillende kleuren te hebben, zodat je ook bij ingewikkeldere schakelingen goed kunt zien waar je draadjes heen lopen. Bij het opbouwen van je schakelingen kun je bijvoorbeeld rood gebruiken voor de spanning, zwart voor de aarde en de andere kleuren voor de diverse in- en uitgangen van je Arduino.
Led
Het onderdeel waar je als beginner het meeste mee zult werken is de led. Led staat voor light-emitting diode en is dus een diode die licht geeft. Net als een diode laat een led elektriciteit maar in één richting door en je moet hem dus correct aansluiten. Sluit je hem verkeerd om aan, dan zal hij geen licht geven. Je kunt op de meeste leds gelukkig aan de pootjes herkennen hoe je hem moet aansluiten. Het lange pootje is de anode en sluit je aan op de spanning (plus), terwijl het korte pootje de kathode is die je aansluit op de aarde (min). Leds zijn er in verschillende kleuren. Let er op dat je een led doorgaans in combinatie met een weerstand aansluit om de stroom door de led te beperken. Bij een te hoge stroom gaat de led stuk.
©PXimport
Weerstand
Een weerstand belemmert de doorgang van elektrische stroom en gebruik je bijvoorbeeld om onderdelen of de Arduino te beschermen tegen een te hoge stroom. In projecten die je uitvoert met je Arduino wordt doorgaans voorgeschreven welke waarde weerstand je nodig hebt. De weerstandswaarde wordt uitgedrukt in ohm (Ω). Hoe hoger deze waarde is, hoe meer weerstand er geboden wordt. Je zult in combinatie met een Arduino al snel een aantal verschillende weerstanden hebben. Om het lastig te maken, staat de waarde niet aangeduid met een cijfer, maar via een combinatie van vier of vijf gekleurde ringen.
De eerste twee of drie ringen staan voor een getal dat je achter neerzet, terwijl de derde of vierde ring een vermenigvuldigingsfactor is waarna je de waarde kunt uitrekenen. Hier zijn tabellen voor, maar het is handiger om een calculator te gebruiken, bijvoorbeeld deze website. Belangrijk is wel om te achterhalen wat de eerste ring is. Soms zit de eerste ring dichter bij het uiteinde dan de laatste, terwijl in andere gevallen de laatste ring breder is of een grotere afstand heeft met de naastgelegen ring. Zie je een zilveren of gouden ring? Dan is dat sowieso de laatste ring. Bij weerstanden met vijf ringen is soms nauwelijks af te lezen wat de waarde is, omdat zowel de eerste als laatste ring bruin zijn. Doorgaans weet je wel wat je gekocht hebt, dus markeer direct na aanschaf de weerstanden. Bij twijfel kun je ze met een multimeter doormeten.
©PXimport
Lichtgevoelige weerstand
De lichtgevoelige weerstand of LDR (light-dependent resistor) is een variabele weerstand waarvan de weerstand beïnvloed wordt door de hoeveelheid licht die op de sensor valt. De weerstandswaarde wordt kleiner als er meer licht op de lichtgevoelige weerstand valt. Oftewel hoe lichter het wordt, hoe meer stroom er wordt doorgelaten.
©PXimport
Condensators
Een elektrolytische condensator of elco doet qua vorm denken aan een batterij en met een beetje fantasie is het ook een soort batterij. In een condensator wordt namelijk energie opgeslagen die later weer vrijgegeven kan worden. Wanneer de spanning in de schakeling hoger is dan die van de condensator wordt energie opgeslagen, terwijl deze weer afgegeven wordt als de spanning lager is. Ga je een project uitvoeren waarbij je een condensator nodig hebt, let dan goed op dat je hem correct aansluit. De condensator heeft een plus en een min, de min staat op de condensator duidelijk aangegeven met een streep of pijl. Wanneer je de condensator verkeerd om aansluit, dan kan hij ontploffen. Naast de elektrolytische condensator zijn er ook keramische condensators. Deze zien er doorgaans uit als een bruin bolletje. Dergelijke keramische condensators hebben een veel lagere capaciteit dan de grotere elektrolytische condensator. Bovendien hebben ze geen polariteit en het maakt dus niet uit hoe je die aansluit.
©PXimport
Potentiometer
Een potentiometer of potmeter is een variabele weerstand die dienst doet als een spanningsdeler. De potmeter heeft drie pinnen waarmee je hem aansluit. De buitenste pinnen zijn in de potmeter verbonden met een vaste weerstand. Het contact van de middelste pin is verbonden met de draaiknop en beweegt over de weerstand. De buitenste pinnen worden verbonden met de spanning en aarde. De middelste pin fungeert dan als uitgangspanning waarvan de spanning varieert als je aan de knop draait. De Arduino kan deze spanning via een analoge ingang uitlezen en aan de hand van de waarde een actie uitvoeren.
©PXimport
Transistor
Een Arduino kan prima een led laten branden vanuit een pin, maar grotere componenten zoals motoren vereisen vaak meer spanning of vermogen dan de Arduino kan leveren. Door een transistor te gebruiken, kun je een component dat veel vermogen of spanning vraagt toch schakelen. Een transistor werkt als een schakelaar die aangestuurd wordt via een pin van je Arduino (doorgaans de middelste aansluiting van de transistor). De Arduino schakelt de transistor afhankelijk van het type via spanning of stroom waarna de andere twee pootjes van de transistor met elkaar worden verbonden. Zo wordt een onderdeel als een motor aangesloten op de externe voedingsbron of de voedingslijn van de Arduino die meer stroom kan leveren dan de signaalpin. Let er op dat er altijd een weerstand tussen de Arduino en de transistor moet zitten, deze weerstand beschermt je Arduino. De bedenker van het project dat je gaat uitvoeren heeft als het goed is het juiste type transistor (BJT of MOSFET) bepaald en de juiste waarde voor de weerstand tussen de transistor en Arduino uitgerekend.
©PXimport
Tangetje
Een kleine platbektang komt zeker van pas als je aan het knutselen bent met je Arduino. Je kunt het fijne tangetje gebruiken om de pootjes van weerstanden en andere onderdelen netjes te buigen zodat je ze overzichtelijk op het breadboard kunt plaatsen. Het tangetje komt dan ook weer van pas als je diezelfde pootjes weer recht wilt buigen om ze te fatsoeneren. Uiteraard heb je een dergelijk tangetje natuurlijk niet per se nodig, je kunt pootjes ook met je vingers buigen. Met een klein tangetje gaat het wel een stuk eenvoudiger.
©PXimport
Multimeter
Met een multimeter kun je snel achterhalen wat de waarde van een weerstand is als blijkt dat de ringen moeilijk zijn af te lezen. Ook kun je de spanning op je Arduino of schakeling meten. Je kunt met de meeste multimeters ook achterhalen of onderdelen echt met elkaar verbonden zijn (akoestische doorgangs- of continuïteittest) en de stroomkring dus gesloten is. Handig als je een heel ingewikkelde schakeling hebt en niet kunt achterhalen waarom het geheel niet werkt. Deze continuïteitstest zit niet op alle multimeters, maar is wel erg handig. Let hier dus zeker op als je er nog één wilt aanschaffen. Je hebt verder geen heel dure nodig, een goedkoop exemplaar van tien euro voldoet ook. Gebruik dergelijke goedkope multimeters dan wel alleen rondom je Arduino-projecten en steek deze zeker niet in het stopcontact.
©PXimport
Opbergdoosje met vakken
Wanneer je klaar bent met knutselen, wil je alles uiteraard wel netjes opbergen. Een opbergdoosje of koffertje met vakjes komt dan erg goed van pas. Hoe meer vakken, hoe beter. Zo kun je leds, weerstanden, knopjes en andere onderdelen handig sorteren, zodat je snel het juiste onderdeel te pakken hebt.
©PXimport
Kleine schroevendraaiertjes
Een setje precisieschroevendraaiertjes is altijd handig en komt van pas als je bezig bent met je Arduino. Zo kun je met een klein schroevendraaiertje een kleine potmeter instellen, iets dat zonder schroevendraaiertje vrijwel onmogelijk is.
©PXimport
