2 · Knipperende LED op breadboard

Introductie

In de vorige les heb je het ingebouwde LED op de Arduino laten knipperen. Nu is het tijd om een losse LED op een breadboard te gaan gebruiken. We gebruiken hiervoor een weerstand, LED, breadboard en twee jumper wires. Dit lijkt misschien saai (is het ook wel een beetje 😉), maar het vormt de basis van alle andere lessen die we gaan doen. Weet jij bijvoorbeeld waarom we een weerstand voor een LED moeten zetten? Nee? Lees dan snel verder! 🤓

Lesmateriaal

Onderaan op deze pagina vind je de knop lesmateriaal waarmee je het lesmateriaal kunt downloaden. Dit materiaal bestaat uit de code, schakelschema en andere bestanden die in de les worden gebruikt.

Wat is een breadboard?

Een breadboard gebruik je om tijdelijk een schakeling uit te proberen. Later, als de schakeling helemaal goed is kun je deze vervolgens in elkaar solderen. Zo voorkom je dat je iets gaat solderen wat later weer uit elkaar gehaald moet worden.

In het breadboard kun je makkelijk al je componenten prikken en loshalen. De gaatjes zijn op een speciale manier met elkaar verbonden. Dit is handig omdat je hiervoor geen draden nodig hebt.

Bij het breadboard op deze foto zijn bijvoorbeeld alle plus-gaatjes met elkaar verbonden, zoals de rode lijn laat zien. Hetzelfde geldt voor de min-gaatjes (de blauwe lijn). De anderen zijn van boven naar beneden met elkaar verbonden tot het midden. Deze onderbreking zorgt dat de boven- en onderhelft niet met elkaar verbonden is.

Soms zijn de gaatjes op het breadboard gelabeld met letters en cijfers. Hieronder is gaatje a30 verbonden met e30, maar niet met f30 omdat de onderbreking ertussen zit. a7 is niet verbonden met a8, omdat ze in een andere rij zitten.

LED (Light Emitting Diode)

LED's bestaan er in vele soorten, maten en kleuren. Soms kan het zelfs zo zijn dat een LED wit van kleur is maar bijvoorbeeld blauw licht geeft.

Je vindt LED's overal: in je telefoon, computer, batterij lader, tv enz. Een groot voordeel van een LED is dat deze heel weinig stroom verbruikt en veel efficiënter is dan een lampje met gloeidraad.

In de naam LED zit het woord diode. Een diode geleidt stroom maar in één richting. Let dus goed op dat je een LED op de juiste manier in je breadboard steekt. Een tip is dan ook om als een LED niet aan gaat, even goed te kijken of je hem op de juiste manier ingeprikt hebt.

Als je goed naar bovenstaande foto kijkt zie je dat de pootjes van een LED niet even lang zijn. Deze pootjes heten de Anode en Kathode. Er bestaat hier een ezelsbruggetje voor: Kathode = Kort. Een LED geleidt stroom van de Anode naar de Kathode.

Weerstanden

In deze schakeling maken we gebruik van een weerstand. Dit onderdeel zorgt ervoor dat stroom minder makkelijk door kan stromen. Ook van weerstanden heb je weer verschillende soorten en maten. Elke weerstand heeft een waarde: de weerstandswaarde. Vaak zeggen we gewoon weerstand. Deze waarde is het aantal Ohm.

Om te weten hoeveel Ohm een weerstand is, hebben ze gekleurde ringen uitgevonden. Elke kleurcombinatie staat voor een waarde. Je kunt deze zelf uitrekenen maar er is online ook een handige weerstand calculator beschikbaar. In deze calculator kun je van kleurcode naar Ohm omrekenen, of andersom.

🎓 Kun je erachter komen wat de waarde van deze weerstand is?

Weerstand meten met multimeter

Je kunt natuurlijk ook een multimeter erbij pakken om de waarde van een weerstand te bepalen. Zet je multimeter op de Ω stand en houdt de ene pen tegen de linker- en de andere pen tegen de rechterkant van de weerstand.

Verkorte weerstand notatie

Voor grote weerstandswaarden kan het vervelend zijn elke keer alle getallen op te schrijven. Hiervoor is een afkorting bedacht. 20.000 wordt dan geschreven als 20K en 4.700 als 4K7. De K staat voor kilo oftwel 1000.

🎓 Van welke weerstandswaarde is 5K6 de afkorting?

De schakeling

In deze schakeling zien we dat de anode van de LED via een weerstand verbonden is met pin 11 op de Arduino. Vervolgens is de kathode van de LED verbonden met de aarde (GND) op de Arduino

Waarom altijd een weerstand voor een LED?

Een LED heeft heel weinig weerstand. Stel je gebruikt een rode 2.2V LED met de 3V van je Arduino, dan gaat de LED stuk. Simpel gezegd gebruiken we de weerstand om te voorkomen dat er te veel stroom door de LED gaat. De formules om exact te berekenen hoe groot je weerstand moet zijn vind je op het Engelse Stack Exchange.

Arduino Code

De code is bijna hetzelfde als in de vorige les. Het enige verschil is dat we op regel 4, in plaats van LED_BUILTIN nu gebruik maken van pin 11.

1 // De setup functie wordt eenmalig uitgevoerd als je programma start
2 void setup() {
3   // Initialiseer pin 11 als een uitvoer
4   pinMode(11, OUTPUT);
5 }
6 
7 // De loop functie wordt oneindig herhaald
8 void loop() {
9   digitalWrite(11, HIGH);   // Zet de LED aan
10   delay(1000);              // Pauzeer 1 seconde (1000 milliseconden)
11   
12   digitalWrite(11, LOW);    // Zet de LED uit
13   delay(1000);              // Pauzeer 1 seconde (1000 milliseconden)
14 }

Code uploaden naar Arduino

Ons programma is nu klaar om naar de Arduino te worden gestuurd. Om dit te doen koppel je de Arduino via de USB kabel aan je computer. Controleer in het menu of je het goede Arduino board hebt geselecteerd:

Hulpmiddelen ▸ Board ▸ Arduino/Genuino UNO

en daarnaast of je ook de goede poort hebt gekozen. Dit vind je in het menu:

Hulpmiddelen ▸ Poort

Als je hier niet weet welke poort je nodig hebt is het een kwestie van ze allemaal proberen.

Linksboven zie je een ronde knop met een vinkje erop. Als je hierop drukt kijkt de IDE of je code in orde is. De IDE kijkt hier alleen of hij de code kan lezen. Hij weet dus niet of je de juiste code voor jouw programma hebt geschreven.

Als alles goed is gegaan staat er onderaan de tekst Compileren voltooid. Uploaden doe je met de ronde knop met het pijltje naar rechts. Als er onderaan Avrdude done. Thank you. staat weet je dat de code naar de Arduino is gestuurd. Na het uploaden start het programma meteen. In ons geval zie de LED knipperen met pauzes van 1000ms.

Uitdaging 🚀

Je hebt weer een les afgerond, goed bezig! Hier is jouw uitdaging voor les 2:

🎓 Maak een programma waarbij de LED het SOS signaal knippert.

Succes!