Een microprocessorbord, ook wel een development board of dev board genoemd, is een hardwareplatform dat is ontworpen om ontwikkelaars en hobbyisten in staat te stellen om gemakkelijk te experimenteren, prototypen te bouwen en software te ontwikkelen voor elektronische toepassingen. Het biedt vaak een gestandaardiseerde en gebruiksvriendelijke manier om te werken met een bepaalde microcontroller, microprocessor of chip, en het omvat vaak een reeks ingebouwde componenten en interfaces die nodig zijn voor het uitvoeren van diverse taken.

Belangrijkste kenmerken en componenten van een ontwikkelingsboard:

1. Microcontroller of Microprocessor: Het hart van het ontwikkelingsboard, dat de rekenkracht en controle levert voor het uitvoeren van programma’s en het aansturen van componenten.
2. Geheugen: Ingebouwd geheugen, zoals RAM en flashgeheugen, voor het opslaan van programma’s, gegevens en tijdelijke informatie.
3. Voeding: Aansluitingen voor stroomtoevoer en vaak ook regelingsmogelijkheden voor verschillende spanningsniveaus.
4. Invoer/Uitvoer Interfaces: Microprocessorborden bieden verschillende interfaces, zoals GPIO-pinnen (General Purpose Input/Output) voor het aansluiten van sensoren, actuatoren en andere elektronische componenten. Ze kunnen ook analoge pinnen hebben, digitale pinnen, PWM (Pulse Width Modulation) pinnen en communicatiepoorten zoals UART, I2C en SPI.
5. Connectiviteit: Mogelijkheden zoals Wi-Fi, Bluetooth, USB en andere interfaces waarmee het ontwikkelingsboard kan communiceren met andere apparaten en netwerken.
6. USB-Interface: Een USB-interface wordt vaak gebruikt voor het programmeren van het bord, het overdragen van gegevens en het aansluiten op een computer.
7. Extra Componenten: Afhankelijk van het specifieke doel van het bord, kunnen er extra componenten zijn ingebouwd, zoals sensoren, LED’s, knoppen, displays en meer.

Ontwikkelingsboards worden gebruikt voor verschillende doeleinden, waaronder:

1. Prototyping: Ontwikkelaars kunnen snel ideeën testen door componenten aan te sluiten, code te schrijven en te experimenteren zonder dat ze een volledig afgewerkt product hoeven te bouwen.
2. Leren en Educatie: Ontwikkelingsboards zijn ideaal voor educatieve doeleinden. Ze helpen studenten en beginners te begrijpen hoe elektronica werkt en hoe programmeerlogica wordt toegepast.
3. IoT-ontwikkeling: Met ontwikkelingsboards kunnen IoT-apparaten (Internet of Things) worden gemaakt, die verbinding kunnen maken met het internet en gegevens kunnen verzenden en ontvangen.
4. Embedded Systems Development: Ontwikkelingsboards worden vaak gebruikt om embedded systemen te ontwikkelen, zoals industriële besturingen, medische apparaten en elektronische apparatuur. (Een embedded system is een gespecialiseerd computersysteem dat is ontworpen voor een specifieke taak binnen een groter systeem, waarbij optimalisatie, beperkte functionaliteit en vaak real-time respons van belang zijn.)
5. Proof of Concept: Voor bedrijven worden ontwikkelingsboards gebruikt om snel te laten zien dat een bepaald concept technisch haalbaar is voordat ze grotere investeringen doen in de ontwikkeling.
6. Hobbyprojecten: Hobbyisten en makers kunnen ontwikkelingsboards gebruiken voor het creëren van allerlei leuke en nuttige elektronische projecten, van slimme spiegels tot robotica en domotica.

Microprocessorborden zijn essentieel om het proces van elektronische systeemontwikkeling te stroomlijnen, dienend als een platform voor zowel beginners als ervaren ontwikkelaars om ideeën om te zetten in werkende prototypes en toepassingen, terwijl ze tevens een praktische en toegankelijke manier bieden om te experimenteren met elektronica en software, en daarmee een cruciale rol spelen in innovatie en technologische vooruitgang.

Zie ook Wat is een Single Board Computer.

Het bericht Wat is een Microprocessorbord verscheen eerst op Claasen-tech.

Een Single Board Computer (SBC) is een volledige computer die is geïntegreerd op één enkele printplaat. Met “volledige computer” wordt bedoeld dat deze ten minste een microprocessor, geheugen, opslag, uitvoerpoorten (bijvoorbeeld voor een beeldscherm) en invoerpoorten (zoals USB-poorten voor een toetsenbord) bevat. Single Board Computers zijn ontworpen voor demonstratie, ontwikkeling en educatieve doeleinden, hoewel ze tegenwoordig voor uiteenlopende toepassingen worden ingezet. Worden ze voor veel meer dingen gebruikt.

De focus van deze tekst ligt op de Raspberry Pi, een specifiek type Single Board Computer. Er zijn inmiddels ook andere merken die Single Board Computers maken. Raspberry Pi’s zijn beschikbaar in diverse varianten, waaronder de Raspberry Pi A / A+, Pi B / B+, Pi 2 / 3 / 4, Pi Zero, Pi Zero W / 2W, en de Pi 400, die het meest lijkt op een complete computer doordat deze eruitziet als een toetsenbord.

Om een Raspberry Pi te laten functioneren, is een besturingssysteem vereist. Meestal wordt hiervoor een Linux-versie gebruikt. Het is mogelijk om meerdere programma’s gelijktijdig uit te voeren en vaak is er een grafische gebruikersinterface aanwezig (hoewel dit niet nodig is, bijvoorbeeld in het geval van een server).

Mogelijke toepassingen

De mogelijkheden van de Raspberry Pi zijn uitgebreid en divers. Je kunt programma’s schrijven in verschillende talen, zoals: C, Java, Python om maar een paar bekende te noemen. Ook kun je externe componenten aansturen via de General Purpose Input/Output (GPIO) poort. Hiermee is het mogelijk om bijvoorbeeld LED’s, schakelaars en diverse sensoren (bijvoorbeeld voor temperatuur, beweging en afstandsmeting) te controleren en uit te lezen. Ook is het mogelijk om er een server van te maken, bijvoorbeeld een webserver of bestandsserver.

Het is een leuke computer om mee te experimenteren.

Zie ook Wat is een ontwikkelingsboard.

Het bericht Wat is een Single Board Computer verscheen eerst op Claasen-tech.

Download het installatie programma van de Arduino IDE hier. Mocht deze download niet werken (dit kan gebeuren als er een nieuwere versie is) ga naar de site Arduino.cc/en/software.

Het gedownloade bestand bevindt zich in de map ‘Downloads’, tenzij je hebt gekozen om het in een andere map op te slaan.

Dubbelklik op het bestand om de installatie te starten.

Ga akkoord met de licentievoorwaarden (License Agreement) door op de knop ‘I Agree’ (Ik ga akkoord) te klikken.

In het venster installatie opties (Installation Options) zijn alle opties aangevinkt. Laat dit zo, hieronder ligt ik ze toe.

• Install Arduino software
  Hiermee installeer je het programma
• Install USB driver
  Om een microprocessorbord via USB te kunnen programmeren, heb je specifieke software nodig. Deze software wordt met dit programma geïnstalleerd.
• Create Start Menu shortcut
  Dit zorgt ervoor dat je het programma vanuit het startmenu kunt starten.
• Create Desktop shortcut
  Dit maakt een icoontje op je bureaublad waarmee je het programma kunt starten.
• Associate .ino files
  Dit zorgt ervoor dat wanneer je dubbelklikt op een programma-bestand dat je hebt geschreven, de Arduino IDE automatisch opstart en je programma daarin geopend wordt.

Klik op de knop ‘Next’

In dit venster zie je de standaardlocatie waar de Arduino IDE wordt geïnstalleerd. Je kunt deze locatie wijzigen, maar het is aanbevolen om de standaardinstelling te behouden. Klik op de knop ‘Install’ om de installatie te starten.

Tijdens de installatie kunnen er meerdere vensters verschijnen die vragen of extra software geïnstalleerd mag worden.

Dit zijn drivers voor communicatie en USB-poorten. Het is belangrijk deze te installeren, omdat deze programma’s zorgen voor de communicatie tussen je computer en het microprocessorbord dat je wilt programmeren.

De installatie is nu voltooid. Klik op de knop ‘Close’ om het installatievenster te sluiten.

Op je bureaublad staat nu het Arduino-icoontje waarmee je de Arduino IDE kunt starten.

In de linkerbovenhoek van het bureaublad in deze schermafbeelding.

Dubbelklik op het icoontje van de Arduino IDE om het programma te starten.

Bij de eerste keer kan het zijn dat je het venster ziet dat het meest links is afgebeeld, met de melding of Java toegang mag krijgen tot zowel openbare als particuliere netwerken.

Dit wil je niet dus klik op de optie ‘Show more’.

Haal het vinkje weg bij ‘Public networks’ en zet een vinkje bij ‘Private networks’.

Klik op de knop ‘Allow’ om de instellingen op te slaan, waarna het programma wordt gestart.

De Arduino IDE is gestart en heeft een lege sketch (programma voor het microprocessorbord) geladen.

Als Windows ingesteld staat op Engels dan zal de Arduino IDE ook in het Engels zijn. Is Windows in het Nederlands dan is Arduino IDE ook in het Nederlands.

Als de Arduino IDE in het Engels is en je wil dit toch in het Nederlands, dan kun je dit aangeven in de ‘Preferences’ (boven in het menu ‘File’).

Bij de optie ‘Editor Language:’ verander je de waarde van ‘System Default’ naar ‘Nederlands (Dutch (Netherlands))’. Vervolgens klik je op de knop ‘OK’.

Sluit Arduino IDE af en start het programma opnieuw op. Alles is nu in het Nederlands.

Het bericht Installeren Arduino IDE verscheen eerst op Claasen-tech.

Hieronder volgt een stapsgewijze uitleg voor het configureren van de ESP32-DevKitC in de Arduino IDE, versie 1.18.19. Let op: als je een andere versie van de Arduino IDE hebt geïnstalleerd, kunnen de stappen enigszins verschillen.

Ga via het menu ‘Bestand’ naar de ‘Voorkeuren’ (afb. 1).

Bij de optie ‘Meer Board Managers URL’s:’ (afb. 2) vul je in: “https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json”

En klik op de knop ‘OK’ om dit vast te leggen en het venster te sluiten.

Afb. 1

Afb. 2

Vervolgens moet je het microprocessorbord nog toevoegen aan de Arduino IDE door de software van het bord te installeren.

Ga in het menu ‘Hulpmiddelen’ naar ‘Board: “Arduino Uno”‘ en van daaruit naar ‘Board Beheer…’ (afb. 1).

Type in het zoekvenster ‘esp32’ in (afb. 2).
Nu zou je de software moeten zien voor de esp32 van ‘Espressif Systems’.

Selecteer deze en klik op de knop ‘Installeren’.
Wacht totdat deze is geïnstalleerd en klik op de knop ‘Sluiten’.

Ga naar het menu ‘Hulpmiddelen’ vervolgens naar ‘Board: “Arduino Uno”‘ daarna naar ‘ESP32 Arduino’ en kies uit de lijst ‘ESP32 Dev Module’ (afb. 3).

Als laatste moet je de USB poort kiezen waar de ESP32 op aangesloten zit (deze moet nu dus wel aangesloten zijn op een USB poort). Dit doe je door in het menu ‘Hulpmiddelen’ te kiezen (je ziet nu dat de gegevens van je microprocessorbord ingevuld zijn) en bij ‘Poort’ kies je de com-poort van de ESP (afb. 4).

Mocht je niet weten welke het is (omdat er meerdere poorten in het lijstje staan), haal dan de ESP32 uit de USB poort en kijk nog eens welke er zijn. Steek de ESP32 weer in de USB poort en kijk welke poort er nu bijgekomen is. Dit is de poort die je moet hebben.

Afb. 1

Afb. 2

Afb. 3

Afb. 4

Als laatste gaan we kijken of het werkt.

Sluit de twee kabeltjes, de weerstand en het ledje aan zoals weergegeven op afbeelding 1. Let op: het lange pootje van het ledje moet aan de rode draad. De richting van de weerstand maakt niet uit.

Geef daarna onderstaande code in (zie ook afb. 2).

int ledPin = 2;

void setup() {
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
}

void loop() {
  digitalWrite(ledPin, HIGH);
  delay(1000);
  digitalWrite(ledPin, LOW);
  delay(1000);
}

Als dat gedaan is, klik dan op het pijltje in het rondje (onder het woord ‘Bestand’ in het menu).

Het programmaatje wordt nu vertaald in een voor de microprocessorbord begrijpbare taal en daarna geüpload naar de microprocessorbord.

Als alles goed is gegaan, begint het ledje te knipperen. 1 seconde uit en dan 1 seconde aan.

Als dit werkt, kun je workshop 1 ‘Led aan en uit’ bekijken. Hier wordt uitgebreid uitgelegd hoe bovenstaand programma (sketch) werkt.

Zie ook de Tip bij breadboards!

Afb. 1

Afb. 2

Het bericht Configuratie van ESP32-DevKitC in de Arduino IDE verscheen eerst op Claasen-tech.

Breadboards zijn in verschillende kleuren en afmetingen te krijgen. Hieronder staan er 3 afgebeeld. Van deze wil ik de eigenschappen/verschillen toelichten.

We beginnen met een klein breadboard, afb. 1. Hier zitten alleen verbindingsgaatjes op, deze zijn onderling verbonden. Maar op een gestructureerde manier. De gaatjes zitten per rij met elkaar verbonden, dus A1, B1, C1, D1 en E1 zijn met elkaar verbonden. Maar A1 is NIET verbonden met A2. A2 is weer met B2, C2, D2 en E2 verbonden. Ook zijn E1 en F1 NIET met elkaar verbonden. F1 is weer met G1, H1, I1 en J1 verbonden. De verbindingen zijn dus in het midden gescheiden door een grotere opening. Hier zit meestal een dieper sleuf in. Dit verdeelt het breadboard in een boven- en onderdeel.

In afb. 2 staat een middel breadboard afgebeeld. Dit is in het middenstuk gelijk opgebouwd als het kleine breadboard. Maar bij dit bord zit er aan de onder- en bovenkant 2 rijen met extra gaatjes. Deze gaatjes zijn alleen horizontaal met elkaar verbonden. Onder de zwarte lijn zit één rij die horizontaal met elkaar verbonden is. Zo’n rij is zowel aan de boven- als aan de onderkant van het breadboard aanwezig. Hier staat een minteken (-) links en rechts ervan. De lijn die erboven (of eronder staat, afhankelijk hoe om je het breadboard houdt) is zwart of blauw. Er staat ook niet altijd een minteken (-) bij. En dan heb je ook nog de rode lijn, de gaatjes zitten ook weer als één rij horizontaal met elkaar verbonden (zowel aan de boven- als aan de onderkant van het breadboard). Hier staat een plusteken (+) links en rechts ervan. De kleur van de lijn is rood.

In afb. 3 staat een groot formaat breadboard afgebeeld. Deze is bijna hetzelfde opgebouwd als het middel groot breadboard. Het enige verschil is dat de min (de blauwe lijn) en plus (de rode lijn) rijen in het midden onderbroken zijn. Het linker en rechter deel van de bovenste en onderste rijen zijn niet met elkaar verbonden. Om dit duidelijk te maken heb ik in de vierde afbeelding (afb. 4) groene lijnen ingetekend hoe de gaatjes met elkaar verbonden zijn over het gehele breadboard. Deze structuur is dus ook aanwezig bij de andere twee breadboards.

Er zijn borden die een andere indeling kunnen hebben, maar het overgrote deel in volgens deze manier ingedeeld.

Afbeeldingen van verschillende breadboard’s.

Breadboard klein

afb. 1

Breadboard middel

afb. 2

Breadboard groot

afb. 3

Breadboard groot met
verbindingen ingetekend
(groen)

afb. 4

Praktisch voorbeeld: breadboard in actie

Op afb. 5 zie je een voorbeeld van een klein breadboard met een eenvoudig opstelling.
Er zitten 2 draadjes, een weerstand en een ledje op ingestoken.
De zwarte draad komt van buiten het breadbord en gaat naar het gaatje E8. Omdat de rij A8, B8, C8, D8 en E8 met elkaar verbonden zijn, is er dus een verbinding tussen het zwarte draadje en het linker pootje van het ledje. Het rechter pootje van het ledje is dus ook verbonden met E9 waar de weerstand ingestoken is. Er is geen verbinding tussen E9 en G9 op het breadboard. De verbinding wordt gemaakt door de weerstand. Zo kan deze zijn werk doen. Wel is er weer een verbinding tussen de weerstand en het groene kabeltje (J9) door het breadboard.

Dus als er 5 volt op het groene draadje staat en het zwarte draadje is verbonden met aarde, dan zal het ledje gaan branden.
Deze opstelling wordt gebruikt in de workshop 1 ‘Led aan en uit’.

afb.5

Twee breadboards combineren

Om een ESP32-DevKitC op een breadboard is lastig, omdat er te weinig gaatjes zijn. Je kunt maar aan één zijde van de ESP32 kabeltjes steken.

Wat je kunt doen is het combineren van 2 middel of 2 grote breadboards en ze te combineren tot een board. Maar je moet dan wel een spanningsrail verwijderen en ze dan koppelen. Aan een zijde zitten uitsparingen en aan de andere zijde zitten uitsteeksels. Deze kun je aan elkaar klikken. De meeste breadboard hebben aan de onderzijde een plakstrip. Hiermee zou je ze op een plankje kunnen plakken voor stevigheid. Als je nu een ESP32-DevKitC op het breadboard steekt, heb je aan een zijde 2 gaatjes voor kabeltjes en aan de andere zijde zelfs 3 gaatjes. Als je 2 grote breadboards neemt kun je ook gemakkelijk de componenten kwijt. Zie hieronder een afbeelding van zo een opstelling.

Het bericht Wat is een breadboard en hoe gebruik je het verscheen eerst op Claasen-tech.

De LED heeft dus een plus aansluiting die men anode noemt en een min aansluiting die men kathode noemt.

Hoe herken je die plus en die min nu?
De anode (plus) zijde van een LED heeft een langer pootje en de kathode (min) zijde heeft dus het korte pootje. Maar de LED heeft (met een ronde behuizing) een afgevlakte zijde aan de kant van de kathode (min).

Let op!!!
Een LED werkt op een lagere spanning dan wat de meeste Single Board Computers leveren. De Raspberry Pi’s leveren 3,3 volt op de pinnen en de Arduino’s zelfs 5 volt. Hierdoor gaat de LED stuk.
Je moet een voorschakelweerstand gebruiken om de spanning omlaag te brengen.

Met de wet van Ohm kun je uitrekenen hoe groot de waarde van de weerstand moet zijn.
Je weet welke spanning de pin van de Single Board Computer levert. Hier trek je de spanning waarop een LED werkt vanaf. Hieronder een tabel met gegevens van enkele LED’s.

Berekening
We gaan even uit van een Arduino die 5 volt levert op een pin en we gaan een Blauwe LED gebruiken. De spanning die we moeten overbruggen is dus 5 volt (pin) – 3 volt (LED) = 2 volt.
Volgens de wet van Ohm kunnen we de weerstand berekenen door:

R (weerstand, Ohm) = U (spanning, volt) / I (Stroom, Ampère)

dus: 2 volt / 0,03 Ampère (= 30 mA) = 67 Ohm (Ω)

In bovenstaande tabel heb ik in de laatste 2 kolommen de berekende waarden gezet. Je hoeft niet al deze weerstanden te hebben, Je kunt 150 Ω of groter voor elke LED als voorschakelweerstand gebruiken. Als de waarde van de voorschakelweerstand te groot wordt, zal je zien dat de LED minder fel brandt.

Het elektrisch symbool van een LED.
Links is de anode en rechts de kathode.

Het bericht Wat is een led verscheen eerst op Claasen-tech.

De eenheid van een weerstand is Ohm aangeduid met de Griekse letter Omega ‘Ω’. De weerstand die een weerstand biedt wordt op de weerstand met gekleurde ringen aangegeven. Dus aan deze ringen kun je aflezen wat de weerstand van een weerstand is. Er zijn over het algemeen weerstanden met vier, vijf of zes gekleurde ringen. Het maakt niet uit hoe je hem plaatst, hij werkt in beide richtingen.

Hoe lees je deze kleurcodes
Afhankelijk hoeveel ringen een weerstand in totaal heeft zijn de eerste 3 of eerste 4 ringen die de waarde bepalen van de weerstand. Bij 4 ringen bepalen de eerste 3 ringen de waarde van de weerstand. Bij 4 of meer ringen zijn de eerste 4 ringen bepalend.

Bij 4 ringen
op een weerstand geven de eerste 2 ringen een getal aan, de derde ring de vermenigvuldiger en de vierde ring de tolerantie (dit is de afwijking die een weerstand kan hebben).
Dus heb je een weerstand met de ringen rood, rood, bruin en zilver. Dan krijg je de waarde 220 Ohm. Want rood staat gelijk aan het getal ‘2’ (rood komt 2 keer voor) dus krijg je ’22’. De derde ring is bruin (dit is de vermenigvuldiger) en deze kleur geeft een vermenigvuldiging van ‘x 10’ aan. Dit houdt in dat je 22 x 10 = 220 krijgt, dit is dus 220 Ohm. De laatste ring geeft de tolerantie aan, bij zilver is dit 10%. Dit is dus de afwijking die deze weerstand kan hebben.

Bij 5 of meer ringen
op een weerstand geven de eerste 3 ringen een getal aan, de vierde ring de vermenigvuldiger, de vijfde ring de tolerantie en bij zes ringen de zesde ring de invloed die de temperatuur heeft op de weerstand.
Dus heb je een weerstand met de ringen rood, rood, zwart, zwart en zilver. Dan krijg je de waarde 220 Ohm. Want rood staat gelijk aan het getal ‘2’ (rood komt 2 keer voor) en zwart staat gelijk aan getal ‘0’, dus je krijgt dan ‘220’. De vierde ring is zwart (dit is de vermenigvuldiger) en deze kleur geeft een vermenigvuldiging van ‘x 1’ aan. Dit houdt in dat je 220 x 1 = 220 krijgt, dit is dus 220 Ohm. De laatste ring geeft de tolerantie aan, bij zilver is dit 10%. Dit is dus de afwijking die deze weerstand kan hebben.
Mocht je een weerstand met 6 ringen hebben, wordt de waarde hetzelfde bepaald als bij een weerstand met 5 ringen. Alleen geeft de zesde ring de afwijking aan door invloed van temperatuur op de weerstand. PPM of ppm/°C staat voor: parts per million per graden Celsius (dit is heel erg klein, vandaar dat dit niet van toepassing is voor algemeen gebruik).

Zie de schema’s hieronder voor de kleurcodes.

Hieronder enkele foto’s met rekenvoorbeelden.
Je zult hieronder ook zien dat de kleuren soms erg moeilijk te bepalen zijn. Dit komt ook omdat niet elke fabrikant de zelfde kleur gebruikt, zie de foto van de 330 Ohm en 1k Ohm weerstanden.

Deze weerstand heeft de kleuren bruin, groen, zwart, zwart en bruin.

Dus: 1   5   0   x1   en   1%

Resultaat: 150 x1 = 150 Ohm met 1% afwijking.

Deze weerstand heeft de kleuren rood, rood, zwart, zwart en bruin.

Dus: 2   2   0   x1   en   1%

Resultaat: 220 x1 = 220 Ohm met 1% afwijking.

Deze weerstand heeft de kleuren oranje, oranje, zwart, zwart en bruin.

Dus: 3   3   0   x1   en   1%

Resultaat: 330 x1 = 330 Ohm met 1% afwijking.

Deze weerstand heeft de kleuren bruin, zwart, zwart, bruin en bruin.

Dus: 1   0   0   x10   en   1%

Resultaat: 100 x10 = 1.000 Ohm of 1k Ohm met 1% afwijking.

Deze weerstand heeft de kleuren rood, rood, zwart, bruin en bruin.

Dus: 2   2   0   x10   en   1%

Resultaat: 220 x10 = 2.200 Ohm of 2,2k Ohm of 2k2 Ohm met 1% afwijking.

Deze weerstand heeft de kleuren bruin, zwart, zwart, rood en bruin.

Dus: 1   5   0   x100   en   1%

Resultaat: 100 x100 = 10.000 Ohm of 10k Ohm met 1% afwijking.

Het elektrisch symbool van een weerstand.

Het bericht Wat is een weerstand verscheen eerst op Claasen-tech.

Een drukknop is een schakelaar, vergelijkbaar met de schakelaar waarmee je het licht in een kamer aan- en uitzet. Het grote verschil met een schakelaar is dat als je een drukknop loslaat deze weer in de begin positie terug gaat. Je hebt ze in verschillende uitvoeringen en groottes. Er zijn er voor het gebruik op een breadbord (onderaan de foto de 3^de, 4^de, 5^de, 6^de) en andere die je ergens inbouwt. Zie de foto hieronder voor enkele voorbeelden. Op deze foto zie je ook een aantal schakelaars (van links de tweede, rechts onder en boven van rechts nr 1 en 2).

De drukknoppen onder in het midden (met de blauwe kap erop en de twee rechts ernaast) hebben vier pootjes. Bij deze zijn linksboven en linksonder altijd met elkaar verbonden. Rechtsboven en rechtsonder zijn ook altijd met elkaar verbonden. Als je de knop indrukt wordt dus de linker- en rechterzijde met elkaar verbonden (Afb. 2) en als je hem weer loslaat weer verbroken (Afb.1).

Het elektrisch symbool van een drukknop.

Het bericht Drukknoppen en schakelaars verscheen eerst op Claasen-tech.

Op deze pagina vind je een overzicht van de pinbezetting voor verschillende typen microcontrollerborden. Bovenaan zie je de pinnen van de ESP die we in de workshops gebruiken. Voor elk bord vind je welke pinnen geschikt zijn voor leds, sensoren en andere componenten. Ook staan de pinnen met speciale functies, zoals communicatie via UART, I²C of SPI, en pinnen voor PWM, zodat je je projecten veilig en correct kunt aansluiten.

ESP32-DevKitC Bord

ESP32-DevKitC bord pin lay-out
(V2 – V4)

NL

ESP32-DevKitC bord pin lay-out (V2 – V4) NL

Digispark

Digispark pin lay-out

---

Arduino Uno

Arduino Uno pin lay-out

---

Arduino Micro

Arduino Micro pin lay-out

---

Arduino Nano Every

Arduino Nano Every pin lay-out

Raspberry Pi (Pi 2 B+, Pi 3 B+, Pi Zero W en Pi 4)

Raspberry Pi 3 en Zero pin lay-out

---

Raspberry Pi Pico

Raspberry Pi Picco pin lay-out

Het bericht Pinbezetting bij microprocessor-borden verscheen eerst op Claasen-tech.

Pull-up weerstanden worden in veel elektronische circuits gebruikt, niet alleen bij drukknoppen. Hier zijn enkele andere toepassingen:

• Digitale ingangen: Om de staat van een digitale ingang (hoog of laag) duidelijk te definiëren wanneer deze niet actief is.
• I2C-bus: Worden gebruikt voor de SDA (data lijn) en SCL (klok lijn) om de lijnen hoog te trekken wanneer geen enkel apparaat communiceert.
• SPI-bus: Soms gebruikt op de chip select lijnen om te verzekeren dat een apparaat alleen communiceert wanneer expliciet geselecteerd.
• Resetlijnen: Om ervoor te zorgen dat microcontrollers of andere IC’s niet per ongeluk resetten door ruis op de resetlijn.
• Logic level conversion: Om een veilig en duidelijk hoog signaalniveau te bieden in logische circuits die werken op verschillende voedingsspanningen.

Deze weerstanden helpen bij het voorkomen van ongewenste ruis en zorgen voor een stabiele staat in digitale circuits wanneer een ingang niet actief wordt aangestuurd.

Let op!
Het betreft standaard weerstanden. Hun functie als pull-up of pull-down weerstand wordt bepaald door hun positie in het elektrische circuit.

Een zwevende aansluiting
Een waarde die je uitleest op een digitale poort, kan in theorie twee waarden hebben, namelijk ‘HIGH’ (ook wel 1 of ‘true’) of ‘LOW’ (ook wel 0 of ‘false’). Alleen is het niet zo zwart/wit. Op een bijvoorbeeld ESP, die we in onze workshops gebruiken, kan een spanning van 0 t/m 3,3 Volt staan. En daar zitten dus veel waarden tussen. Dus wanneer is het HIGH of LOW? Deze overgang ligt ergens in het midden en kan verschillen per microprocessorboard. Een zwevende aansluiting kan daar dus ergens zitten (de spanning is niet steeds gelijk) en zodoende kan dit het ene moment een HIGH geven en even later een LOW.

Hieronder wordt uitgelegd hoe je een pull-up of pull-down-weerstand gebruikt in combinatie met een drukknop.
Als je een drukknop gebruikt dan wordt een kant van de drukknop op de min aangesloten en de andere kant op de aansluiting (van het microprossecorboard) die je gaat uitlezen. Als de knop ingedrukt is en je leest de waarde van de aansluiting, dan is deze ‘LOW’ (0 of ‘false’). Maar als de knop niet ingedrukt is, is deze waarde zwevend. De waarde kan ‘LOW’ (0 of ‘false’) of ‘HIGH’ (1 of ‘true’) zijn. Kort gezegd weet je niet of de knop nu echt niet ingedrukt is.

Hier gaat de Pull-up of Pull-down weerstand ons helpen.

Pull-up weerstand
Het probleem is dat als de knop niet ingedrukt is, de waarde zwevend is. Dit moeten we dus wijzigen. We doen dit door een weerstand (10KΩ of groter) te plaatsen. De ene kant van de weerstand verbindt je met de plus en de andere kant met de zijde van de drukknop waar ook het draadje aanzit dat naar de aansluiting gaat die je gaat uitlezen. Hierdoor is deze aansluiting verbonden met de plus als de drukknop niet ingedrukt is en geeft dus altijd een waarde ‘HIGH’ (ook wel 1 of ‘true’). Als de drukknop ingedrukt wordt, wordt de aansluiting naar de min geleid. Dit geeft altijd een waarde ‘LOW’ (ook wel 0 of ‘false’).

Pull-down weerstand
Nu wordt de weerstand aan de ene kant weer op de drukknop aangesloten waar ook het draadje op aangesloten zit dat naar de aansluiting gaat die je gaat uitlezen. De andere kant van de weerstand wordt nu met de min verbonden. De andere kant van de drukknop wordt nu met de plus verbonden. Het resultaat is dat als de drukknop niet ingedrukt wordt de uit te lezen aansluiting via de weerstand naar de min gaat en dus altijd een ‘LOW’ (0 of ‘false’) geeft. En als de drukknop ingedrukt wordt, wordt er een verbinding gemaakt met de plus. Dit geeft dan altijd een ‘HIGH’ (1 of ‘true’).
Sommige aansluitingen moeten bij het opstarten ‘LOW’ zijn (zij hebben bij het opstarten een dubbele functie).

Zie de afbeelding hieronder hoe dit er uitziet op een breadboard. Het blauwe draadje gaat naar de ingang die je gaat uitlezen.

Let op!
Bij een Pull-up weerstand is de waarde bij een NIET ingedrukte drukknop ‘HIGH’ (1 of ‘true’) en bij een Pull-down weerstand is deze ‘LOW’ (0 of ‘false’).

Er is nog een andere oplossing. Je gebruikt op het breadboard de zwevende toestand situatie (meest linker opstelling in de afbeelding). Bij het definiëren van de ingang in de software (programma) geef je aan dat de aansluiting (waar de drukknop op aangesloten zit) het microprocessorboard gebruik moet maken van een interne Pull-up weerstand. Niet elke aansluiting heeft deze interne Pull-up weerstand, zie de pin bezetting van het microprocessorboard dat je gebruikt.

Het bericht Pull-up / Pull-down weerstand verscheen eerst op Claasen-tech.

De wet luidt: U_volt = I_Ampère x R_Ohm

Met deze formule kun je dus de spanning, stroom en weerstand berekenen.
En wel als volgt:

- Spanning:  U = I X R
- Stroom:    I = U / R
- Weerstand: R = U / I

Met onderstaand schema kun je ze gemakkelijker onthouden.

Het bericht Wat is de wet van Ohm verscheen eerst op Claasen-tech.