Het kan in je bordspel voorkomen dat je meerdere actuatoren op één pin wilt aansluiten. Als je bijvoorbeeld van leds een patroontje hebt gemaakt en dat patroontje in zijn geheel aan en uit wilt kunnen zetten, is de makkelijkste oplossing om deze op één digitale pin aan te sluiten. Nu zijn er twee manieren om dit voor elkaar te krijgen. Je kunt leds achter elkaar (in serie) of naast elkaar (parallel) aansluiten op een pin. Hieronder ga je leren hoe dat moet en wat het verschil is tussen de twee manieren.
In beide onderdelen is het van belang dat je wat weet over het zogenoemde voltage-drop van leds. Op het moment dat een led in een schakeling staat, neemt hij een bepaald voltage van die schakeling weg. Dit verschilt per led en is vaak rond de 1,9V. Wat voor een gevolg dit voor je schakeling heeft, bespreken we bij de desbetreffende onderdelen.
Parallelle schakelingen
Zoals we net al uitlegde is een parallelle schakeling een schakeling waarbij de verschillende componenten naast elkaar zijn aangesloten. Vanaf de + pin vertakt de schakeling zich en iedere tak gaat naar een component toe. Na de componenten moeten de takken weer bij elkaar komen en samen op een Ground pin eindigen. In figuur 3.1 is een schema getekend waarin drie leds met weerstanden parallel op elkaar zijn aangesloten.
Maar hoe zit het nu met de spanning en de stroom in deze takken? We gaan er even vanuit dat de bron, net als de arduino, 5V aan spanning levert. Deze 5V staat ook over alle takken in de schakeling. Als we ervan uitgaan dat de leds een voltage-drop van 1,9V hebben, houdt dit in dat de rest van de schakeling nog 3,1V overhoud. De stroom daarentegen splits zich af in iedere tak en komt daarna weer bij elkaar. Een rode led heeft ongeveer 1,6mA nodig om fel te branden. Als door alle drie de leds 1,6mA loopt, loopt door de totale schakeling 3 * 1,6mA = 4,8 mA.
In deze schakeling zijn de weerstanden opgenomen in de takken zelf. Omdat ieder type led net even een andere voltage-drop heeft, heeft iedere led een andere weerstand nodig om optimaal te werken. Als alle leds hetzelfde zijn (of je neemt genoegen met zwakker brandende leds) kun je ook een weerstand opnemen voor of na de vertakking, maar dan heb je wat uitgebreidere Natuurkunde kennis nodig om te berekenen welke weerstand dat dan moet zijn. Die moet dan namelijk een stuk lager zijn.
Goed, hoogste tijd om met deze theorie eens een opdracht te maken.
Let op! Denk bij deze opdracht weer aan de weerstanden!
Download de parallel opdracht
Om deze .zip te kunnen uitpakken, is de code nodig die op het ticket van Track 3 staat.
Serie schakelingen
Zoals we net al uitlegde, is een serie schakeling een schakeling waarbij de verschillende componenten achter elkaar zijn aangesloten. De stroom gaat het eerste componenten in en daarna het volgende component in, enzovoorts. In figuur 3.2 is een schema getekend waarin drie leds en een weerstand in serie op elkaar zijn aangesloten.
Maar hoe zit het nu met de spanning en de stroom in deze leds? We gaan er weer vanuit dat de bron 5V aan spanning levert. Als we ervan uitgaan dat de leds een voltage-drop van 1,9V hebben, houdt dit in dat iedere led 1,9V van de schakeling afneemt. Dat betekend dus dat de laatste led nog maar 1,2V over heeft. Het is dus ook de vraag of deze leds nog gaat branden en hoe fel. De stroom daarentegen is hetzelfde door heel de schakeling heen. Een rode led heeft ongeveer 1,6mA nodig om fel te branden. Deze stroom loopt door de eerste led, daarna door de 2e led, enzovoorts. De bron hoeft dus maar 1,6mA aan stroom te leveren. Daarom volstaat het toevoegen van een 220Ω weerstand prima voor deze schakeling.
Let op! Denk bij deze opdracht weer aan de weerstand!
Download de serie opdracht
Om deze .zip te kunnen uitpakken, is de code nodig die op het ticket van Track 3 staat.
Track 3 eindopdracht
Nu heb je voldoende informatie om de eindopdracht voor Track 3 te maken. Heb je de opdracht als groep werkend? Roep er dan weer een docent bij om de opdracht te laten aftekenen. Als de opdracht goed is, krijgen jullie een ticket voor Track 4.
Let op! We kunnen het niet vaak genoeg blijven zeggen, maar denk bij het maken van deze opdracht weer aan de weerstanden!
Download de Track 3 eindopdracht
Om deze .zip te kunnen uitpakken, is de code nodig die op het ticket van Track 3 staat.