Как макетировать проекты электроники с помощью Raspberry Pi Pico

Скорее всего, вы работали с внутренностями какой-то электроники. Возможно, это было в школе или дома, так что весьма вероятно, что вы поймете основы. Но вы когда-нибудь создавали прототип собственной электронной схемы? Вот где макетные платы становятся чрезвычайно полезными.

Макетные платы — это доступные и временные устройства, которые предлагают простой подход к созданию электронных схем. Подобно тому, как художник рисует эскиз перед созданием произведения искусства, макетные платы используются для «наброска» схемы. Компоненты помещаются в макетную плату, и мы используем отверстия макетной платы для создания временных соединений между компонентами. Мы даже можем вставлять микроконтроллеры, такие как Малиновый Пи Пико в макетную плату и использовать их для создания схемы.

Итак, давайте разберем макетную плату, узнаем, как она работает, и используем ее для разработки быстрого проекта с использованием Raspberry Pi Pico.

Что делает макетная плата?

Идея макетной платы довольно проста. Макетная плата покрыта небольшими отверстиями, расположенными в ряды и столбцы, которые электрически соединены друг с другом, и это означает, что мы можем вставлять в них компоненты и выполнять соединения.

Какие типы макетов существуют?

Доступны макетные платы различных размеров и форм с различным расположением соединительных отверстий.

Распространенный и полезный тип макетной платы имеет соединенные столбцы вдоль длинных краев, которые часто отмечены красной и черной линиями. Они называются рельсами и предназначены для подключения к напряжению (скорее всего, от 3 до 5 В при работе с Raspberry Pi или Arduino) и для подключения к GND. Как только мы подключаем питание и землю от источника питания, все контакты на соответствующей шине становятся соответствующими контактами напряжения/земли. Макетная плата этого типа часто довольно длинная, но вы можете приобрести половину макетной платы, которая предлагает те же функции в гораздо меньшем корпусе.

Другие типы макетов, такие как мини-макеты, не имеют направляющих, но сохраняют структуру строк и столбцов.

Все контакты на макетной плате расположены в виде строк и столбцов. Столбцы отмечены буквой, строки пронумерованы. Таким образом, A1 будет верхней левой частью доски, а на приведенном выше рисунке J1 — верхней правой.

Ряды соединены вместе, поэтому, если бы мы использовали провод от шины GND к ряду, все контакты в этом ряду были бы соединены.

Но на макетной плате есть разрыв подряд. В центре доски находится канал, разрез, который разделяет левую и правую стороны доски. Разрыв дает нам больше места для проектов прототипов, но если нам нужно соединить канал, мы можем использовать перемычку, чтобы соединить два ряда вместе.

Как работает макетная плата?

Внутри макетной платы каждый ряд соединен небольшой токопроводящей металлической полосой.

Полоска сложена в форме буквы U и слегка захватывает любой провод, штифт или ножку компонента, которые вставляются через пластиковые отверстия в макетную плату. Это означает, что все элементы, вставленные в одну и ту же полосу, электрически соединены.

Мигание светодиода с помощью макетной платы

В этом проекте цель состоит в том, чтобы понять, как работают макетные платы, и попрактиковаться в создании небольшой схемы на макетной плате. Мы будем использовать Raspberry Pi Pico для мигания внешнего светодиода.

Для этого проекта вам понадобится

• Половина (откроется в новой вкладке) или полноразмерная макетная плата (откроется в новой вкладке)
• 3 перемычки между мужчинами и женщинами (откроется в новой вкладке)
• светодиод (откроется в новой вкладке)
• Резистор 330 Ом (оранжевый-оранжевый-коричневый-золотой) (откроется в новой вкладке)

1. Вставьте Raspberry Pi Pico в макетную плату. Соблюдайте осторожность при выравнивании штифтов и убедитесь, что штифты не согнуты и не сдавлены. Убедитесь, что контакты Pico находятся по обе стороны от зазора посередине макетной платы, чтобы противоположные контакты не были соединены. На многих макетных платах каждый ряд отверстий для штифтов пронумерован, что впоследствии может помочь отслеживать соединения. Другой полезный подход — разместить пико так, чтобы первые контакты на пико использовали первый ряд отверстий на макетной плате, что позволяет легко отслеживать или подсчитывать контакты.

2. Подключите провод от GND Raspberry Pi Pico к отрицательным шинам. Когда провод USB подключен к Pico и устройство включено, все, что подключено к этой шине, теперь подключено к отрицательному или заземленному соединению. Обратите внимание, что если вам нужно больше соединений, вы можете использовать больше перемычек, чтобы соединить шины питания на одной стороне макетной платы с шинами на другой стороне, чтобы расширить их.

3. Вставьте светодиод с двумя составными выводами в отдельных рядах. Светодиоды должны быть подключены определенным образом. Положительная ветвь (соединенная с анодом светодиода) всегда является более длинным проводом. Более короткий провод, подключенный к катоду светодиода, является отрицательным (GND) соединением.

4. Подключите светодиод к шине заземления. Используя перемычку, подключите отрицательный вывод светодиода к шине заземления, которую мы ранее подключили к Pico.

5. Подключите светодиод к контакту 28 через резистор 330 Ом. Подключите любую ногу резистора к ряду макетной платы, подключенному к положительному выводу светодиода. Вставьте другую ногу на другом конце резистора в ранее неиспользованный ряд макетной платы. Используйте другую перемычку для подключите резистор к контакту 28 на Raspberry Pi Pico.

Управление светодиодом с помощью кода

1. Скачайте и установите Тони для вашей операционной системы.

2. Подключите Raspberry Pi Pico к компьютеру. с помощью кабеля microUSB.

3. Открытый Тонни а также нажмите Инструменты >> Параметры.

4. Нажмите на вкладку Переводчик а также убедитесь, что интерпретатор настроен на MicroPython (Raspberry Pi Pico) и что вы видите последовательное USB-устройство (Pico). Нажмите «ОК», чтобы вернуться в редактор. Вы можете найти COM-порт вашего Pico с помощью диспетчера устройств, или с помощью этого полезного инструмента.

5. В редакторе импортировать две библиотеки MicroPython для работы с GPIO (машина) и временем (utime).

from machine import Pin
import utime

6. Создать объект, вел который мы используем, чтобы установить GPIO 28 в качестве выхода. Пины могут быть входами или выходами. Когда контакт является выходом, мы можем подавать ток на подключенный компонент, в данном случае на светодиод.

led = Pin(28, machine.Pin.OUT)

7. Убедитесь, что светодиод выключен.

led.low()

8. Создать петлю чтобы постоянно запускать тестовый код.

while True:

9. Используйте функцию переключения, чтобы включить или выключить светодиод каждый раз, когда цикл повторяется. Toggle установит состояние светодиода в противоположное тому, что оно есть в данный момент. Таким образом, включение становится выключенным, а выключение становится включенным. Это полезная функция для сохранения строки кода.

   led.toggle()

10. Добавьте в код двухсекундную паузу. Это заставляет светодиод включаться и выключаться на две секунды каждый раз.

   utime.sleep(2)

11. Нажмите Сохранить, а также сохраните код на Raspberry Pi Pico как blink.py.

12. Нажмите кнопку «Выполнить», чтобы запустить код. Теперь светодиод должен мигать. Если есть ошибка, прочтите сообщение об ошибке, чтобы определить, где произошла ошибка. Если ваш Pico отключен, нажмите «Стоп», чтобы снова подключиться.

Полный список кодов

from machine import Pin
import utime
led = Pin(28, machine.Pin.OUT)
led.low()
while True:
   led.toggle()
utime.sleep(2)

Узнав, как выполнять соединения на макетной плате, теперь вы можете легко создавать и экспериментировать со схемами непостоянным и реконфигурируемым способом. Макетные платы широко доступны и доступны по цене, поэтому нередко в конечном итоге получается небольшая их коллекция, чтобы вы могли работать над несколькими проектами одновременно или оставить рабочий прототип на макетной плате, пока вы собираете вторую версию.

Связанные учебники

• Как управлять Neopixels с помощью BASIC на Raspberry Pi Pico
• Как сделать игру Raspberry Pi Pico Reaction с PicoZero
• Как создавать проекты CircuitPython на Chromebook с Raspberry Pi Pico