ESP32 להורים וילדים – מיקרו בקר וחיבור נגדים

מאמר זה הוא מאמר בסדרה על מדריך להורים וגם לילדים על מיקרו בקרים מסוג ESP32. מומלץ מאד לקרוא את המאמר הראשון בסדרה ולעקוב אחר המאמרים כסדרם.

במאמר הקודם למדנו על מעגל חשמלי, עשינו אותו עם LED כחול ואפילו למדנו לחבר אותו לפין שמוציא מתח על פי הקוד שאנו כותבים לו. הסברתי שה-LED שאנו עובדים איתו הוא כחול והוא גבולי עם המתח הזה. איך אנחנו יכולים לחבר ציוד אחר ל-ESP32 שלנו? כזה שעובד עם מתח אחר?

בדיוק בשביל זה אנחנו צריכים נגד. באנגלית resistor. מטרת הנגד – להוריד את המתח כדי שלא נשרוף מכשירים, חיישנים או נורות. לכל גאדג'ט מסוים יש את המתח שהוא יכול לעמוד בו והנגד, שאולי הוא הרכיב הכי מסתורי בכל הסיפור הזה ושעלי תמיד עשה רושם, יש את התפקיד הזה: להוריד את מפלס המתח וזה בדיוק כמו ראש טוש של מקלחת – הוא לוקח זרם ומפחית אותו כדי שיהיה לנו נעים להתקלח.

הנגד יושב בין מקור המתח – הפין שמוציא מתח, לבין הציוד, במקרה הזה המנורה והוא זה שיוריד לנו את המתח. הוא זה שצריך להוריד את המתח. על מנת לדעת לאיזו רמה להוריד את המתח אנחנו צריכים שני דברים – אחד הוולט שהמנורה צריכה והשני הוא האמפרז׳. את שניהם בד״כ יש בפירוט ב-LED שקנינו. אם אין פירוט כזה, הולכים על משהו קרוב כמו בטבלה בפוסט הקודם.

בגדול הערך של נגד הוא באוהם (Ω ובאנגלית ohm). על מנת לדעת איזה נגד אנחנו צריכים, אנחנו יכולים לשאול את צ׳אט ג׳יפיטי ולשאול אותו:

I am using an ESP32 WROOM GPIO to power a red LED. What kind of resistor do I need?

אם יש לי מידע מדויק על האמפרז׳ והמתח של המנורה, אני יכול לתת לו ואז אקבל תשובה מדויקת. גם אם לא אתן, אקבל תשובה פחות מדויקת אבל מספיק טובה. כיוון שקניתי את ה-LED ולא היה עליו פירוט קיבלתי תשובה שהיא 130Ω.

הנגדים נבדלים זה מזה בפסים השונים.

כדי לדעת מה הפסים שאנחנו צריכים אפשר לחפש בגוגל, לשאול גם את צ׳אט ג׳יפיטי או (ברוב המקרים) כשקונים נגדים רשום על הקופסה שלהם מה הΩ שלהם. אפשר גם לחשב ידנית ומי שרוצה – כאן יש לי פוסט הסבר על החישוב.

אחרי שהבנו מה הנגד שאנו רוצים להשתמש בו, אפשר לגשת ל-Wokwi.

הפעם לא נחבר את נורת ה-LED ישירות ל-GPIO2 אלא נבחר ב-Resistor ברשימת המרכיבים ונבחר את מספר ה-Ω המדויק שאנחנו צריכים. במקרה הזה 130Ω. אפשר לראות שהפסים משתנים בהתאם לערך שבחרנו. נחבר את הנורה האדומה בדיוק כמו בדוגמה של הנורה הכחולה במאמר הקודם – אל GPIO2 ואל הגראונד. רק שבמקום ישירות ל-LED, אנו נחבר את הצד החיובי דרך הרזיסטור.

לא כל ציוד או חיישן צריך רזיסטור, רובם עובדים עם ESP32 עם חיבור ישיר כי הם מותאמים למתח. אבל אם יש בתיעוד שצריך – ובכן, עכשיו אתם יודעים להשתמש בזה.

אם אתם רוצים תרגיל נחמד, נסו לבנות ב-wokwi מעגל עם שלושה LEDים – כחול, צהוב ואדום שמהבהבים.

השלב הבא הוא לחכות לציוד שיגיע ואז כשהוא יגיע להכנס לפוסט הבא, שכבר מיועד לאנשים טכניים יותר (וזה אתם! אם קראתם את הכל) שמסביר איך מחברים ESP32 לחלונות ולמק/לינוקס – החיבור הוא פשוט למדי. משם כבר מתקדמים הלאה לקבלת קלט דיגיטלי ואנלוגי, הוצאת פלט עם מסכים ואפילו אתר אינטרנט שמקימים על המיקרו בקר הקטן והנחמד הזה.

זה נראה קצת קשה ומסובך, במיוחד לאנשים שלא מתכנתים – אבל באמת עם Chat GPT ודומיו שיכול לכתוב עבורכם קוד בסיסי ולנתח בעיות פשוטות ועם wokwi שמאפשר לכם לתכנן ולמדל את המערכת לפני שניגשים ממש לחבר ולתכנת – הכל ממש פשוט ונעים ובאמת, לראות את ההתלהבות של הילדים שכן מתחברים לזה, זה באמת כיף לא רגיל.

צרחות בבית: ”הצלחתי! הצלחתי!“
הילד הקטן הצליח להשתלט על נושא הנגדים ואחרי שתכנן מעגל חשמלי וקוד באמולטור עם פיי פיקו הצליח לבנות ולהפעיל אותו בעולם האמיתי. בלי סיוע מהצד שלי חוץ מהפניה למאמרים שכתבתי.
כל ילד/ה יכול/ה ולומדים כל כך הרבה מהדברים האלו שהם בעלות של עשרות שקלים בלבד. pic.twitter.com/7H2vZcpZST

— Ran Bar-Zik (@barzik) September 1, 2023