Stofvrij onder de kaasstolp

Colum McCann, Het verre licht, 1998, 282 blz.
Gekocht: maart 2011, ’t Hartje
Uitgelezen: maart 2021
★★★☆☆

Project 04 — Joule Thief

Met een batterij die nog maar 0.6 volt levert een LED die toch minimaal 2 volt nodig heeft laten branden. Dat kan met behulp van een dubbele spoel, een weerstand en een transistor, zoals Big Clive laat zien in deze video. Hij noemt het de Joule Thief.

Dat wilde ik ook proberen. Het ziet er zo simpel uit. Wat kun je verkeerd doen? Maar mijn versie werkte niet. En hoe vaak ik alles ook nakeek, ik had alles goed aangesloten. En dat met een volle batterij die bijna 1,6 volt leverde.

Ik had deze video van Julian Ilett gezien waarin hij de Joule Thief laat werken met slecht twee keer vier windingen voor de spoel, in plaats van twee keer twintig. Dat werkte als hij een condensator toevoegde, parallel met de weerstand. Dat probeerde ik ook, en toen brandde de LED.

Waarom werkte het eerst niet? Is mijn koperdraad te dun? Heeft het iets met schakelsnelheid te maken? Je zou een oscilloscoop moeten gebruiken om dat uit te zoeken. Daar heb ik nog geen geld voor.

Of zijn het de verbindingen van de spoel? Ik heb nog steeds geen soldeerbout, dus ik moest de contacten maken door het koperdraad, de uiteinden ontdaan van isolatie met schuurpapier, aan dikke draden met een enkele kern vastmaken door het koperdraad er strak omheen te draaien, en met isolatietape stevig vast te drukken. Dat is niet ideaal.

Audrey Niffenegger (samenstelling), Ghostly — A Collection of Ghost Stories, 2015, 450 blz.
Gekocht: november 2015, Van der Velde 3
Uitgelezen: februari 2021
★★★★☆

Project 03 — LED-waardes

Ik wilde bepalen hoeveel vermogen verschillend gekleurde LEDs verbruiken, met de vraag, welke voorschakelweerstand je zou moeten gebruiken bij een spanning van 5 volt.

Ik heb getest met drie verschillende weerstanden, van 220, 470 en 680 ohm. Ik heb de weerstanden gemeten, en de waardes wijken ietsje af.

Met LED en weerstand in serie heb ik het stroomverbruik gemeten.

Daarna heb ik de volgende waardes berekend:

  • De spanning over de weerstand (UR) is weerstand ® maal stroomsterkte (I)
  • De spanning over de LED (UD) is 5V min spanning over de weerstand
  • Het gebruikte vermogen van de LED (PD) is stroomsterkte maal spanning over de LED

De resultaten staan in de tabel.

De voltage drop over de LEDs is vrij constant, rond de 2 volt voor rood en geel, 2.7 à 2.8 voor groen, blauw en wit. Dat valt redelijk in het bereik dat wordt gegeven op Wikipedia.

De vraag is natuurlijk: hoeveel vermogen kan een LED verdragen? In schakelingen zie ik vaak 220 ohm gebruikt als voorschakelweerstand. Maar gebruik je 470 ohm, dan gaat het vermogen met meer dan de helft omlaag, en voor het oog brandt de LED vrijwel niet zwakker.

Op Calculating The Minimum Resistor Value For An LED wordt 330 ohm aanbevolen als minimum.

Poul Anderson, Satan’s World, 1968, 223 blz.
Gekocht: februari 2000, Sphinx
Uitgelezen: februari 2021
★★★☆☆

Project 02 — Tiny

Dit is m'n eerste experiment met een microcontroller-chip, de ATtiny85.

Op de foto, op de rechter helft van het breadboard zie je de uiteindelijke schakeling van de ATtiny85 die drie LEDs aanstuurt. Op de linker helft zie je een Arduino Nano, inclusief drie controle-LEDs, waarmee de tiny is geprogrammeerd. De Nano is nu losgekoppeld van de tiny. (Bij dit breadboard zijn de powerrails halverwege onderbroken.)

Je kunt de ATtiny85 heel simpel programmeren met een Arduino. In de IDE van Arduino zit hiervoor bij de voorbeelden een kant-en-klare sketch ArduinoISP. Gewoon alles aansluiten volgens de documentatie… wat toch niet vanzelf ging.

Je wordt aangeraden om de Arduino met de tiny te verbinden vanaf de zes ICSP/SPI-pinnen, die je op de Nano rechts ziet. Ik had wel een datasheet van de Nano, waarin ook de zes ICSP/SPI-pinnen staan vermeld in een schema, maar ik had niet door dat dat schema de onderkant van de Nano weergeeft. Ik keek naar de bovenkant, en had daarom de volgorde van de pinnen verkeerd om. Dat werkte dus niet. Omdat ik dit nog niet doorhad heb ik de oude manier van aansluiten gebruikt, via de standaard datapinnen, zoals je op de foto kunt zien. Hiervoor moet je in de sketch USE_OLD_STYLE_WIRING definiëren.

Ook was me niet direct duidelijk wat bedoeld werd met Pin 10 is used to reset the target microcontroller. Niet de fysieke pin 10 van de Arduino, dat was me direct duidelijk. Maar welke dan wel? Bedoeld werd de pin die met D10 is gemarkeerd.

Nadat de sketch ArduinoISP geladen is op de Nano moet je een condensator van 10µF zetten tussen GND (-) en RST (+) van de Arduino. Dit wordt niet vermeld in de documentatie in de sketch, maar moet wel, volgens de diverse video’s hierover die op Youtube zijn te vinden (zoals deze).

Dan, in de Arduino IDE moet je de ATtiny Core installeren. Vervolgens onder Hulpmiddelen de volgens instellingen kiezen:

  • Board: ATtiny25/45/85 (No bootloader)
  • Chip: ATtiny85
  • Clock: 8 MHz (internal)
  • Programmer: Arduino as ISP (ATTinyCore)

Daarna, ook onder Hulpmiddelen kies je Bootloader branden.

Hier ging het bij mij eerst mis. Ik kreeg de gevreesde Device signature = 0x000000 Yikes! Invalid device signature, het signaal dat je iets verkeerd hebt aangesloten. Eenmaal opgelost kun je een sketch uploaden vanuit de Arduino IDE naar de tiny, precies zoals je anders een sketch naar een Arduino stuurt.

Als je klaar bent, en de IDE weer wilt gebruiken om een Arduino te programmeren, dan moet je de instellingen herstellen. Voor de Nano:

  • Board: Arduino Nano
  • Processor: ATmega328P
  • Programmer: AVRISP mkII

Om het gebruik van de tiny te testen wilde ik iets interessanters dan de standaard Blink. De tiny heeft drie pinnen die pulse-width modulation (PWM) ondersteunen. Hiermee kun je LEDs aansturen en de lichtsterkte variëren. Ik heb een sketch gemaakt dat op willekeurige momenten, een willekeurige LED laat oplichten, met een willekeurige lichtintensiteit, waarna de LED langzaam uitdooft.

Voor het normale gebruik van de tiny zit er een pull-upweerstand van 10kΩ op de reset-pin, die je kunt laten zitten tijdens het programmeren. Tussen Vcc en GND zit een condensator van 0.1µF om de spanning te stabiliseren.

Dit had ik toen ik op de lagere school zat. Kon je eenvoudige knipperlampjes mee maken, maar ook versterkers (voor m'n pick-up), en zelfs ontvangers voor MG en FM. En dat allemaal nog zonder ICs. LEDs waren er ook niet. Wel een diode, en een lichtgevoelige weerstand. (Zie hier voor een lijst van alle onderdelen.)

Op de foto op de doos zie je drie lampjes, drie potmeters, en twee grote afstemknoppen (voor regelbare condensators). Maar van elk zat er maar eentje in, net zoals je hier op het paneel in de doos kunt zien.

Een vriendje had de vervolgdoos waar een beeldbuis in zat. Was ik jaloers op. Maar ja, zijn vader werkte in de fabriek bij Philips, dus die kon dat spul goedkoop krijgen.

De doos hierboven kostte al meer dan 100 gulden, als ik het me goed herinner. Dat was schandalig veel voor een verjaardagscadeau.

Ik ben die experimenteerdoos al heel lang kwijt. Het boek met de schema’s heb ik nog een tijdje bewaard, al viel het uiteen in losse bladzijden, maar ook dat ben ik al heel lang kwijt. Evenals de soldeerbout, waarmee ik schakelingen namaakte op kant-en-klare printplaten met parallelle strips van koper. Wel vond ik laatst nog wat soldeertin in m'n gereedschapskist. Heel merkwaardig, want ik heb het in geen veertig jaar gebruikt. Waarom is dit bewaard gebleven?

Emily St. John Mandel, Station Eleven, 2014, 333 blz.
Gekocht: december 2020, Amazon.nl
Uitgelezen: januari 2021
★★★★☆

Project 01 — Morse

Dit is m'n eerste project op een breadboard.

De schakeling stuurt LEDs aan voor het tonen van berichten gecodeerd als reeksen van lichtsignalen. De eerste versie stuurde één LED aan die een SOS uitzond.

De uiteindelijke versie heeft zeven LEDs waarmee signaalreeksen van maximaal 128 stappen weergegeven kunnen worden. Er is plaats voor 64 verschillende reeksen, die geselecteerd kunnen worden met DIP-schakelaars.

De schakeling bestaat uit de volgende delen:

  1. Een timer rond de 555-chip, naar het voorbeeld van Ben Eater dat hij maakte voor zijn 8-bit computer. Zie Clock module. Ik gebruik alleen het automatische deel. Met de potmeter is de frequentie van de timer te variëren van ongeveer 1Hz tot 21Hz.
  2. De timer stuurt een teller van 7 bits aan. Deze telt dus tot en met 127, en springt daarna weer op nul.
  3. De teller stuurt de eerste zeven adreslijnen van een EEPROM aan, die beschikt over dertien adreslijnen. De overige zes adreslijnen worden bediend met DIP-schakelaars.
    Van de 8bit uitvoer van de EEPROM wordt de eerste bit gebruikt om de teller terug naar nul te zetten. De overige zeven bits gaan naar zeven LEDs.

De EEPROM wordt geprogrammeerd met een Arduino Nano, naar het voorbeeld van Ben Eater. Zie Build an Arduino EEPROM programmer. Ben Eater gebruikte een EEPROM met elf adreslijnen. Die chip is niet meer leverbaar. Ik gebruik de opvolger met dertien adreslijnen. Afgezien van twee extra adreslijnen, en de iets andere ordening van de pinnen, is mijn programmeermodule gelijk aan het voorbeeld.

In het geheugen is plaats voor 64 patronen van elk maximaal 128 stappen. De bits 2 t/m 7 van elke stap sturen de zeven LEDs aan. Een patroon dat korter is dan 128 stappen wordt afgesloten met een byte waarvan alleen het eerste bit gezet is. Hiermee wordt de teller teruggezet naar de waarde nul. De resterende van de 128 bytes krijgen dezelfde waarde, zodat bij het schakelen van een lang patroon naar een kort patroon, waarbij de teller al voorbij de lengte van het korte patroon is, altijd terug gesprongen wordt naar het begin.

De DIP-schakelaars staan ondersteboven, omdat wanneer een schakelaar op aan staat dat leidt tot een nul op de EEPROM.

Aanvankelijk werkte het niet. Ik kreeg rare signalen van de LEDs te zien, niet het patroon dat ik geprogrammeerd had. Ik gebruikte toen nog maar vier adreslijnen van de EEPROM. De overige moesten op aarde aangesloten worden, maar in de kluwen van draden had ik er eentje over het hoofd gezien. Een adreslijn die niet is aangesloten kan blijkbaar willekeurige waardes aannemen. Toen ik dit probleem had verholpen werkte het precies zoals ik wilde.

Ik ben tevreden over het resultaat. Het is een propvol breadboard geworden. De potmeter en de DIP-schakelaars hebben weinig grip, en moet je goed tegenhouden bij de bediening, anders vallen ze eruit. Misschien kan ik daar nog wat op verzinnen.

Daan Heerma van Voss, Coronakronieken, 2020, 255 blz.
Gekocht: november 2020, Van der Velde 3
Uitgelezen: december 2020
★★★★★

Dieuwertje Heuvelings, Auxiety, 2020, 261 blz.
Gekocht: november 2020, Van der Velde 1
Uitgelezen: november 2020
★★★☆☆