Mikrokontroléry – všeobecné pravidlá

Poznámka

Arduino, ESP32 aj Raspberry Pi sú v podstate malé počítače, ktoré pracujú s nízkym napätím. Tieto pravidlá platia pre všetky mikrokontroléry v STEMlabe – bez ohľadu na konkrétnu platformu, ktorú práve používaš.

Napäťové úrovne

Rôzne platformy pracujú s rôznym logickým napätím – pripojenie nesprávneho napätia môže mikrokontrolér okamžite a nenávratne zničiť.

Arduino Uno / Mega     →  5 V logika
Arduino Opta            →  12–24 V digitálne vstupy (priemyselná úroveň)
ESP32                    →  3,3 V logika
Raspberry Pi (GPIO)     →  3,3 V logika

Upozornenie

Pripojenie 5 V signálu priamo na GPIO pin ESP32 alebo Raspberry Pi (ktoré čakajú 3,3 V) môže pin alebo celú dosku zničiť. Ak kombinuješ platformy s rôznym napätím, vždy použi logický prevodník (level shifter) alebo odporový delič.

Napájanie a prúdové limity

Každý GPIO pin zvládne len obmedzený prúd (typicky 20–40 mA podľa platformy) – nikdy naň nepripájaj motor, relé ani inú záťaž priamo, vždy cez tranzistor/relé modul.
Used napájanie z USB portu počítača má tiež limit (zvyčajne 500 mA) – väčšie projekty (motory, viac LED, displeje) potrebujú externý zdroj.
Pri pripájaní externého zdroja vždy over polaritu a napätie predtým, než ho pripojíš k doske.

Tip

Nevieš, koľko prúdu zariadenie potrebuje? Pozri si datasheet súčiastky (vyhľadaj názov + “datasheet”) – obsahuje presné elektrické parametre.

Statická elektrina (ESD)

Mikrokontroléry obsahujú citlivé súčiastky, ktoré môže poškodiť aj malý elektrostatický výboj z tvojho tela.

Pred manipuláciou s doskou sa dotkni uzemneného kovového predmetu (napr. rám stola).
Dosky uchovávaj v antistatickom vrecku, keď sa nepoužívajú.
Nepracuj na koberci v suchom prostredí, ak to vieš ovplyvniť.

Zapájanie a odpájanie

Upozornenie

Akékoľvek prepojenie (drôtiky, moduly, senzory) zapájaj a odpájaj vždy s odpojeným napájaním. Zmena zapojenia “naživo” (hot-plugging) je najčastejšia príčina zničenia mikrokontroléra v STEMlabe.

Odpoj napájanie (USB kábel alebo externý zdroj).
Uprav zapojenie podľa schémy.
Skontroluj zapojenie ešte raz – najmä polaritu napájania a GND.
Až potom pripoj napájanie a over funkčnosť.

Práca s kódom

Pred nahraním programu vždy over, že je v IDE vybraná správna doska a správny sériový port – nahranie programu pre iný typ dosky môže spôsobiť nečakané správanie.
Komentuj svoj kód – aj jednoduchá poznámka // čo táto časť robí ti ušetrí čas, keď sa k projektu vrátiš o týždeň.
Ukladaj si funkčné verzie kódu (napr. do Gitu, Git – základy pre prácu v STEMlabe) – ak nová úprava prestane fungovať, vieš sa vrátiť k poslednej funkčnej verzii.

Mini-úlohy

Vyhľadaj datasheet pre LED diódu a zisti jej maximálny prúd.
Vypočítaj, či môžeš LED diódu pripojiť priamo na GPIO pin ESP32 (3,3 V) bez predradného odporu – over výpočtom (Ohmov zákon), nielen odhadom.
Vysvetli spolužiakovi rozdiel medzi logikou 3,3 V a 5 V a prečo je dôležitý.

Cheat sheet – rýchla referencia

Pred zapájaním:   odpoj napájanie
Po zapojení:      skontroluj polaritu a GND ešte raz
GPIO prúd:        max. 20-40 mA, nikdy priamo motor/relé
Rôzne napätia:    5V vs 3,3V → level shifter / odporový delič
ESD:              dotkni sa uzemneného kovu pred manipuláciou s doskou
Kód:              over správnu dosku a port pred nahraním programu

Postup sa ukladá iba v tomto prehliadači.