Τα ποδαράκια (pins) των μικροελεγκτών μπορούν να χρησιμοποιηθούν είτε ως είσοδοι είτε ως έξοδοι.
Η είσοδος σε έναν μικροελεγκτή (Arduino) :
- Χρησιμοποιούμε ως είσοδο το ποδαράκι ενός μικροελεγκτή, όταν θέλουμε να του δώσουμε εντολή – πληροφορία από εξωτερικό περιφερειακό.
- Η είσοδος μπορεί να είναι είτε αναλογική είτε ψηφιακή (είναι συγκεκριμένα τα pins των μικροελεγκτών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως αναλογικοί είσοδοι ή ως αναλογικοί έξοδοι ή μπορεί να συνδυάζονται και οι δύο δυνατότητες στο ίδιο pin, όλες αυτές οι δυνατότητες αναφέρονται στο datasheet του εκάστοτε μικροελεγκτή.
- Ψηφιακή είσοδος χαρακτηρίζεται όταν ή εξωτερική εντολή είναι λογικό 0 ή λογικό 1. Στον μικροελεγκτή (όταν αυτός τροφοδοτείται με 5 volts) η εντολή αυτή μεταφέρεται με τάση, δηλαδή για λογικό 0 0 volt και για λογικό 1 5 volts.
- Για την αναλογική είσοδο, υπάρχει ενσωματωμένος μετατροπέας “adc – analog to digital converter” που μετατρέπει τιμές τάσης σε αριθμούς δηλαδή όταν η εξωτερική εντολή δεν είναι μόνο 0 ή 5 volts άλλα παίρνει και ενδιάμεσες τιμές οι οποίες μέσω του μετατροπέα μετατρέπονται σε αριθμούς από 0 “0 volt” έως 255 “5 volts” (8 bit adc) ή 0 “0 volt” έως 1023 “5 volts” (10 bit adc) κτλ.Όσα περισσότερα bits ανάλυση έχει ο μετατροπέας του pin, τόσο μεγαλύτερη είναι η ακρίβεια της μέτρησης.
- Εάν θέλουμε να συνδέσουμε ένα μπουτόν – διακόπτη χρησιμοποιούμε το ποδαράκι ως ψηφιακή είσοδο και όταν πατηθεί το μπουτόν ο μικροελεγκτής ακολουθεί διαδικασία που έχουμε ορίσει κατά τον προγραμματισμό του.
- Ανάλογα με την συνδεσμολογία του μπουτόν στον μικροελεγκτή, μπορούμε να δίνουμε κατά το πάτημα του μπουτόν ή λογικό 1 (5 volts) ή λογικό 0 (0 volts).
- Όταν συνδέουμε μπουτόν τοποθετούμε αντιστάσεις (pull up ή pull down) για να είναι ξεκάθαρη η εντολή (ο σκανδαλισμός) στον μικροελεγκτή, η τιμή αυτών των αντιστάσεων συνήθως είναι 10kohms.
- Λογικό 1 στην είσοδο του μικροελεγκτή.
- Pull Down ονομάζεται η αντίσταση που είναι συνδεδεμένη στην γείωση και κρατάει μόνιμα την στάθμη της εισόδου του μικροελεγκτή στο λογικό 0 (0 volts) οπότε όταν πατηθεί το μπουτόν μεταφέρεται “ξεκάθαρα” το λογικό 1 (5 volts) στην είσοδο του μικροελεγκτή.
- Λογικό 0 στην είσοδο του μικροελεγκτή.
- Pull Up ονομάζεται η αντίσταση που είναι συνδεδεμένη στα 5 volts και κρατάει μόνιμα την στάθμη της εισόδου του μικροελεγκτή στο λογικό 1 (5 volts) οπότε όταν πατηθεί το μπουτόν μεταφέρεται “ξεκάθαρα” το λογικό 0 (0 volts) στην είσοδο του μικροελεγκτή.
- Εάν θέλουμε να συνδέσουμε κάποιον αισθητήρα (φωτεινότητας , θερμοκρασίας κτλ.) χρησιμοποιούμε το ποδαράκι ως αναλογική είσοδο (είσοδο με adc) και εφαρμόζουμε συνδεσμολογία διαιρέτη τάσης.
- Για αναλογικά περιφερειακά χρησιμοποιούμε το κύκλωμα διαιρέτη τάσης, για να έχουμε σωστές τιμές όταν αλλάζει η τάση από τον αισθητήρα (ουσιαστικά δίνει τάση αναφοράς στον μικροελεγκτή για να “καταλαβαίνει” τις αλλαγές της τάσης από τον αισθητήρα κάτι αντίστοιχο “αλλά για αναλογικές εντολές” με το παραπάνω παράδειγμα με τις ψηφιακές εντολές).Στην περίπτωση του αισθητήρα φωτεινότητας (φωτοαντίσταση ldr) ουσιαστικά πρόκειται για μία αντίσταση η οποία αλλάζει την τιμή της όταν αλλάζει η φωτεινότητα από το περιβάλλον, της οποίας το ένα άκρο είναι συνδεδεμένο στα 5 volts, το άλλο άκρο της στο ένα άκρο της φωτοαντίστασης και το άλλο άκρο της φωτοαντίστασης συνδεδεμένο στην γείωση (0 volt), η συνδεσμολογία αποτελεί την συνδεσμολογία εξαρτημάτων “εν σειρά”.Την αναλογική τιμή της τάσης (την μέτρηση) την “παίρνουμε” από το σημείο που συνδέεται η αντίσταση με την φωτοαντίσταση και την “οδηγούμε” στον μικροελεγκτή (η περιγραφή αυτή αποτελεί το κύκλωμα διαιρέτη τάσης).
