Cerca

modulo attività

modulo tecnica

 

Quale corrente può erogare microbit?

Per coloro che sono interessati a fare funzionare componenti esterni come i LED è sufficiente collegarsi alle molte pagine reperibili nel WEB che illustrano ampiamente questo tipo di esperimento.

Le suddette pagine si concentrano sul software e pertanto vanno conosciute per prendere atto delle potenzialità di micro:bit.

Qui si va ad indagare sugli aspetti elettrici del pilotaggio dei circuiti in uscita.

Per affrontare gli aspetti dell'hardware di mirco:bit occorre partire dalla pagina ufficiale dedicata all'argomento: link1

In questo sito si discute di hardware anche a proposito del funzionamento dei LED; vedi  link1

Di solito si usa alimentare un LED con 10mA ma micro:bit non se lo può permettere: le correnti che può erogare su elementi elettrici collegato alle sue porte sono molto modeste, massimo 5 mA. Ιn genere non sono in grado di pilotare componenti a forte assorbimento. (nota 1 )

data GPIO

 

Una scheda con alcune caratteristiche del processore nRF51822 si recupera a questa pagina link1 di Nordic semiconductor.

A pagina 65 si leggono le caratteristiche elettriche delle porte GPIO (General Purpose Input Output):

- la tensione in uscita al valore "alto" o "HIGH" (1 logico) rientra nella gamma VDD-0,3 (cioè 0,3V in meno della tensione di alimentazione del processore) e VDD, oppure

- la tensione in uscita al valore "basso" o "LOW" (0 logico) rientra nella gamma VSS (tensione bassa di alimentazione del processore, per noi GND) e 0,3V.

Ma quello che conta è che questi valori vengono specificati alla condizione di erogare o assorbire 0,5mA oppure 5mA.

Se si legge la nota sotto la tabella si rileva che 5mA non possono essere erogati da più di 3 GPIO contemporaneamente.

È ragionevole supporre che per ogni pin GPIO la corrente di 5mA sia un limite superiore mentre sia normale una corrente di 0,5mA.

Con 5mA si alimentano dei LED, dei microservo (nota 2) ma non dei motorini (nota 3).

Per alimentare motorini non microscopici potrebbero essere necessari componenti di potenza da inserire fra micro:bit e attuatori esterni.

Un esempio di applicazione con transistor esterno si trova in questo articolo di kitronic.

 

Può servire avere uno schema approssimativo del circuito in uscita.

Può essere sufficiente considerare un circuito equivalente come quello illustrato nell'articolo sul LED link1 oppure uno più vicino alla tecnologia  effettivamente usata che prevede due transistor in collegamento totem-pole. GPIO

Ogni porta GPIO produce in uscita uno dei due valori digitali LOW e HIGH.

In micro:bit, data l'elimentazione VCC = 3V

- il valore "HIGH" significa che la tensione in uscita è compresa fra 2,7 e 3 V ed il pin GPIO funziona in "source mode" errogando corrente sul dispositivo collegato fino ad un massimo di 5mA;

- il valore "LOW" significa che la tensione in uscita è compresa fra o e 0,3 V ed il pin GPIO funziona in "sink mode" assorbendo corrente dal dispositivo collegato fino ad un massimo di 5mA.

 

 

Nota: occorre tenere presente anche il limite di sovratensione in quanto i carichi induttivi come i motorini o i relè producono tensioni di commutazione che sono di sicuro dannosi per il processore.

 

Note

nota 1: "forte" si fa per dire; stiamo parlando di qualche milliampere. Chi usa Arduino sa che ci si può permettere anche 40 mA (un elettrotecnico fa fatica ad accettare questi valori come correnti "forti" ma così è!) ed anche in quel caso occorre fare ricorso a circuiti di potenza per pilotare motorini per robot

nota 2: un servo ha una alimentazione separata dalla linea del segnale di comando per cui potrebbe darsi il caso che microbit sia in grado di inviare il segnale di comando senza sovraccaricarsi vedi un'applicazione di kitronic.

nota 3: pilotare motorini significa anche proteggere il microcontrollore da sovratensioni di commutazione.