Bt-teh.ru

БТ Тех
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Затухающий светодиод с использованием ШИМ выхода Arduino

Затухающий светодиод с использованием ШИМ выхода Arduino

Функция analogWrite() используется для затухания свтодиода и его постепенного включения.

AnalogWrite использует широтно-импульсную модуляцию (PWM), которая дает возможность включать/включать цифровой пин с большой скоростью, генерируя эффект затухания.

Что вам понадобится для проекта

  • Плата Arduino
  • Макетная плата (breadboard)
  • Светодиод
  • Резистор на 220 Ом

Схема подключения светодиода к Arduino

Подключите анод (более длинная, позитивная нога) светодиода к цифровому пину 9 платы Arduino через резистор 220 Ом. Подключите катод (более короткая, нога с отрицательным зарядом) к земле.

Arduino_LED_PWM

Электросхема подключенного к Arduino светодиода

Arduino_LED_PWM_scheme

Вариант шилда со светодиодом для Arduino

Arduino_LED_PWM_shield

Описание программы для Arduino

После объявления 9 пина в качестве ledPin, тело функции setup() можно не наполнять.

Функция analogWrite() которую вы будете использовать в главном цикле main, требует два аргумента: один для определения пина, на который будут записываться и второй — для отображения записываемого ШИМ-значения.

Для того, чтобы постепенно зажигать и тушить ваш светодиод, постепенно увеличивайте ШИМ значение от 0 до 255, после — опять до 0, чтобы завершить цикл. В скетче ниже, ШИМ-значение используется для переменной под названием brightness. Каждый раз по завершению цикла она увеличивает значение переменной.

Если brightness достигает своего предельного значения (0 или 255), fadeAmount меняет свое значение на отрицательное. Другими словами, если fadeAmount равно 5, его значение меняется на -5. При следующей итерации цикла это приводит к изменению переменной brightness.

analogWrite() обеспечивает быструю смену ШИМ значения, так что задержка в конце скетча контролирует скорость затухания. Попробуйте изменить значение задержки задержки и отследить, как отработает программа.

Скетч для Arduino IDE

Данный пример показывает как обеспечить затухание на 9 пине с использованием функции analogWrite().

int led = 9; // пин, к которому подключен светодиод

int brightness = 0; // яркость светодиода

int fadeAmount = 5; // на сколько увеличить яркость светодиода

// функция setup отрабатывает один раз после перезагрузки платы:

// объявляет 9 пин в качестве выхода:

// цикл loop повторяется бесконечно:

// устанавливает яркость 9 пина:

// изменение яркости на следующей итерации с помощью цикла:

brightness = brightness + fadeAmount;

// меняет значение затухания на аналогичное с противоположным знаком при граничных значениях:

Цифровые выводы с PWM

Продолжим изучение цифровых выводов. Напомню, что есть два типа выводов: цифровые и аналоговые. Цифровые выводы в свою очередь могут быть двух видов: c PWM и без них. PWM-выводы помечены символом тильды (

11 и используют широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) или по английски PWM. Сигнал ШИМ используется для управления устройствами (электродвигатели), которым требуется аналоговый сигнал.

Для плавного изменения сигнала используют вызов функции analogWrite(), указав в параметре значение от 0 до 255.

01.Basics: Fade

Рассмотрим пример Fade, который поставляется с Arduino IDE (File | Examples| 01.Basics | Fade). Скетч позволяет делать плавное затухание светодиода с использованием цифрового PWM-вывода.

Сама конструкция на плате совпадает с примером мигания внешнего светодиода через резистор и провода.

Когда я только начинал изучать Arduino, то допустил ошибку — запустив скетч на плате, я не увидел плавного затухания. В моём случае светодиод продолжал мигать странным образом. Расстроившись, я стал читать ответы на форумах и случайно перечитал ответ на свой вопрос. Там я заметил ремарку, на которую не обратил внимание в первый раз. Оказывается, нужно было соединяться с выводом, который помечен символом тильды (

). На Arduino UNO вывод 12 тильдой не был отмечен. Я быстро перекинул перемычку на вывод с меткой 10 и все заработало. Кстати, в комментариях к примеру уже даны необходимые пояснения, но раньше их не было или я не обратил на них внимания.

Разбор кода

Теперь рассмотрим код для затухания. Он совсем несложный. Комментарии даны с переводом.

03.Analog: Fading

Есть ещё один похожий пример в File | 03.Analog | Fading. Только на этот раз вместо автоматического увеличения значения яркости в главной цикле-функции loop() используются два цикла for. Результат такой же.

Читать еще:  Регуляторы давления воды в квартире как регулировать

Мигалка

Усложним макет. Возьмём ещё один светодиод другого цвета (у меня получилось красный и синий), резистор и соберём аналогичную схему на этой же макетной плате, подключив новый светодиод к выводу номер 3 и другому входу GND (ищите у другого края платы).

Отредактируем программу таким образом, чтобы оба светодиода мигали в противофазу: первый выключен, второй горит максимально ярко и наоборот.

У меня получился следующий код.

Запустив проект, мы получим два светодиода, мигающих поочерёдно. Напомнило мне мигалку. Осталось подключить сирену. Надо запомнить этот урок и реализовать недостающую функциональность.

Fade

PWM на любом выводе

При желании можно реализовать широтно-импульсную модуляцию на любом выводе, написав чуть больше кода. Создадим глобальную переменную pwm​, в которой будем сохранять текущее значение уровня заполнения в процентах. Дальше мы включаем «высокое» и «низкое» состояние вывода, в соответствии с этим значением — когда одно значение велико, второе, наоборот, мало. В цикле for повторим участок кода 1000 раз — без него светодиод менял бы яркость слишком быстро.

Если загрузить скетч, мы увидим плавно увеличивающий яркость светодиод. Но не стоит использовать код в реальных примерах. Процессор занят только переключением светодиода, любая другая задача нарушит согласованность временных интервалов.

Ардуино для начинающих. Урок 5. Кнопки, ШИМ, функции

В этом уроке мы узнаем: как подключить кнопку к ардуино, как подавить дребезг контактов, как в прошивке обработать нажатие на кнопку, как послать ШИМ сигнал, как создать свою функцию и как управлять светодиодом.

В этом уроке используются следующие детали:

Большая макетная плата на 1600 точек с 4 шинами питания:Купить
Набор резисторов из 100 штук на все случаи:Купить
Набор светодиодов из 100 штук:Купить
5 штук кнопок в удобной форме:Купить
Соединительные провода 120 штук:Купить

Подключение кнопки к Arduino

Подключение кнопки к Arduino

Подключение кнопки к Arduino

Как видите, ничего сложно в подключении кнопки к ардуино нет. Обратите внимание, что кнопка установлена так, что каждый ее контакт подключен к разным линиям макетной платы. Так же вы можете заметить резистор на 10 кОм который притягивает контакт к земле. Это нужно для того, что бы мы на 8 контакте не ловили наводок. Попробуйте убрать этот резистор из схемы. Светодиод будет загораться при шевелении проводов или кнопки. Теперь давайте рассмотрим скетч:

В этом уроке, как и прошлом, в самом начале мы объявляем переменные со значениями пинов к которым у нас подключены кнопка и светодиод. Далее в функции setup() мы обозначаем какой пин используется как вход, а какой как выход. В функции loop() мы используем условный оператор if с оператором сравнения и проверяем приходит ли на пин 8 высокий сигнал. Если да то включаем светодиод, если нет то выключаем. Описание функций и операторов вы найдете в справочнике по языку программирования Arduino

Теперь немного усложним наш код. Давайте сделаем так, что бы при нажатии на кнопку светодиод загорался и гас только при следующем нажатии на кнопку. Для этого в схеме мы менять ничего не будем, а скетч теперь будет выглядеть так:

В этом скетче мы добавили переменные для хранения состояния светодиода и кнопки. Так же мы создали новую функцию для подавления дребезга контактов debounse(). Код в цикле loop() тоже немного изменился. Теперь в условном операторе мы проверяем нажата ли кнопка и если нажата, то меняем состояние светодиода на противоположное. Потом меняем переменную с последним состоянием на текущее состояние кнопки и включаем или выключаем светодиод.

Понравилось? Давайте еще больше усложним наш проект. Теперь мы будем управлять яркостью светодиода. Для этого нам надо немного изменить схему нашего устройства. Для управления яркостью мы будем использовать ШИМ. Значит нам надо подключить светодиод к выходу, который может выдавать ШИМ. Теперь наша схема будет выглядеть вот так:

Читать еще:  Как регулировать плотность прижима на пластиковых окнах

Подключение светодиода к Arduino

Подключение светодиода к Arduino

Теперь светодиод подключен к 11 пину ардуино, которой умеет делать ШИМ. И нам пришлось добавить токоограничивающий резистор на 220 Ом перед светодиодом, что бы его не спалить. Это необходимо потому, что светодиоды работают при напряжении 3.3 В, а пин ардуино отдает 5 В. Теперь посмотрим что нужно изменить в скетче:

В этом примере мы изменили значение переменной ledPin на 11. Так же добавили переменную для хранения уровня ШИМ ledLevel. При нажатии на кнопку будем увеличивать эту переменную. Функция debounce() осталась без изменений. В цикле мы теперь используем функцию analogWrite().

Вот и все! Сегодняшний урок на этом мы закончим. Надеюсь вам все было понятно. Если нет, то можете задавать свои вопросы в комментариях ниже.

Arduino регулировка яркости диода. Ардуино: трехцветный светодиод — RGB. Посты по урокам

Это будет немного не обычная статья, в ней я попробую не просто показать готовый код, который что-то делает, а покажу как рождается устройство и прошивка для него. Мы рассмотрим логику работы программы и то как эту логику построить.

Сегодня мы с вами будем решать следующую задачу: есть 2 светодиода их надо подключить к Arduino и реализовать возможность регулировать яркость их горения.

Первым делом надо продумать как будет выглядеть наше устройство и что нам понадобится для его реализации, нам надо чем то регулировать яркость светодиодов и видеть в каком режиме сейчас работают светодиоды для этого отлично подходит lcd shield который мы рассматривали в прошлой статье .

Теперь нам осталось подключить светодиоды, для этого отлично подходит так называемый бредборд, это пластиковая штуковина (не знаю как ее по другому назвать) в которую без пайки можно подключить провода от Arduino и другие электронные компоненты, что очень удобно когда ты точно не знаешь как будет выглядеть готовое устройство или схема нужно всего на несколько запусков. Китайцы клепают огромное количество их разновидностей, я лично пользуюсь таким:

Для простоты понимания как он устроен внутри я приложу схему внутренних соединений:

Подключение светодиодов к Arduino

Многие сейчас скажут: что сложного в подключении светодиода, это же лампочка! И будут не правы, светодиод — это далеко не простая лампочка, а полупроводниковый световой прибор. Который питается не напряжением как обычная лампочка, а током и если ток превысит допустимые значения, то светодиод начнет деградировать, его яркость будет уменьшатся что станет заметно через некоторое время, зависящее от мощности протыкаемого тока или, вообще моментально сгорит.

Как избежать порчи светодиода из-за большого тока? Все очень просто: нужно использовать токоограничивающий резистор, который надо рассчитывать для каждого светодиода в зависимости от его характеристик. Расчет резисторов для светодиода — это тема для отдельной статьи и сегодня мы не будем углубляться в эту тему так как скорей всего вы не знаете характеристик светодиода, который вы где-то нашли. На этот случай я использую маленькое правило: если светодиод не яркий, то я запитываю его через резистор сопротивлением от 220 до 400 ом в зависимости от того какой резистор был под рукой. Главное запомнить правило – лучше больше чем меньше. При большем сопротивлении чем требуется светодиоду, он просто будет гореть тусклее нормы.

Теперь надо определится как регулировать яркость светодиода, для этого можно использовать переменные резисторы что в принципе исключит интерактивную регулировку и по этому мы не будем использовать данный способ в этой статье. Мы будем использовать ШИМ реализованный на плате Arduino.

Что такое ШИМ

ШИМ (широтно-импульсная модуляция) – это изменение скважности сигнала на определенном отрезке времени. Шим сигнал имеет следующий вид по сравнению с постоянным сигналом:

Читать еще:  Схема регулировки окон пвх

На этой картинке 100% рабочего цикла это отсутствие ШИМ как такового, сигнал идет без изменений, как будто вывод просто подключен к 5 вольтам.

0% рабочего цикла это отсутствие какого-либо сигнала, как будто провод никуда не подключен.

Остальные режимы работы — это быстрое переключение режимов работы что заставляет светодиод как бы моргать с большой скоростью не заметной глазу человека (100 раз в секунду) что и заставляет его гореть с не полной яркостью. Arduino в зависимости от версии используемого чипа имеет разное количество ШИМ выходов, на плате они помечены знаком

из прошлой статьи мы знаем что это 6 выходов 3, 5, 6, 9, 10, и 11 мы будем использовать 10 и 11 выводы.

Давайте наконец то подключим светодиоды к плате. Надеваем на Arduino наш lcd shield и собираем следующею схему для которой нам понадобится бредборд, 2 светодиода, 2 резистора на 250 ом, и 3-4 провода папа- папа. Схема будет иметь следующий вид:

И не забываем, что у светодиода есть полярность, длинная или кривая (как на схеме) ножка светодиода — это плюс который и подключается через резистор.

На этом я наверно закончу первую часть статьи, во второй части мы займемся именно проработкой логики работы и написанием кода программ. Всем добра!

Потенциометр — это переменный резистор, который при повороте ручки изменяет свое сопротивление.

Что требуется для проекта:

  • Arduino UNO или любой другой аналог
  • Макетная плата
  • Потенциометр
  • Светодиод
  • Резистор 220 Ом

Схема подключения на макетной плате.

Для того, чтобы регулировать яркость светодиода, подключим его к разъему, который поддерживает ШИМ, в нашем случае это цифровой пин 3. Разъемы VCC и GND потенциометра подключаем к рельсе питания и земли макетной платы. Разъем A0 подключаем к аналоговому пину A0.

После удачной сборки схемы загружаем данный скетч:

Теперь попробуем написать код для этой же схемы, но на чистом СИ в среде AtmelStudio 7. Выглядеть это будет так.

Схема:


В функции setup() нужно назначить вывод 9 выходом.
Функция analogWrite() которую вы будете использовать в основном цикле имеет два аргумента: первый говорит функции какой вывод использовать, во второй записывают значение для ШИМ.
Для того чтобы плавно увеличить яркость светодиода, а потом плавно уменьшить вам нужно сначала увеличивать значение ШИМ от 0 (светодиод выключен) до 255 (максимальная яркость), а потом наоборот. В нашей программе переменная отвечающая за значение ШИМ будет называться brightness. В каждом цикле эта переменная будет изменятся на значение fadeAmount.
Как только brightness достигнет значения 255 или 0 fadeAmount изменит свой знак. Таким способом мы сможем поменять увеличения яркости на понижение и наоборот.
analogWrite() изменяет значение ШИМ очень быстро, потому нужна задержка для контроля скорости изменения яркости. Вы можете сами изменять значения задержки и смотреть как это скажется на работе.

Полный текст программы:

Этот пример показывает как изменять яркость светодиода на выводе 9

используя функцию analogWrite().

int led = 9; // вывод светодиода 9

int brightness = 0; // переменная отвечающая за яркость

int fadeAmount = 5; // переменная, которая задает скорость изменения яркости за цикл

// настройки:

// назначим вывод 9 выходом :

pinMode (led, OUTPUT);

// основной цикл :

// устанавливаем яркость светодиода на выводе 9:

analogWrite (led, brightness);

// изменим значение яркости для следующего прохода цикла:

brightness = brightness + fadeAmount;

// поменяем направление изменения яркости :

if (brightness == 0 || brightness == 255) <

fadeAmount = -fadeAmount ;

// ждем 30 миллисекунд для наблюдения эффекта диммирования:

— полный каталог плат

В этом эксперименте мы добавляем порцию яркости светодиоду одной кнопкой и убавляем другой.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector