Yorqinlikni boshqarish, Arduino (animatsiyalar bilan): 7 qadam

2025 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2025-01-23 15:14

So'nggi bir necha yil ichida men ikkita pinball mashinasi (pinballdesign.com) va ikkita robot boshini (grahamasker.com) qurdim, ularning har biri Arduinos tomonidan boshqariladi. Mexanik -muhandislik kasbiga ega bo'lganimdan so'ng, men mexanizmlarning dizaynini yaxshi bilaman, lekin dasturlash bilan kurashaman. Men Arduino -ning asosiy tushunchalarini tasvirlash uchun animatsiya yaratishga qaror qildim. Menga va boshqalarga ularni tushunishga yordam beradi deb o'yladim. Rasm ming so'zga arziydi va animatsiya ming rasm bo'lishi mumkin!

Yorqinlikni boshqarish mavzusida animatsion tushuntirish. Yuqoridagi animatsiyada Arduino -ga ulangan potansiometr sxemasi ko'rsatilgan. Bu potentsiometrning o'rnini sozlash LEDning yorqinligini qanday o'zgartirishi mumkinligini ko'rsatadi. Men bu jarayonning barcha elementlarini tushuntirib beraman. Potentsiometr va lampalarni yaxshi bilmaydiganlar uchun men ulardan boshlayman. Keyin men nima uchun LEDni PWM bilan ishlaydigan Arduino piniga ulash kerakligini va potentsiometrdan kirishni svetodiodni boshqarish uchun mos keladigan chiqishga o'tkazish uchun Arduino eskizida MAP funksiyasi qanday ishlatilishini tushuntiraman.

Agar siz LED va potansiyometrlarni yaxshi bilsangiz, 1 va 2 -bo'limlarni o'tkazib yuborishingiz mumkin.

1 -qadam: LEDlar haqida

Yuqoridagi chap rasmda svetodiodning elektron belgisi va oyoqlarning qutblanishi ko'rsatilgan. LED faqat bitta yo'nalishda oqadi, shuning uchun kutupluluk muhim. Uzun oyoq ijobiy. Bundan tashqari, gardishning tekis tomoni bor, bu salbiy tomoni.

Kuchlanish va oqim

LED uchun zarur bo'lgan kuchlanish uning rangiga qarab taxminan 2,2 dan 3,2 voltgacha o'zgaradi. Ularning hozirgi reytingi odatda 20mA. Oqimni cheklash va LEDning haddan tashqari qizib ketishining oldini olish uchun har bir LED bilan ketma -ket qarshilikni ishlatish kerak. Men taxminan 300 ohmni tavsiya qilaman.

Yuqoridagi o'ngdagi rasmda rezistorni etakchaning oyog'iga lehimlash va uni issiqlik izolatsiyasi bilan izolyatsiya qilish usuli ko'rsatilgan.

2 -qadam: potentsial

Arduino ma'nosida potentsiometr - bu sensor. "Sensor" - bu kirish pimlariga ulanganida Arduino tomonidan seziladigan har qanday tashqi qurilma. Biz LEDning yorqinligini nazorat qilish uchun Arduino -ga ulangan potansiometrdan foydalanamiz. Ba'zida potentsiometrni kuchlanish bo'luvchi deb atashadi, menimcha, bu yaxshiroq tavsif. Yuqoridagi chapdagi diagrammada kuchlanish bo'luvchi printsipi ko'rsatilgan. Bu misolda, rezistor bir uchida erga ulangan va boshqa uchida 5V quvvat manbai bilan ushlab turilgan. Agar slayder rezistor bo'ylab harakatlansa, u chap burchakda 0v, o'ng tomonda 5v bo'ladi. Boshqa har qanday pozitsiyada u 0v dan 5v gacha bo'ladi. Yarim yo'lda, masalan, 2,5 V bo'ladi. Agar biz yuqoridagi o'ngda ko'rsatilgandek tartibni o'zgartirsak, bu aylanadigan potentsiometrning harakatini bildiradi.

3 -qadam: aylanma

Yuqoridagi rasmda biz potentsiometr va LEDni Arduino -ga qanday ulashimiz kerakligini ko'rsatadi.

Ardunio potentsiometr tomonidan unga berilgan kuchlanishni sezishi kerak. Potentsiometr aylanayotganda kuchlanish bir xil o'zgaradi, shuning uchun u analog signaldir va shuning uchun Arduino -dagi analog kirish piniga ulanishi kerak. Bu pindagi kuchlanish Arduino tomonidan har safar dastur "analogRead" funktsiyasi orqali so'ralganda o'qiladi.

Arduino faqat raqamli chiqish pinlariga ega. Biroq, yonida tilde (~) bo'lgan pinlar Led yorqinligini boshqarish uchun mos keladigan analog chiqishni simulyatsiya qiladi. Bu jarayon Pulse Width Modulation (PWM) deb nomlanadi va keyingi animatsiya 4 -qadam orqali tushuntiriladi.

4 -qadam: PWM

PWM, puls kengligi modulyatsiyasi

Yuqorida aytib o'tganimizdek, tilda, "~" yonidagi pinlar PWM pinlari. Pim raqamli bo'lgani uchun ular faqat 0v yoki 5v bo'lishi mumkin, lekin PWM yordamida ular LEDni o'chirish yoki dvigatel tezligini boshqarish uchun ishlatilishi mumkin. Ular buni LEDga 5V etkazib berish orqali amalga oshiradilar, lekin uni 500 gts chastotada (sekundiga 500 marta) 0v va 5v oralig'ida uradilar va pulsning har bir 0v va 5v elementlarining davomiyligini qisqartiradilar. Svetodiod 5V pulsni 0v ga qaraganda uzunroq ko'rsa, u yorqinroq bo'ladi. Bizning dasturimizda biz PWM "kvadrat to'lqin" ni chiqarish uchun analogueWrite () funktsiyasidan foydalanamiz. U 256 bosqichga ega, nol 0% ish tsiklini beradi va 255 100% "ish tsikli" ni beradi, ya'ni doimiy 5 volt. Shunday qilib, 127 50% ish tsiklini beradi, yarmini 0vda va yarmini 5vda. Yuqoridagi animatsiya shuni ko'rsatadiki, bu vazifa tsikli 100% ga cho'zilganida, chiroq qanchalik yorqinroq bo'ladi.

5 -qadam: PROGRAM (ARDUINO SKETCH)

Yuqoridagi video potentsiometr yordamida LEDning yorqinligini boshqarish uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan dastur (eskiz) orqali o'tadi. O'chirish 3 -qadamda ko'rsatilganidek.

Agar siz bu videoni tez o'qishni (yoki sekin) o'qishni qulay deb topsangiz, uning tezligini sozlashingiz mumkin, pastki qo'mondon panjarasining o'ng uchida tishli g'ildirak shaklidagi belgi (ba'zida qizil "HD" yorlig'i bor) joylashgan..) Agar bosilsa, "ijro etish tezligi" ni o'z ichiga olgan menyu paydo bo'ladi.

Albatta, agar siz dasturning har bir satrini o'z tezligingiz bilan bosib o'tish uchun tugmani bosganingiz ma'qul, lekin afsuski, bu erda interaktiv usulni taqdim etishning iloji yo'q. Agar siz ushbu usul va boshqa Arduino mavzularida ushbu usuldan foydalanishni xohlasangiz, animatedarduino.com saytida interaktiv/animatsion elektron kitobning bepul ko'rish versiyasi mavjud.

Menimcha, dasturda yana bir tushuntirish kerak bo'lgan xususiyat bor: 14 -qatorda "xarita" funktsiyasi ishlatiladi. Uning maqsadi haqida keyingi bosqichda, 6 -bosqichda tushuntirish berilgan

6 -qadam: MAP

Bizda analog pinga ulangan potentsiometr bor. Potentsiometr kuchlanishi 0 dan 5 v gacha o'zgarib turadi. Bu diapazon protsessorda 1024 qadamda ro'yxatga olingan. Qachon qiymat kiritish PWM yoqilgan raqamli pin orqali chiqishni yaratish uchun ishlatilsa, bu diapazonni raqamli pinning chiqish diapazoniga solishtirish kerak. Bu 255 bosqichga ega. Xarita funktsiyasi shu maqsadda ishlatiladi va kirishga mutanosib chiqishni ta'minlaydi.

Yuqoridagi video buni ko'rsatadi.

7 -qadam: animatsion Arduino

Ushbu qo'llanmada tasvirlar www.animatedarduino.com saytida mavjud bo'lgan animatsion Arduino elektron kitobimdan olingan, unda men Arduino dasturini o'rganishda uchraydigan ba'zi tushunchalarni yaxshiroq tushunishni maqsad qilganman.

Veb -saytda elektron kitobning bepul ko'rib chiqish nusxasi mavjud bo'lib, u sizga kitobning interaktiv tabiati bilan tanishish imkonini beradi. Bu asosan namunali sahifalar to'plami va shuning uchun ko'p tushuntirishlarni qoldiradi. U sizga dasturning har bir satridan o'tishga va tegishli izohlarni ko'rishga imkon beradigan tugmachalarni bosish imkonini beruvchi namunali sahifalarni o'z ichiga oladi. Boshqa sahifalarda siz boshqarishingiz mumkin bo'lgan video animatsiyalar va audio tarkib mavjud. To'liq nashrda nima borligini ko'rish uchun tarkib sahifasi kiritilgan.