Эксперимент 3. Светильник с управляемой яркостью
← Маячок с нарастающей яркостью | Оглавление | Терменвокс →
В этом эксперименте мы меняем яркость светодиода, вращая ручку переменного резистора.
Прочтите перед выполнением
§ Делитель напряжения
Список деталей для эксперимента
§ 1 плата Arduino Uno
§ 1 беспаечная макетная плата
§ 1 светодиод
§ 1 резистор номиналом 220 Ом
§ 6 проводов «папа-папа»
§ 1 потенциометр
Для дополнительного задания
§ еще 1 светодиод
§ еще 1 резистор номиналом 220 Ом
§ еще 2 провода
Принципиальная схема
Схема на макетке
Обратите внимание
§ Мы подключили «землю» светодиода и переменного резистора (потенциометра) к длинной рельсе «-» макетной платы, и уже ее соединили с входом GND микроконтроллера. Таким образом мы использовали меньше входов и от макетки к контроллеру тянется меньше проводов.
§ Подписи «+» и «-» на макетке не обязывают вас использовать их строго для питания, просто чаще всего они используются именно так и маркировка нам помогает
§ Не важно, какая из крайних ножек потенциометра будет подключена к 5 В, а какая к GND, поменяется только направление, в котором нужно крутить ручку для увеличения напряжения. Запомните, что сигнал мы считываем со средней ножки
§ Для считывания аналогового сигнала, принимающего широкий спектр значений, а не просто 0 или 1, как цифровой, подходят только порты, помеченные на плате как «ANALOG IN» и пронумерованные с префиксом A. Для Arduino Uno — это A0-A5.
Скетч
p030_pot_light.ino
// даём разумные имена для пинов со светодиодом
// и потенциометром (англ potentiometer или просто «pot»)
#define LED_PIN 9
#define POT_PIN A0
void setup()
{
// пин со светодиодом — выход, как и раньше...
pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
//...а вот пин с потенциометром должен быть входом
// (англ. «input»): мы хотим считывать напряжение,
// выдаваемое им
pinMode(POT_PIN, INPUT);
}
void loop()
{
// заявляем, что далее мы будем использовать 2 переменные с
// именами rotation и brightness, и что хранить в них будем
// целые числа (англ. «integer», сокращённо просто «int»)
int rotation, brightness;
// считываем в rotation напряжение с потенциометра:
// микроконтроллер выдаст число от 0 до 1023
// пропорциональное углу поворота ручки
rotation = analogRead(POT_PIN);
// в brightness записываем полученное ранее значение rotation
// делённое на 4. Поскольку в переменных мы пожелали хранить
// целые значения, дробная часть от деления будет отброшена.
// В итоге мы получим целое число от 0 до 255
brightness = rotation / 4;
// выдаём результат на светодиод
analogWrite(LED_PIN, brightness);
}
Пояснения к коду
§ С помощью директивы #define мы сказали компилятору заменять идентификатор POT_PIN на A0 — номер аналогового входа. Вы можете встретить код, где обращение к аналоговому порту будет по номеру без индекса A. Такой код будет работать, но во избежание путаницы с цифровыми портами используйте индекс.
§ Переменным принято давать названия, начинающиеся со строчной буквы.
§ Чтобы использовать переменную, необходимо ее объявить, что мы и делаем инструкцией:
int rotation, brightness;
§ Для объявления переменной необходимо указать ее тип, здесь — int (от англ. integer) — целочисленное значение в диапазоне от -32 768 до 32 767, с другими типами мы познакомимся позднее
§ Переменные одного типа можно объявить в одной инструкции, перечислив их через запятую, что мы и сделали
§ Функция analogRead(pinA) возвращает целочисленное значение в диапазоне от 0 до 1023, пропорциональное напряжению, поданному на аналоговый вход, номер которого мы передаем функции в качестве параметра pinA
§ Обратите внимание, как мы получили значение, возвращенное функцией analogRead(): мы просто поместили его в переменную rotation с помощью оператора присваивания =, который записывает то, что находится справа от него в ту переменную, которая стоит слева
Вопросы для проверки себя
1. Можем ли мы при сборке схемы подключить светодиод и потенциометр напрямую к разным входам GND микроконтроллера?
2. В какую сторону нужно крутить переменный резистор для увеличения яркости светодиода?
3. Что будет, если стереть из программы строчку pinMode(LED_PIN, OUTPUT)? строчку pinMode(POT_PIN, INPUT)?
4. Зачем мы делим значение, полученное с аналогового входа перед тем, как задать яркость светодиода? что будет, если этого не сделать?
Задания для самостоятельного решения
1. Отключите питание платы, подключите к порту 5 еще один светодиод. Измените код таким образом, чтобы второй светодиод светился на 1/8 от яркости первого