Эксперимент 2. Маячок с нарастающей яркостью
← Маячок | Оглавление | Светильник с управляемой яркостью →
В этом эксперименте мы задаем различные уровни яркости светодиода.
Прочтите перед выполнением
§ Широтно-импульсная модуляция
Список деталей для эксперимента
§ 1 плата Arduino Uno
§ 1 беспаечная макетная плата
§ 1 светодиод
§ 1 резистор номиналом 220 Ом
§ 2 провода «папа-папа»
Для дополнительного задания
§ еще 1 светодиод
§ еще 1 резистор номиналом 220 Ом
§ еще 2 провода
Принципиальная схема
Схема на макетке
Обратите внимание
§ Не любой порт Arduino поддерживает широтно-импульсную модуляцию, если вы хотите регулировать напряжение, вам подойдут пины, помеченные символом тильда «~». Для Arduino Uno это пины 3, 5, 6, 9, 10, 11
Скетч
p020_pulse_light.ino
// даём разумное имя для пина №9 со светодиодом
// (англ. Light Emitting Diode или просто «LED»)
// Так нам не нужно постоянно вспоминать куда он подключён
#define LED_PIN 9
void setup()
{
// настраиваем пин со светодиодом в режим выхода,
// как и раньше
pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
}
void loop()
{
// выдаём неполное напряжение на светодиод
// (он же ШИМ-сигнал, он же PWM-сигнал).
// Микроконтроллер переводит число от 0 до 255 к напряжению
// от 0 до 5 В. Например, 85 — это 1/3 от 255,
// т.е. 1/3 от 5 В, т.е. 1,66 В.
analogWrite(LED_PIN, 85);
// держим такую яркость 250 миллисекунд
delay(250);
// выдаём 170, т.е. 2/3 от 255, или иными словами — 3,33 В.
// Больше напряжение — выше яркость!
analogWrite(LED_PIN, 170);
delay(250);
// все 5 В — полный накал!
analogWrite(LED_PIN, 255);
// ждём ещё немного перед тем, как начать всё заново
delay(250);
}
Пояснения к коду
§ Идентификаторы переменных, констант, функций (в этом примере идентификатор LED_PIN) являются одним словом (т.е. нельзя создать идентификатор LED PIN).
§ Идентификаторы могут состоять из латинских букв, цифр и символов подчеркивания _. При этом идентификатор не может начинаться с цифры.
PRINT // верно
PRINT_3D // верно
MY_PRINT_3D // верно
_PRINT_3D // верно
3D_PRINT // ошибка
ПЕЧАТЬ_3Д // ошибка
PRINT:3D // ошибка
§ Регистр букв в идентификаторе имеет значение. Т.е. LED_PIN, LED_pin и led_pin с точки зрения компилятора — различные идентификаторы
§ Идентификаторы, создаваемые пользователем, не должны совпадать с предопределенными идентификаторами и стандартными конструкциями языка; если среда разработки подсветила введенный идентификтор каким-либо цветом, замените его на другой
§ Директива #define просто говорит компилятору заменить все вхождения заданного идентификатора на значение, заданное после пробела (здесь 9), эти директивы помещают в начало кода. В конце данной директивы точка с запятой; не допустима
§ Названия идентификаторов всегда нужно делать осмысленными, чтобы при возвращении к ранее написанному коду вам было ясно, зачем нужен каждый из них
§ Также полезно снабжать код программы комментариями: в примерах мы видим однострочные комментарии, которые начинаются с двух прямых слэшей // и многострочные, заключённые между /* */
// однострочный комментарий следует после двойного слеша до конца строки
/* многострочный комментарий
помещается между парой слеш-звездочка и звездочка-слеш */
комментарии игнорируются компилятором, зато полезны людям при чтении давно написанного, а особенно чужого, кода
§ Функция analogWrite(pin, value) не возвращает никакого значения и принимает два параметра:
o pin — номер порта, на который мы отправляем сигнал
o value — значение скважности ШИМ, которое мы отправляем на порт. Он может принимать целочисленное значение от 0 до 255, где 0 — это 0%, а 255 — это 100%
Вопросы для проверки себя
1. Какие из следующих идентификаторов корректны и не вызовут ошибку?
§ 13pin
§ MOTOR_1
§ контакт_светодиода
§ sensor value
§ leftServo
§ my-var
§ distance_eval2
2. Что произойдет, если создать директиву #define HIGH LOW?
3. Почему мы не сможем регулировать яркость светодиода, подключенного к порту 7?
4. Какое усреднённое напряжение мы получим на пине 6, если вызовем функцию analogWrite(6, 153)?
5. Какое значение параметра value нужно передать функции analogWrite, чтобы получить усреднённое напряжение 2 В?
Задания для самостоятельного решения
1. Отключите питание, отключите светодиод от 9-го порта и подключите к 11-му. Измените программу так, чтобы схема снова заработала
2. Измените код программы так, чтобы в течение секунды на светодиод последовательно подавалось усреднённое напряжение 0, 1, 2, 3, 4, 5 В
3. Возьмите еще один светодиод, резистор на 220 Ом и соберите аналогичную схему на этой же макетке, подключив светодиод к пину номер 3 и другому входу GND, измените программу так, чтобы светодиоды мигали в противофазу: первый выключен, второй горит максимально ярко и до противоположного состояния