Kontrolli i Ndriçimit, Arduino (me animacione): 7 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:13

Gjatë viteve të fundit kam ndërtuar dy makina pinball (pinballdesign.com) dhe dy kokë robotësh (grahamasker.com) secila e kontrolluar nga Arduinos. Duke pasur një karrierë si inxhinier mekanik jam mirë me hartimin e mekanizmave, megjithatë unë luftoj me programimin. Vendosa të krijoj animacione për të ilustruar disa nga konceptet themelore të Arduino. Mendova se do të më ndihmonte mua dhe të tjerët për t’i kuptuar ato. Një fotografi vlen sa një mijë fjalë dhe një animacion mund të jetë një mijë fotografi!

Pra, këtu është një shpjegim i animuar mbi temën e Kontrollit të Ndriçimit. Animacioni i mësipërm tregon një skemë të një potenciometri të lidhur me një Arduino. Ajo tregon se si rregullimi i pozicionit të potenciometrit mund të ndryshojë shkëlqimin e një led. Unë do të shpjegoj të gjithë elementët e këtij procesi. Për këdo që nuk është i njohur me potenciometra dhe led, do të filloj me ato. Më pas do të shpjegoj pse led duhet të lidhet me një kunj Arduino të aktivizuar me PWM dhe si përdoret funksioni MAP brenda një skice Arduino për të kthyer hyrjen nga potenciometri në një dalje e cila është e përshtatshme për kontrollimin e një led.

Nëse jeni të njohur me leds dhe potenciometra atëherë mund të kaloni pjesët 1 dhe 2.

Hapi 1: RRETH LED -ve

Ilustrimi i majtë më sipër tregon simbolin e qarkut për një led dhe polaritetin e këmbëve të drejtuara. Rryma do të rrjedhë vetëm përmes një LED në një drejtim, kështu që polariteti është i rëndësishëm. Këmba më e gjatë është pozitive. Gjithashtu ka një anë të sheshtë në fllanxhë, kjo është ana negative.

Tensioni dhe Rrjedha

Tensioni i kërkuar nga një LED varion nga rreth 2.2v në 3.2 volt në varësi të ngjyrës së tij. Vlerësimi i tyre aktual është zakonisht 20mA. Për të kufizuar rrymën dhe për të parandaluar mbinxehjen e LED, është e nevojshme të përdorni një rezistencë në seri me secilën LED. Unë rekomandoj rreth 300 Ohm.

Ilustrimi në të djathtë më sipër tregon një mënyrë për të bashkuar një rezistencë në një këmbë të një led dhe për ta izoluar atë me mëngë të zvogëlimit të nxehtësisë.

Hapi 2: POTENTIOMETRI

Në termat Arduino një potenciometër është një sensor. "Sensori" i referohet çdo pajisjeje të jashtme e cila kur lidhet me kunjat e hyrjes mund të ndihet nga Arduino. Ne do të përdorim një potenciometër të lidhur me Arduino, për të kontrolluar shkëlqimin e një LED. Një potenciometër nganjëherë quhet një ndarës i tensionit, i cili mendoj se është një përshkrim më i mirë. Diagrami në të majtë më sipër tregon parimin e një ndarësi të tensionit. Në këtë shembull, një rezistencë lidhet me tokën në njërin skaj dhe mbahet, nga një burim energjie në 5v në skajin tjetër. Nëse një rrëshqitës lëvizet përgjatë rezistorit ai do të jetë në një tension prej 0v në anën e majtë, 5v në skajin e djathtë. Në çdo pozicion tjetër do të jetë në një vlerë midis 0v dhe 5v. Në gjysmë të rrugës, për shembull do të jetë në 2.5V. Nëse rimodelojmë aranzhimin siç tregohet në të djathtën më sipër, atëherë kjo paraqet veprimin e një potenciometri rrotullues.

Hapi 3: QARKU

Ilustrimi i mësipërm tregon se si duhet të lidhim potenciometrin dhe ledin me një Arduino.

Ardunio duhet të ndiejë tensionin që i jepet nga potenciometri. Tensioni ndryshon pa probleme ndërsa rrotullohet potenciometri, është kështu një sinjal analog dhe prandaj duhet të lidhet me një kunj analog të hyrjes në Arduino. Tensioni në këtë kunj do të lexohet nga Arduino çdo herë që programi e kërkon atë përmes funksionit "analogRead".

Arduino ka vetëm kunja dalëse dixhitale. Megjithatë ato kunjat me një tildë (~) pranë tyre simulojnë një dalje analoge që është e përshtatshme për të kontrolluar shkëlqimin e një Led. Ky proces quhet Pulse Width Modulation (PWM) dhe shpjegohet përmes animacionit tjetër, Hapi 4.

Hapi 4: PWM

PWM, Modulimi i Gjerësisë së Pulsit

Siç u përmend më parë, kunjat me një tilda, "~" pranë tyre janë kunjat PWM. Për shkak se kunjat janë dixhitale ato mund të jenë vetëm në 0v ose 5v, megjithatë me PWM ato mund të përdoren për të zbehur një LED ose për të kontrolluar shpejtësinë e një motori. Ata e bëjnë këtë duke furnizuar 5v në një LED, por duke e pulsuar atë midis 0v dhe 5v në 500 Hz (500 herë në sekondë) dhe duke shtrirë ose zvogëluar kohëzgjatjen e secilit element 0v dhe 5v të pulsit. Ndërsa LED sheh një impuls më të gjatë 5v sesa një impuls 0v, atëherë ai bëhet më i ndritshëm. Në programin tonë, ne përdorim funksionin analogueWrite () për të nxjerrë një "valë katrore" PWM. Ajo ka 256 rritje, Zero që jep një cikël detyre 0% dhe 255 japin 100% "cikël detyre", pra 5 volt të vazhdueshëm. Kështu 127 do të jepte një cikël pune 50%, gjysmën e kohës në 0v dhe gjysmën e kohës në 5v. Animacioni i mësipërm tregon se si ndërsa cikli i punës shtrihet drejt 100%, atëherë led -i bëhet më i ndritshëm.

Hapi 5: PROGRAMI (Skica ARDUINO)

Videoja e mësipërme kalon përmes një programi (skice) që mund të përdoret për të kontrolluar shkëlqimin e një led duke përdorur një potenciometër. Qarku është i njëjtë me atë të treguar në hapin 3.

Nëse e shihni këtë video për të lexuar me shpejtësi (ose të ngadaltë), atëherë mund ta rregulloni shpejtësinë e saj Në anën e djathtë të shiritit të poshtëm të kontrollit është një simbol i formuar si një rrotë ingranazhi (disa herë me një etiketë të kuqe "HD" në të.) Nëse klikohet do të shfaqet një menu e cila përfshin "shpejtësinë e riprodhimit".

Sigurisht, do të ishte më mirë nëse mund të klikoni një buton për të kaluar nëpër secilën linjë të programit me shpejtësinë tuaj, megjithatë për fat të keq nuk është e mundur të sigurohet ajo metodë ndërvepruese këtu. Nëse preferoni ta përdorni atë metodë për këtë temë dhe shumë tema të tjera Arduino, atëherë ekziston një version paraprak falas i një libri elektronik interaktiv/të animuar i disponueshëm në animatedarduino.com

Ekziston një veçori në program që mendoj se ka nevojë për më shumë shpjegim: në linjën 14 përdoret funksioni "hartë". Ekziston një shpjegim për qëllimin e tij më tej, në hapin 6

Hapi 6: HARTA

Ne kemi potenciometrin të lidhur me një kunj analog. Tensioni i potenciometrit ndryshon midis 0v dhe 5v. Ky varg është regjistruar në procesor në 1024 rritje. Kur vlera hyrëse përdoret për të krijuar një dalje përmes një kunj dixhital të aktivizuar me PWM, kjo diapazon duhet të përputhet në intervalin e daljes së një kunj dixhital. Kjo ka 255 rritje. Funksioni i hartës përdoret për këtë qëllim dhe siguron një dalje e cila është proporcionale me hyrjen.

Videoja e mësipërme e ilustron këtë.

Hapi 7: Arduino e animuar

Imazhet në këtë Udhëzues janë marrë nga ebook -i im Animated Arduino i cili është i disponueshëm në www.animatedarduino.com në të cilin synoj të siguroj një kuptim më të mirë të disa prej koncepteve të hasura gjatë mësimit të programimit të Arduino.

Ekziston një kopje paraprake falas e ebook në dispozicion në faqen e internetit e cila ju lejon të përjetoni natyrën ndërvepruese të librit. Icallyshtë në thelb një koleksion i faqeve mostër dhe kështu heq shumë shpjegime. Ai përfshin faqe mostër që ju lejojnë të klikoni butonat që ju kalojnë nëpër secilën rresht të një programi dhe të shihni komentet përkatëse. Faqet e tjera kanë animacione video dhe përmbajtje audio që mund t'i kontrolloni. Një faqe e përmbajtjes përfshihet në mënyrë që të shihni se çfarë përmban botimi i plotë.