Урок №3. Маячок с нарастающей яркостью
К данным урокам для домашнего изучения можно заказать учебный набор.
Стоимость набора 3 200 руб.
Для занятия необходима установленная на компьютерах среда программирования miniBloq и драйвера для Arduino.
|
Макетные провода папа-папа |
Мин. 3 шт |
Контроллер Arduino UNO |
1 шт |
|
|
Светодиод |
1 шт |
Беспаечная макетная плата |
1 шт |
|
|
|
Резистор 220 Ом |
1 шт |
Добрый день, ребята.
На прошлом занятии мы с вами мигали светодиодом и собирали устройство «светофор».
Какие пины мы использовали для подключения светодиодов в прошлый раз? Все верно, цифровые.
А ведь цифровые выводы Arduino могут выдавать только два значения: логический 0 (LOW, низкий уровень, 0В) и логическую 1 (HIGH, высокий уровень, 5В). На то они и цифровые.
Но что же делать, когда нам необходимы другие значения?
Для этого у Ардуино есть «особые» выводы, которые обозначаются PWM.
Их иногда обозначают волнистой чертой "~" или обводят кружочками, или ещё как-то выделяют среди прочих.
PWM расшифровывается как «Pulse-width modulation» или широтно-импульсная модуляция, ШИМ. Давайте найдем эти выводы на нашей плате.
Широтно-импульсно модулированный сигнал — это импульсный сигнал постоянной частоты, но переменной скважности (соотношение длительности импульса и периода его следования).
И из-за того, что большинство физических процессов в природе имеют некоторую инерцию, то резкие перепады напряжения от 1 к 0 будут сглаживаться, принимая некоторое среднее значение, т.е с помощью задания скважности можно менять среднее напряжение на выходе ШИМ.
Если скважность равняется 100%, то всё время на цифровом выходе Arduino будет напряжение логическая «1» или 5 вольт. (Рис.1)
Рис.1 Скважность 100%
Если задать скважность 50%, то половину времени на выходе будет логическая «1», а половину — логический «0», и среднее напряжение будет равняться 2,5 вольтам. И так далее. (Рис. 2)
Рис.2 Примеры скважности
Получается, что мы можем сымитировать аналоговый сигнал на цифровом выходе! Интересно, правда?!
Как же мы это можем использовать? Применений масса! Например, это управление яркостью светодиода, управление скоростью вращения двигателя, управление током транзистора, извлечение звука из пьезоизлучателя.
Давайте попробуем собрать устройство со светодиодом, который будет плавно включаться и выключаться.
Для начала решим, к какому пину мы будем подключать светодиод и какие еще элементы нам понадобятся.
Я выберу пин №5 (он как раз обозначен значком ~), добавлю светодиод и резистор на 220 Ом, чтобы наш светодиод не сгорел.
Теперь соберите вашу схему на макетной плате. (Рис. 3)
Рис.3 Вариант подключения светодиода к цифровому пину 5
Отлично. Следующим этапом нам нужно научить контроллер плавно включать и выключать светодиод, подключенный к нашему цифровому пину. Для этого нам нужно его запрограммировать.
Открываем miniBloq.
Напоминаю, что вам необходимо начать создание программы с установки вечного цикла, иначе ваша программа выполнится 1 раз. (Рис. 4)
Рис.4 Установка вечного цикла
Для того, чтобы задать значение на ШИМ выводе в нашей среде программирования miniBloq надо воспользоваться блоком 
.
Обратите внимание, что блок позволяет выбрать только пины с ШИМ. (Рис.5)
Рис.5 Выбор пина с возможностью использования ШИМ.
В программе miniBloq яркость светодиода (скважность) задаётся в процентах числом от 0 до 100. (Рис.6)
Рис.6 Установка значения ШИМ.
Теперь давайте создадим программу, в которой светодиод будет плавно включаться за 3-4 итерации и плавно выключаться также за 3-4 итерации. (Рис.7)
Рис.7 Программа плавного включения и выключения светодиода.
Вы большие молодцы!
Все поняли? Тогда идем дальше!
