第98-3課：點樣用Arduino同按鈕開關去開/閂一個切換式LED

第98-3課：點樣用Arduino同按鈕開關去開/閂一個切換式LED

按鈕開關周圍都係——遙控器、電器同控制面板——而當一個掣要負責多過一個功能嗰陣，你就需要切換邏輯。呢個項目會示範點樣令一個按鈕第一次撳就開着 LED，再撳就熄咗佢，咁燈就會保持喺你上次撳完嗰個狀態。嗰種「撳一下鎖定，再撳一下解除」嘅行為，就係你將來幾乎所有選單按鈕、電源開關同模式選擇器嘅基礎。

一旦你明白咗切換邏輯，同一套程式碼模式就可以擴展到真實硬件。你可以用佢嚟：

• 用一個面板按鈕切換控制交流電燈或者枱燈嘅繼電器。
• 用一個按鈕而唔係兩個嚟啟動同停止摩打或者水泵。
• 喺裝置上循環切換運作模式（例如慢 / 快 / 關）。
• 建立一個鎖定式警報，佢會一直開着直到有人確認。
• 為音響項目整一個靜音按鈕，佢會記住自己嘅狀態。
• 作為電池供電小工具嘅軟電源開關，取代機械開關。

導師喺影片入面直接指出呢一點（影片 19:52 位置）：呢個項目其實完全唔係關於 LED——而係關於切換技巧，你可以將佢指向繼電器、摩打驅動器或者任何其他輸出。

硬件同組件

零件清單刻意做到最精簡，所以如果你啱啱開始，呢個係一個好項目。你需要：

• 一塊 Arduino 板——Uno、Nano 或者 Mega 都用到。
• 一粒 LED，3 mm 或者 5 mm，任何顏色。
• 一粒俾 LED 用嘅電阻，由 200 Ω 到 1000 Ω 都可以。逐字稿解釋咗原因（影片 03:49 位置）：一粒 LED 大約降 2 V 並且食大約 10 mA，所以喺 5 V 供電下，剩低嗰 3 V 必須由電阻降走。歐姆定律得出 3 V ÷ 0.01 A = 300 Ω，而由 300 Ω 到 1000 Ω 之間任何值都行——數值越高只會令 LED 越暗。
• 一個按鈕開關。影片展示咗細嘅四腳輕觸式型號同長腳版本（影片 12:43 位置）。如果你冇按鈕，普通開關都一樣得——只要搵到接通同斷開電路嗰兩個端子就得。
• 一塊麵包板同幾條杜邦跳線。

影片入面一個實用貼士（影片 07:50 位置）：四腳輕觸式按鈕有兩對內部相連嘅腳。用萬用錶嘅通斷模式搵出邊兩隻腳會一齊響——嗰啲就係開關嘅一邊。將一邊接到輸入腳，另一邊接到地。

接線指南

接線同簡單 LED 加按鈕電路一樣，只係加咗個按鈕喺上面。LED 嘅陽極（長腳）接到腳 3，而佢嘅陰極（短腳，喺外殼平嗰邊）透過電阻接到地。按鈕接喺腳 2 同地之間——唔需要其他嘢，因為程式碼會啟用 Arduino 嘅內部上拉電阻。

嗰個內部上拉值得了解一下：冇佢嘅話，浮空嘅輸入腳會讀到隨機雜訊。啟用 INPUT_PULLUP 會喺按鈕開路時將隻腳保持喺 5 V，而撳按鈕就會將佢拉低到 0 V。呢個就係點解程式碼會將 LOW 讀數當作「撳咗」——同一個普通接去地嘅開關加外部電阻相比，邏輯係反轉嘅。

程式碼解釋

完整 sketch 喺呢篇文章下面有得睇。呢度我哋會集中講你真正想改嘅部分。

喺檔案頂部，兩個腳位指派定義為常數。如果你將電線移到唔同腳位，呢度就係你唯一需要改嘅地方：

const int pushButtonPin = 2;//define a pin number for push button
const int LEDPin = 3;//define a pin that is connected to LED

跟住係三個狀態變數。你通常唔需要改呢啲，但知道佢哋做乜會有幫助：

int pushButtonStatus = 0; // push value from pin 2
int lightStatus = 0;//light status
int pushed = 0;//push status

pushButtonStatus 每次行迴圈嗰陣都會儲存按鈕引腳嘅原始讀數。lightStatus 就記住上一次按鈕引腳讀到嘅嘢，噉樣個 sketch 就可以偵測到啱啱撳落去嗰一刻，而唔係一路不停咁反應。pushed 就係真正嘅切換旗標 — 佢喺 0 同 1 之間跳嚟跳去，決定粒 LED 應該着定係熄。

個切換本身用咗一個好巧妙嘅算術技巧（喺影片 18:30 度）。用一減去個旗標就會將佢反轉：1 - 0 得出 1，而 1 - 1 就得出 0。所以每次偵測到新嘅一撳，一行就搞掂個狀態切換：

pushed = 1-pushed;//toggle the pushed value
delay(100);//give some time for finger to press

嗰 100 ms 嘅延遲係要畀你隻手指離開粒按鈕。冇咗佢嘅話，一次物理上嘅撳掣可能會被計好多次。如果你粒按鈕感覺唔可靠，或者你隻手指震震哋，就加大呢個數值（喺影片 40:39 度）。

觸發切換嘅條件就係成個 sketch 嘅關鍵。佢淨係喺按鈕唔係被撳住（HIGH，因為有上拉電阻）而且上一次讀數係 LOW 嗰陣先至會觸發 — 即係話粒按鈕啱啱撳完放開咗：

if(pushButtonStatus == HIGH && lightStatus == LOW){
  pushed = 1-pushed;//toggle the pushed value
  delay(100);//give some time for finger to press
}

最後，粒 LED 就由個切換旗標嚟驅動，而當前嘅按鈕讀數就會儲起留返下次比較用：

lightStatus = pushButtonStatus;
if(pushed == HIGH){
  Serial.println("Light ON");
  digitalWrite(LEDPin, HIGH); //turn the LED ON
}else{
  Serial.println("Light OFF");
  digitalWrite(LEDPin, LOW);//turn the LED OFF
}

你亦都可以開個 Serial Monitor，set 做 9600 baud，噉你就可以喺撳掣嗰陣睇住 "Light ON" 同 "Light OFF" 嘅訊息。

即場示範

喺影片度（喺影片 19:41 度）你可以睇到實際嘅行為：第一次撳會着咗粒 LED，而且放開手指之後佢都會繼續着住。下一次撳就會熄咗佢，而且佢會繼續熄住。唔需要㩒住粒按鈕，呢個就正正係呢個 project 同 Lesson 98-2: How to Turn On and Off an LED Using a Push Button with Arduino 入面講嗰個簡單啲嘅「㩒住先着」版本嘅分別。

影片亦都指出你可以將粒 LED 換做繼電器模組嚟切換市電供電嘅裝置，或者換做摩打驅動器嚟開同停一個摩打。個切換邏輯唔會變 — 淨係得個輸出裝置變咗。

同一條影片入面展示嘅其他變化 — 令 LED 漸變、搖搖板圖案、走馬燈、電壓條錶、同交通燈 — 每一個都喺佢自己嘅教學入面有講，下面有連結。

呢條影片嘅相關 project

• Lesson 98-1: How to Turn On and Off an LED with Arduino
• Lesson 98-2: How to Turn On and Off an LED Using a Push Button with Arduino
• Lesson 98-4: Fading an LED Light Using Arduino: Brightness Control
• Lesson 98-5: Fade Light When a Button Is Pressed Using Arduino
• Lesson 98-6: Seesaw LED Game with Arduino
• Lesson 98-7: Walking Light Using Arduino and 5 LEDs
• Lesson 98-8: Walking Light with Push Button and LEDs with Arduino
• Lesson 98-9: LED Voltage Level Meter Using Arduino or walking light with potentiometer
• Lesson 98-10: Arduino Traffic Light

章節

• [00:00] 10 個 LED project 概覽
• [01:00] Arduino 逐步教學課程簡介
• [02:29] LED 基礎：符號、陽極、陰極、同電阻計算
• [05:53] Project 1：着同熄一粒 LED
• [12:43] Project 2：按鈕控制 LED
• [17:13] Project 3：按鈕切換 LED 着同熄
• [20:12] Project 4：令 LED 漸變
• [23:20] Project 5：用按鈕令 LED 漸變
• [27:32] Project 6：兩粒 LED 嘅搖搖板
• [30:47] Project 7：五粒 LED 嘅走馬燈
• [36:41] Project 8：用按鈕推進嘅走馬燈
• [42:25] Project 9：用電位器嘅 LED 電壓電平錶
• [49:25] Project 10：Arduino 交通燈

圖片

push-button-and-finger

Arduino schematic for LED

Arduino wiring for LED with a push button switch

Arduino schematic for LED with a push button switch

LED-5mm-green

LED 連電阻喺麵包板上，連接到 Arduino 同一個按鈕

push-button-and-finger

Arduino schematic for LED

Arduino wiring for LED with a push button switch

Arduino schematic for LED with a push button switch

LED-5mm-green

LED 連電阻喺麵包板上，連接到 Arduino 同一個按鈕

This code has not been parsed yet. Please return to the admin panel to parse it.