பாடம் 98-9: ஆர்டினோ அல்லது பொட்டென்ஷியோமீட்டருடன் நடைபாதை விளக்கைப் பயன்படுத்தி LED மின்னழுத்த நிலை மீட்டர்

இந்த திட்டம் ஐந்து LED களை பார்-கிராஃப் காட்சியாகப் பயன்படுத்தும் மின்னழுத்த நிலை அளவீட்டை எவ்வாறு உருவாக்குவது என்பதைக் காட்டுகிறது, இது முழுவதுமாக ஒரு Arduino மற்றும் ஒரு பொட்டென்ஷியோமீட்டரால் இயக்கப்படுகிறது. நீங்கள் குமிழியைச் சுழற்றும்போது, Arduino ஒரு அனலாக் பின்னில் மாறிவரும் மின்னழுத்தத்தைப் படித்து ஒவ்வொரு வோல்ட்டுக்கும் ஒரு LED ஐ ஒளிரச் செய்கிறது, எனவே ஒளி வரிசை குமிழியுடன் உண்மையில் "நடந்து" மேலும் கீழும் நகர்கிறது. அனலாக் உள்ளீட்டைப் புரிந்துகொள்வதற்கான தெளிவான வழிகளில் இதுவும் ஒன்று, ஏனெனில் அனலாக்-முதல்-டிஜிட்டல் மாற்றம் நிகழ்வதை ஒரு இயற்பியல் ஒளிப் பட்டையாக நேரடியாகக் காண முடியும்.

இங்குள்ள நடைமுறை மதிப்பு ஒரு ஒளி நிகழ்ச்சியை விட மிக அதிகம். அளவிடப்பட்ட மின்னழுத்தத்தை வெளியீடுகளின் தொகுப்பிற்கு எவ்வாறு வரைபடமாக்குவது என்பதை நீங்கள் புரிந்துகொண்டால், அதே முறையை உண்மையான கருவியாக்கத்திற்கு மீண்டும் பயன்படுத்தலாம். உதாரணமாக, நீங்கள் உருவாக்கலாம்:

• 12 V அல்லது USB பவர் பேங்கின் மீதமுள்ள திறனை LED வரிசையாகக் காட்டும் பேட்டரி சார்ஜ் காட்டி.
• ஆழத்திற்கு விகிதாசார மின்னழுத்தத்தை ஒரு மிதவை சென்சார் வெளியிடும் நீர்த்தொட்டி நிலை அளவி.
• LM35 போன்ற அனலாக் வெப்பநிலை சென்சாரைப் பயன்படுத்தும் வெப்பநிலை பார் காட்சி.
• வானொலி பெறுப்பான் அல்லது பெருக்கிக்கான சிக்னல்-வலிமை அல்லது ஒலி-நிலை அளவி.
• எந்த 0–5 V அனலாக் மாற்றியத்திற்கும் (அழுத்தம், ஒளி, நிலை) எளிய சென்சார் வாசிப்பு.
• மல்டிமீட்டர் திரை இல்லாமல் மின்சார தண்டவாளங்களைச் சரிபார்க்க ஒரு பெஞ்ச்-டெஸ்ட் மின்னழுத்த ஆய்வு.

வரம்புகள் பலகை மின்னழுத்தத்தின் சதவீதங்களாகக் கணக்கிடப்படுவதால், Uno மற்றும் Mega போன்ற 5 V பலகைகளிலும், ஒரே வரி மாற்றத்துடன் 3.3 V பலகைகளிலும் இதே குறியீடு செயல்படும்.

வன்பொருள் மற்றும் கூறுகள்

பாகங்கள் பட்டியல் வேண்டுமென்றே குறைவாக வைக்கப்பட்டுள்ளது, எல்லாமே வீடியோவின் ஆரம்பப் பகுதியில் விளக்கப்பட்டுள்ளன (வீடியோவில் 01:54 இல்). உங்களுக்குத் தேவை:

• ஒரு Arduino பலகை (Uno, Nano, அல்லது Mega).
• ஐந்து LED கள், பார் தெளிவாகத் தெரிய ஒரே நிறமாக இருப்பது சிறந்தது, இருப்பினும் கலப்பு நிறங்களும் நன்றாக வேலை செய்யும்.
• ஐந்து மின்னோட்டத்தைக் கட்டுப்படுத்தும் மின்தடையங்கள். பயிற்சியில் 1 kΩ மின்தடையங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, ஆனால் சுமார் 300 Ω முதல் 1 kΩ வரை எதுவும் வேலை செய்யும்; அதிக மதிப்புகள் LED களை மங்கலாக்கும் (வீடியோவில் 05:33 இல்).
• ஒரு பொட்டென்ஷியோமீட்டர். சுழல் குமிழி வகை மற்றும் ஸ்லைடு வகை இரண்டும் விளக்கப்பட்டுள்ளன (வீடியோவில் 02:19 இல்).
• ஒரு பிரெட்போர்டு மற்றும் ஜம்பர் கம்பிகள்.

LED பற்றிய ஒரு விரைவான குறிப்பு, ஏனெனில் இது வயரிங்கிற்கு முக்கியம்: ஒரு LED ஒரு டையோடு, எனவே இது ஒரு திசையில் மட்டுமே கடத்தும். பிளாஸ்டிக் உடலின் தட்டையான பக்கம், மற்றும் குறுகிய கால், கேத்தோடு (எதிர்மறை). நீளமான கால் அனோடு (நேர்மறை). பயிற்சி இந்த குறியீடு மற்றும் இயற்பியல் வடிவத்தை விரிவாக விளக்குகிறது (வீடியோவில் 02:39 இல்).

மின்தடை மதிப்பு தன்னிச்சையானது அல்ல. ஒரு LED சுமார் 2 V ஐக் குறைக்கிறது, மேலும் சிறிய 3 mm மற்றும் 5 mm வகைகள் சுமார் 10 mA ஐ இழுக்கின்றன. 5 V விநியோகத்துடன், மீதமுள்ள 3 V மின்தடையின் குறுக்கே குறைக்கப்பட வேண்டும், எனவே ஓம் விதி R = 3 V / 0.01 A = 300 Ω எனத் தருகிறது. அதுவே அதிகபட்ச பிரகாசத்திற்கான மதிப்பு; 1 kΩ பயன்படுத்துவது பாதுகாப்பான, சற்று மங்கலான தேர்வு (வீடியோவில் 04:41 இல்).

வயரிங் வழிகாட்டி

வயரிங்கின் LED பகுதி முந்தைய நடக்கும்-ஒளி திட்டத்திற்கு ஒத்ததாகும்: ஒவ்வொரு LED அனோடும் அதன் சொந்த டிஜிட்டல் பின்னுடன் இணைகிறது, மேலும் ஒவ்வொரு கேத்தோடும் ஒரு மின்தடை வழியாக பொதுவான தரை தண்டவாளத்திற்குச் செல்கிறது. பயிற்சியில் LED கள் 7, 6, 5, 4, மற்றும் 3 பின்களுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளன (வீடியோவில் 43:04 இல்).

பொட்டென்ஷியோமீட்டர் மட்டுமே புதிய பகுதி. அதன் இரண்டு வெளிப்புற பின்கள் இரண்டு மின்சார தண்டவாளங்களுக்குச் செல்கின்றன — ஒரு வெளிப்புற பின் தரைக்கு, மற்றொன்று 5 V க்கு (அல்லது நீங்கள் 3.3 V அமைப்பை அளவிடுகிறீர்கள் என்றால் 3.3 V). நடுப் பின், வைப்பர் எனப்படும், வெளியீடு ஆகும், மேலும் இது அனலாக் பின் A0 உடன் இணைக்கப்பட வேண்டும் (வீடியோவில் 43:30 இல்). வைப்பர்தான் மாறிவரும் மின்னழுத்தத்தை உருவாக்குகிறது: நீங்கள் குமிழியைச் சுழற்றும்போது, வைப்பர் ஒரு மின்தடை பாதையில் சறுக்கி, அது வழங்கும் மின்னழுத்தம் இரண்டு தண்டவாளங்களுக்கு இடையே மென்மையாக மாறுகிறது.

ஒரு முக்கியமான விவரம்: சுற்று இயங்கும்போது பொட்டென்ஷியோமீட்டரை அகற்றினால், அனலாக் பின் மிதந்த நிலையில் விடப்படும், LED கள் தோராயமாக மின்னும். அந்த நடத்தை வீடியோவில் விளக்கப்பட்டுள்ளது (வீடியோவில் 48:52 இல்), மேலும் ஒரு அனலாக் உள்ளீட்டிற்கு எப்போதும் ஒரு வரையறுக்கப்பட்ட மின்னழுத்த மூலம் தேவை என்பதை இது நினைவூட்டுகிறது.

குறியீடு விளக்கம்

குறியீடு குறுகியது, அதில் பெரும்பாலானவை நேரடியானவை, எனவே இந்தப் பகுதி நீங்கள் மாற்ற விரும்பும் பகுதிகளில் மட்டுமே கவனம் செலுத்துகிறது. இந்த அமைப்புகள் அனைத்தும் ஸ்கெட்சின் மேல் பகுதியில் உள்ளன.

பின் வரையறைகள். LED கள் மற்றும் பொட்டென்ஷியோமீட்டர் எந்த பின்களுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளன என்பதை இவை Arduino க்குச் சொல்கின்றன. நீங்கள் LED களை வேறுவிதமாக இணைத்திருந்தால், இந்த எண்களைப் பொருத்தமாக மாற்றவும் — வரிசை முக்கியம், ஏனெனில் LED1 மிகக் குறைந்த வரம்பு மற்றும் LED5 மிக உயர்ந்த வரம்பு.

const int potPin = A0;//define a pin to connect potentiometer
const int LED1 = 7;
const int LED2 = 6;
const int LED3 = 5;
const int LED4 = 4;
const int LED5 = 3;

போர்டு மின்னழுத்தம். இதுவே சரியாக அமைக்க வேண்டிய மிக முக்கியமான மதிப்பு. ஒவ்வொரு வரம்பும் இதைக் கணக்கிடுவதற்கான அடிப்படையாகும். Uno அல்லது Mega-வுக்கு இதை 5.0 எனவும், 3.3 V Nano அல்லது அதுபோன்ற போர்டுக்கு 3.3 எனவும் அமைக்கவும். தவறாக விட்டால், ஒவ்வொரு LED-யும் தவறான மின்னழுத்தத்தில் இயங்கும் (வீடியோவில் 44:19-ல்).

float boardVoltage= 5.0;//for UNO and MEGA 5.0V for Nano either 5V or 3.3V

சீரியல் மின்னழுத்தக் காட்சி. அளவிடப்பட்ட மின்னழுத்தத்தை 9600 baud-ல் சீரியல் மானிட்டரில் அச்சிட இதை true என அமைக்கவும், இது அளவீடு செய்யும்போது மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும். எல்லாம் சரியாக வேலை செய்தபின் வெளியீட்டை நிறுத்த இதை false என அமைக்கவும்.

boolean showVoltage = true;//true or false to read voltage in serial monitor

மாற்றம் எவ்வாறு செயல்படுகிறது. Arduino-வின் அனலாக்-டு-டிஜிட்டல் மாற்றி 0 முதல் 1023 வரையிலான எண்ணைத் திருப்பித் தருகிறது, ஏனெனில் இது 10-பிட் மாற்றி (2¹⁰ = 1024 படிகள்). குறியீடு அந்த மூல எண்ணை போர்டு மின்னழுத்தத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டு உண்மையான மின்னழுத்தமாக மாற்றுகிறது. Due போன்ற 12-பிட் போர்டுக்கு மாறினால், 4095-ஆல் வகுக்க வேண்டும் என்பதை நினைவில் கொள்ள வேண்டிய வரி இதுவே.

int sensorValue = analogRead(A0);
float voltage = sensorValue * (boardVoltage / 1023.0);

வரம்பு தர்க்கம். மின்னழுத்தங்களை நேரடியாக குறியிடுவதற்குப் பதிலாக, ஒவ்வொரு படியும் போர்டு மின்னழுத்தத்தின் சதவீதமாக வெளிப்படுத்தப்படுகிறது. 95% அல்லது அதற்கு மேல், ஐந்து LED-களும் ஒளிரும்; 80%-க்கு மேல் நான்கு மட்டும்; இப்படியே 20% வரை, அங்கு ஒரு LED ஒளிரும். இந்த சதவீத அணுகுமுறையே, ஒப்பீடுகளை மீண்டும் எழுதாமல் 5 V மற்றும் 3.3 V போர்டுகளுக்கு இடையே ஸ்கெட்சை எடுத்துச் செல்லக்கூடியதாக ஆக்குகிறது.

if (voltage >= boardVoltage*0.95)
{
      digitalWrite(LED1, HIGH);
      digitalWrite(LED2, HIGH);
      digitalWrite(LED3, HIGH);
      digitalWrite(LED4, HIGH);
      digitalWrite(LED5, HIGH);
}

குறியீடு else if-ஐப் பயன்படுத்துவதால், லூப்பின் ஒவ்வொரு சுற்றிலும் சரியாக ஒரு கிளை மட்டுமே இயங்கும், எனவே ஒரே நேரத்தில் சரியான எண்ணிக்கையிலான LED-கள் மட்டுமே ஒளிரும். ஒவ்வொரு லூப்பின் முடிவிலும் உள்ள 50 ms தாமதம் காட்சி மினுமினுப்பதைத் தடுக்கிறது.

நேரடி திட்டம் மற்றும் செயல்விளக்கம்

ஸ்கெட்சை பதிவேற்றிய பின், 9600 baud-ல் சீரியல் மானிட்டரைத் திறந்து குமிழை மெதுவாகத் திருப்பவும். அச்சிடப்பட்ட மின்னழுத்தமும் LED பட்டையும் ஒன்றையொன்று நெருக்கமாகப் பின்தொடர்கின்றன: சுமார் 1 V-ல் ஒரு LED ஒளிரும், 2 V-ல் இரண்டு ஒளிரும், இப்படியே சுமார் 4.8 V வரை ஐந்தும் ஒளிரும் (வீடியோவில் 47:37-ல்). அளவீடுகள் எதிர்பார்க்கப்பட்ட மதிப்பின் சில நூறில் ஒரு வோல்ட் அளவுக்குள் இருக்கின்றன, இது 10-பிட் மாற்றிக்கு மிகச்சிறப்பானது.

படிகள் சற்று சீரற்றதாகத் தோன்றினால், அது பொதுவாக குறியீடு அல்ல, மின்தடையங்களே. சாதாரண கார்பன்-பிலிம் மின்தடையங்கள் 10% சகிப்புத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளன, அதேசமயம் நீல மெட்டல்-பிலிம் வகைகள் பொதுவாக 1% மற்றும் கணிசமாக இறுக்கமான, துல்லியமான படிகளைத் தருகின்றன (வீடியோவில் 48:18-ல்).

சுழல் பொட்டென்ஷியோமீட்டருக்குப் பதிலாக ஸ்லைடு பொட்டென்ஷியோமீட்டரைப் பயன்படுத்தினாலும், நேரியல் உணர்வுடன் அதே நடத்தையைப் பெறலாம், இது மீட்டரை ஒரு பேனலில் பொருத்தத் திட்டமிட்டால் ஒரு நல்ல விருப்பம் (வீடியோவில் 49:07-ல்).

குமிழுக்குப் பதிலாக ஒளியை கைமுறையாக நகர்த்த விரும்பினால், அது Lesson 98-8: Walking Light with Push Button and LEDs with Arduino-ல் விவரிக்கப்பட்டுள்ளது. LED-கள் தாமாகவே தங்கள் சொந்த நேரத்தில் நடக்க வேண்டும் என்றால், Lesson 98-7: Walking Light Using Arduino and 5 LEDs-ஐப் பார்க்கவும்.

இந்த வீடியோவின் தொடர்புடைய திட்டங்கள்

• 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 98-3: How to Turn On/Off a Toggle 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 98-10: Arduino Traffic Light

அத்தியாயங்கள்

• [00:00] 10 LED திட்டங்களின் மேலோட்டம்
• [02:29] LED அடிப்படைகள், குறியீடுகள், மற்றும் மின்தடை கணக்கீடு
• [42:25] LED மின்னழுத்த நிலை மீட்டருக்கான அறிமுகம்
• [43:04] LED-கள் மற்றும் பொட்டென்ஷியோமீட்டரை இணைத்தல்
• [43:54] மின்னழுத்த பட்டை குறியீட்டை விளக்குதல்
• [44:19] போர்டு மின்னழுத்த அடிப்படையை அமைத்தல்
• [46:00] வரம்பு தர்க்கம் மற்றும் சதவீத படிகள்
• [47:14] செயல்விளக்கம்: LED பட்டையுடன் மின்னழுத்தத்தைப் படித்தல்
• [48:18] மின்தடை சகிப்புத்தன்மை மற்றும் துல்லியம்
• [49:07] ஸ்லைடு பொட்டென்ஷியோமீட்டரைப் பயன்படுத்துதல்