سبق 98-9: آرڈوینو کا استعمال کرتے ہوئے ایل ای ڈی وولٹیج لیول میٹر یا پوٹینشیومیٹر کے ساتھ چلتی روشنی

یہ پروجیکٹ آپ کو دکھاتا ہے کہ وولٹیج لیول میٹر کیسے بنایا جائے جو پانچ LEDs کو بار-گراف ڈسپلے کے طور پر استعمال کرتا ہے، جو مکمل طور پر ایک Arduino اور ایک واحد پوٹینشیومیٹر سے چلتا ہے۔ جب آپ نوب کو گھماتے ہیں، تو Arduino ایک اینالاگ پن پر بدلتے ہوئے وولٹیج کو پڑھتا ہے اور فی وولٹ ایک LED روشن کرتا ہے، لہذا روشنیوں کی قطار نوب کے ساتھ لفظی طور پر اوپر اور نیچے "چلتی" ہے۔ یہ اینالاگ ان پٹ کو سمجھنے کے واضح ترین طریقوں میں سے ایک ہے، کیونکہ آپ اینالاگ-سے-ڈیجیٹل تبدیلی کو حقیقی وقت میں ایک جسمانی لائٹ بار کے طور پر ہوتے ہوئے دیکھ سکتے ہیں۔

یہاں عملی اہمیت صرف ایک لائٹ شو سے کہیں زیادہ ہے۔ ایک بار جب آپ سمجھ جائیں کہ ماپا گیا وولٹیج آؤٹ پٹس کے ایک سیٹ سے کیسے میپ کیا جائے، تو آپ حقیقی آلات کے لیے بالکل وہی پیٹرن دوبارہ استعمال کر سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر، آپ بنا سکتے ہیں:

• ایک بیٹری چارج انڈیکیٹر جو 12 V یا USB پاور بینک کی باقی صلاحیت کو LEDs کی قطار کے طور پر دکھاتا ہے۔
• ایک پانی کے ٹینک کا لیول گیج، جہاں ایک فلوٹ سینسر گہرائی کے متناسب وولٹیج آؤٹ کرتا ہے۔
• ایک درجہ حرارت بار ڈسپلے جو LM35 جیسے اینالاگ درجہ حرارت سینسر کا استعمال کرتا ہے۔
• ایک سگنل-سٹرینتھ یا آڈیو-لیول میٹر ریڈیو ریسیور یا ایمپلیفائر کے لیے۔
• کسی بھی 0–5 V اینالاگ ٹرانسڈیوسر (پریشر، روشنی، پوزیشن) کے لیے ایک سادہ سینسر ریڈ آؤٹ۔
• پاور ریلز کو ملٹی میٹر اسکرین کے بغیر چیک کرنے کے لیے ایک بینچ-ٹیسٹ وولٹیج پروب۔

چونکہ تھریشولڈز بورڈ وولٹیج کے فیصد کے طور پر شمار کیے جاتے ہیں، وہی کوڈ 5 V بورڈز جیسے Uno اور Mega پر اور 3.3 V بورڈز پر صرف ایک لائن کی تبدیلی کے ساتھ کام کرتا ہے۔

ہارڈویئر اور اجزاء

پرزوں کی فہرست جان بوجھ کر کم سے کم ہے، اور سب کچھ ویڈیو کے ابتدائی حصے میں بیان کیا گیا ہے (ویڈیو میں 01:54 پر)۔ آپ کو ضرورت ہوگی:

• ایک Arduino بورڈ (Uno، Nano، یا Mega)۔
• پانچ LEDs، مثالی طور پر ایک ہی رنگ کی تاکہ بار واضح پڑھی جائے، حالانکہ مخلوط رنگ بھی ٹھیک کام کرتے ہیں۔
• پانچ کرنٹ-لمیٹنگ ریزسٹرز۔ ٹیوٹوریل 1 kΩ ریزسٹرز استعمال کرتا ہے، لیکن تقریباً 300 Ω سے 1 kΩ تک کچھ بھی کام کرے گا؛ زیادہ اقدار صرف LEDs کو مدھم کر دیتی ہیں (ویڈیو میں 05:33 پر)۔
• ایک پوٹینشیومیٹر۔ روٹری نوب ٹائپ اور سلائیڈ ٹائپ دونوں کا مظاہرہ کیا گیا ہے (ویڈیو میں 02:19 پر)۔
• ایک بریڈ بورڈ اور جمپر تاروں۔

LED کے بارے میں ایک فوری نوٹ، کیونکہ یہ وائرنگ کے لیے اہم ہے: ایک LED ایک ڈایوڈ ہے، لہذا یہ صرف ایک طرف کرنٹ گزرنے دیتا ہے۔ پلاسٹک باڈی کا چپٹا پہلو، اور چھوٹی ٹانگ، کیتھوڈ (منفی) ہے۔ لمبی ٹانگ اینوڈ (مثبت) ہے۔ ٹیوٹوریل اس علامت اور جسمانی شکل پر تفصیل سے بتاتا ہے (ویڈیو میں 02:39 پر)۔

ریزسٹر کی قدر من مانی نہیں ہے۔ ایک LED تقریباً 2 V گرتا ہے، اور چھوٹی 3 mm اور 5 mm اقسام تقریباً 10 mA لیتی ہیں۔ 5 V سپلائی کے ساتھ، باقی 3 V ریزسٹر کے پار گرنا چاہیے، لہذا اوہم کا قانون R = 3 V / 0.01 A = 300 Ω دیتا ہے۔ یہ زیادہ سے زیادہ چمک کی قدر ہے؛ 1 kΩ استعمال کرنا ایک محفوظ، قدرے مدھم انتخاب ہے (ویڈیو میں 04:41 پر)۔

وائرنگ گائیڈ

وائرنگ کا LED حصہ پہلے کے واکنگ-لائٹ پروجیکٹ سے بالکل مماثل ہے: ہر LED اینوڈ اپنے ڈیجیٹل پن سے جڑتا ہے، اور ہر کیتھوڈ ایک ریزسٹر کے ذریعے مشترکہ گراؤنڈ ریل سے جاتا ہے۔ ٹیوٹوریل میں LEDs پن 7، 6، 5، 4، اور 3 سے جڑی ہیں (ویڈیو میں 43:04 پر)۔

پوٹینشیومیٹر واحد نیا پرزہ ہے۔ اس کے دو بیرونی پن دو پاور ریلز سے جاتے ہیں — ایک بیرونی پن گراؤنڈ سے اور دوسرا 5 V سے (یا 3.3 V اگر آپ 3.3 V سسٹم ماپ رہے ہیں)۔ درمیانی پن، جسے وائپر کہتے ہیں، آؤٹ پٹ ہے اور اسے اینالاگ پن A0 سے جڑنا چاہیے (ویڈیو میں 43:30 پر)۔ وائپر وہی ہے جو متغیر وولٹیج پیدا کرتا ہے: جب آپ نوب گھماتے ہیں، وائپر ایک مزاحمتی ٹریک کے ساتھ سرکتا ہے اور اس کا وولٹیج دو ریلز کے درمیان آہستہ آہستہ بدلتا ہے۔

ایک اہم تفصیل: اگر آپ سرکٹ چلتے ہوئے پوٹینشیومیٹر ہٹا دیں، تو اینالاگ پن فلوٹنگ رہ جاتا ہے اور LEDs بے ترتیب طور پر ٹمٹمائیں گی۔ یہ رویہ ویڈیو میں دکھایا گیا ہے (ویڈیو میں 48:52 پر) اور یہ ایک اچھی یاد دہانی ہے کہ اینالاگ ان پٹ کو ہمیشہ ایک متعین وولٹیج ذریعہ کی ضرورت ہوتی ہے۔

کوڈ کی وضاحت

کوڈ مختصر ہے اور اس کا زیادہ تر حصہ سیدھا ہے، لہذا یہ حصہ صرف ان حصوں پر توجہ مرکوز کرتا ہے جنہیں آپ تبدیل کرنا چاہیں گے۔ یہ تمام ترتیبات اسکیچ کے اوپری حصے میں ہیں۔

پن تعریفیں۔ یہ Arduino کو بتاتی ہیں کہ LEDs اور پوٹینشیومیٹر کون سے پنوں سے جڑے ہیں۔ اگر آپ نے اپنی LEDs مختلف طریقے سے وائر کی ہیں، تو ان نمبروں کو مماثل بنانے کے لیے تبدیل کریں — ترتیب اہم ہے، کیونکہ LED1 سب سے کم تھریشولڈ ہے اور LED5 سب سے زیادہ۔

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;

بورڈ وولٹیج۔ یہ درست کرنے کے لیے سب سے اہم قدر ہے۔ یہ وہ حوالہ ہے جس کے خلاف ہر حد کا حساب لگایا جاتا ہے۔ اسے Uno یا Mega کے لیے 5.0 پر سیٹ کریں، اور 3.3 V Nano یا اس جیسے بورڈ کے لیے 3.3 پر۔ اگر آپ اسے غلط چھوڑ دیتے ہیں، تو ہر LED غلط وولٹیج پر سوئچ کرے گا (ویڈیو میں 44:19 پر)۔

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

سیریل وولٹیج ڈسپلے۔ اسے true پر سیٹ کریں تاکہ ماپا گیا وولٹیج 9600 baud پر سیریل مانیٹر پر پرنٹ ہو، جو کیلیبریشن کے دوران انتہائی مفید ہے۔ ایک بار سب کچھ کام کرنے لگے تو آؤٹ پٹ خاموش کرنے کے لیے اسے false پر سیٹ کریں۔

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

تبدیلی کیسے کام کرتی ہے۔ Arduino کا اینالاگ ٹو ڈیجیٹل کنورٹر 0 سے 1023 تک ایک عدد واپس کرتا ہے، کیونکہ یہ 10-bit کنورٹر ہے (2¹⁰ = 1024 مراحل)۔ کوڈ اس خام عدد کو بورڈ وولٹیج کو بطور حوالہ استعمال کرتے ہوئے حقیقی وولٹیج میں بدلتا ہے۔ اگر آپ کبھی 12-bit بورڈ جیسے Due پر منتقل ہوں تو یہ وہ لائن ہے جو یاد رکھنی ہے، جہاں آپ 4095 سے تقسیم کریں گے۔

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

حد کی منطق۔ وولٹیج کو ہارڈ کوڈ کرنے کے بجائے، ہر مرحلہ بورڈ وولٹیج کے فیصد کے طور پر ظاہر کیا جاتا ہے۔ 95% یا اس سے اوپر، پانچوں LEDs روشن ہوتی ہیں؛ 80% سے اوپر صرف چار؛ اور اسی طرح نیچے 20% تک، جہاں ایک LED روشن ہوتی ہے۔ یہ فیصدی طریقہ ہی اسکیچ کو 5 V اور 3.3 V بورڈز کے درمیان موازنے دوبارہ لکھے بغیر قابلِ منتقل بناتا ہے۔

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

چونکہ کوڈ else if استعمال کرتا ہے، لوپ کے ہر دور میں بالکل ایک شاخ چلتی ہے، لہذا ایک وقت میں صرف صحیح تعداد کی LEDs ہی روشن ہوتی ہیں۔ ہر لوپ کے آخر میں 50 ms کی تاخیر ڈسپلے کو ٹمٹمانے سے روکتی ہے۔

لائیو پروجیکٹ اور مظاہرہ

اسکیچ اپ لوڈ کرنے کے بعد، 9600 baud پر سیریل مانیٹر کھولیں اور نوب کو آہستہ آہستہ گھمائیں۔ پرنٹ شدہ وولٹیج اور LED بار ایک دوسرے کے ساتھ قریب قریب چلتے ہیں: تقریباً 1 V پر ایک LED روشن ہوتی ہے، 2 V پر دو روشن ہوتی ہیں، اور اسی طرح تقریباً 4.8 V تک جہاں پانچوں روشن ہوتی ہیں (ویڈیو میں 47:37 پر)۔ ریڈنگز متوقع قدر کے چند سواں حصے کے اندر رہتی ہیں، جو 10-bit کنورٹر کے لیے بہترین ہے۔

اگر مراحل قدرے غیر ہموار لگیں، تو یہ عام طور پر کوڈ کے بجائے ریزسٹرز کی وجہ سے ہوتا ہے۔ ٹیوٹوریل نوٹ کرتا ہے کہ معیاری کاربن فلم ریزسٹرز 10% رواداری رکھتے ہیں، جبکہ نیلے میٹل فلم اقسام عام طور پر 1% ہوتی ہیں اور نمایاں طور پر زیادہ مضبوط، زیادہ درست مراحل دیتی ہیں (ویڈیو میں 48:18 پر)۔

آپ روٹری پوٹینشیومیٹر کی جگہ سلائیڈ پوٹینشیومیٹر بھی لگا سکتے ہیں اور لکیری احساس کے ساتھ وہی رویہ حاصل کر سکتے ہیں، جو ایک اچھا آپشن ہے اگر آپ میٹر کو پینل میں نصب کرنے کا ارادہ رکھتے ہیں (ویڈیو میں 49:07 پر)۔

اگر آپ نوب کے بجائے روشنی کو دستی طور پر حرکت دینا چاہتے ہیں، تو یہ Lesson 98-8: Walking Light with Push Button and LEDs with Arduino میں شامل ہے۔ اور اگر آپ صرف LEDs کو اپنے ٹائمر پر چلانا چاہتے ہیں، تو Lesson 98-7: Walking Light Using Arduino and 5 LEDs دیکھیں۔

اس ویڈیو سے متعلقہ پروجیکٹس

• 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

ابواب

• [00:00] 10 LED پروجیکٹس کا جائزہ
• [02:29] LED کی بنیادی باتیں، علامات، اور ریزسٹر کا حساب
• [42:25] LED وولٹیج لیول میٹر کا تعارف
• [43:04] LEDs اور پوٹینشیومیٹر کی وائرنگ
• [43:54] وولٹیج بار کوڈ کی وضاحت
• [44:19] بورڈ وولٹیج حوالہ سیٹ کرنا
• [46:00] حد کی منطق اور فیصدی مراحل
• [47:14] مظاہرہ: LED بار کے ساتھ وولٹیج پڑھنا
• [48:18] ریزسٹر رواداری اور درستگی
• [49:07] سلائیڈ پوٹینشیومیٹر کا استعمال