Ẹ̀kọ́ 98-9: Mítà Ìpele Fọ́ọ̀tì LED Nípa Lílo Arduino tàbí Ìmọ́lẹ̀ Rírìn pẹ̀lú Potentiometer

Ise agbese yii yoo fi ọ̀nà tí o lè gbà kọ́ mita ipele foliteji kan tí ó ń lo LED márùn-ún gẹ́gẹ́ bí àfihàn àwòrán ọ̀pá, tí Arduino àti potentiometer kan ṣoṣo ń darí rẹ̀ pátápátá. Bí o ṣe ń yí koko náà, Arduino yóò ka foliteji tí ń yí padà lórí pin analog kan yóò sì tan LED kan fún foliteji kọ̀ọ̀kan, nítorí náà ìlà àwọn ìmọ́lẹ̀ yóò "rìn" sókè àti sísàlẹ̀ pẹ̀lú koko náà ní ti gidi. Ó jẹ́ ọ̀nà tí ó ṣe kedere jùlọ láti lóye ìwọlé analog, nítorí o lè rí ìyípadà analog-sí-onínọ́míbà tí ń ṣẹlẹ̀ ní àkókò gidi gẹ́gẹ́ bí ọ̀pá ìmọ́lẹ̀ ti ara.

Iye tí ó wúlò níbí kọjá ìfihàn ìmọ́lẹ̀ lọ́nà púpọ̀. Ní kété tí o bá lóye bí o ṣe lè ṣe àwòrán foliteji tí a wọ̀n sí àwọn ìjáde kan, o lè tún àwòrán kan náà ṣe lò fún ohun èlò ìwọ̀n gidi. Fún àpẹẹrẹ, o lè kọ́:

• Àfihàn ìdíwọ̀n bátìrì tí ó fi agbára tí ó kù nínú bátìrì 12 V tàbí banki agbára USB hàn gẹ́gẹ́ bí ìlà LED.
• Mita ipele ojú omi inú àkò, níbi tí sensọ lèfóòmù kan ń gbé foliteji jáde ní ìbámu pẹ̀lú ìjìn.
• Àfihàn ọ̀pá ìwọ̀n ìgbóná tí ń lo sensọ ìgbóná analog gẹ́gẹ́ bí LM35.
• Mita agbára àmì tàbí ipele ohùn fún ẹ̀rọ rédíò tàbí amúgbóòrò.
• Ìkàwé sensọ tí ó rọrùn fún transducer analog 0–5 V èyíkéyìí (ìfúnpá, ìmọ́lẹ̀, ipò).
• Ìwádìí foliteji ìdánwò ibùdó fún yíyẹ̀wò àwọn ọ̀nà agbára láìsí ojú ìwọ̀n multimeter.

Nítorí pé a ń ṣe ìṣirò àwọn ààlà gẹ́gẹ́ bí ìpín ọgọ́rùn-ún ti foliteji pátákó náà, kóòdù kan náà ń ṣiṣẹ́ lórí àwọn pátákó 5 V gẹ́gẹ́ bí Uno àti Mega àti lórí àwọn pátákó 3.3 V pẹ̀lú ìyípadà ìlà kan ṣoṣo.

Ohun Èlò àti Àwọn Ẹ̀yà

Àkọsílẹ̀ àwọn ẹ̀yà jẹ́ kéré púpọ̀ ní àmọ̀ọ́nà, a sì ṣàlàyé ohun gbogbo ní apá ìbẹ̀rẹ̀ fídíò náà (ní fídíò ní 01:54). Ìwọ yóò nílò:

• Pátákó Arduino kan (Uno, Nano, tàbí Mega).
• LED márùn-ún, ní pípéye àwọ̀ kan ṣoṣo kí ọ̀pá náà lè kà kedere, bí ó tilẹ̀ jẹ́ pé àwọ̀ àdàpọ̀ ń ṣiṣẹ́ dáadáa.
• Resistor ìdínà márùn-ún. Ẹ̀kọ́ náà ń lo resistor 1 kΩ, ṣùgbọ́n ohunkóhun láti nǹkan bí 300 Ω sí 1 kΩ yóò ṣiṣẹ́; àwọn iye tí ó ga jù yóò kan jẹ́ kí àwọn LED ṣókùnkùn (ní fídíò ní 05:33).
• Potentiometer kan. A ṣàfihàn irú koko yíyí àti irú gbígbé (ní fídíò ní 02:19).
• Búrẹ́dìbọ́ọ̀dù àti àwọn waya ìsopọ̀.

Àkíyèsí kíákíá lórí LED fúnra rẹ̀, níwọ̀n bí ó ti ṣe pàtàkì fún wíyà: LED jẹ́ diode, nítorí náà ó ń gbé ìtọ́sọ́nà kan ṣoṣo. Ẹ̀gbẹ́ pẹlẹbẹ ti ara ṣiṣù náà, àti ẹsẹ̀ tí ó kúrú, ni cathode (òdì). Ẹsẹ̀ tí ó gùn ni anode (àfẹ́mọ́jú). Ẹ̀kọ́ náà ń ṣàlàyé àmì yìí àti ìrísí ara rẹ̀ ní kíkún (ní fídíò ní 02:39).

Iye resistor kì í ṣe àìdábọ̀. LED ń sọ nǹkan bí 2 V, àwọn irú 3 mm àti 5 mm kékeré sì ń fa nǹkan bí 10 mA. Pẹ̀lú ipese 5 V, 3 V tí ó kù gbọ́dọ̀ sọ kọjá resistor náà, nítorí náà òfin Ohm fún R = 3 V / 0.01 A = 300 Ω. Ìyẹn ni iye fún ìmọ́lẹ̀ tí ó pọ̀ jù; lílo 1 kΩ jẹ́ àyànfẹ́ tí ó ní ààbò, tí ó ṣókùnkùn díẹ̀ (ní fídíò ní 04:41).

Ìtọ́sọ́nà Wíyà

Apá LED ti wíyà náà jẹ́ kíkúnná pẹ̀lú iṣẹ́ ìmọ́lẹ̀ rírìn tí ó ṣáájú: anode LED kọ̀ọ̀kan ń sopọ̀ mọ́ pin onínọ́míbà tirẹ̀, cathode kọ̀ọ̀kan sì ń gba resistor kọjá lọ sí ọ̀nà ilẹ̀ tí ó wọ́pọ̀. Nínú ẹ̀kọ́ náà a so àwọn LED mọ́ àwọn pin 7, 6, 5, 4, àti 3 (ní fídíò ní 43:04).

Potentiometer ni ẹ̀yà tuntun kan ṣoṣo. Àwọn pin ìta méjì rẹ̀ ń lọ sí àwọn ọ̀nà agbára méjì — pin ìta kan sí ilẹ̀ àti èkejì sí 5 V (tàbí 3.3 V bí o bá ń wọ̀n ètò 3.3 V). Pin àárín, tí a ń pè ní wiper, ni ìjáde àti ó gbọ́dọ̀ sopọ̀ mọ́ pin analog A0 (ní fídíò ní 43:30). Wiper ni ó ń mú foliteji tí ń yí padà jáde: bí o ṣe ń yí koko náà, wiper yóò rìn lórí ọ̀nà resistive yóò sì mú foliteji tí ó ń gbé jáde yí padà ní ṣíṣeé láàárín àwọn ọ̀nà méjì náà.

Àlàyé pàtàkì kan: bí o bá yọ potentiometer kúrò nígbà tí àyíká náà ń ṣiṣẹ́, pin analog yóò wà ní fífòyèé àwọn LED yóò sì máa ṣe ìtànkálẹ̀ lásán. A ṣàfihàn ìhùwàsí yẹn nínú fídíò náà (ní fídíò ní 48:52) ó sì jẹ́ ìránnilétí tí ó dára pé ìwọlé analog nígbà gbogbo nílò orísun foliteji tí a ti ṣàlàyé.

Àlàyé Kóòdù

Kóòdù náà kúrú àti ọ̀pọ̀ jùlọ rẹ̀ rọrùn, nítorí náà apá yìí ń dojú kọ àwọn apá tí ìwọ yóò fẹ́ yí padà nìkan. Gbogbo àwọn ètò wọ̀nyí wà ní orí sketch náà.

Àwọn ìtumọ̀ pin. Àwọn wọ̀nyí ń sọ fún Arduino àwọn pin tí àwọn LED àti potentiometer so mọ́. Bí o bá ti wíyà àwọn LED rẹ ní ọ̀nà mìíràn, yí àwọn nọ́mbà wọ̀nyí padà kí wọ́n bá a mu — ìtòlẹ́sẹẹsẹ náà ṣe pàtàkì, nítorí LED1 ni ààlà tí ó kéré jù àti LED5 ni èyí tí ó ga jù.

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;

Foltiigi board. Eyi ni iye pataki julọ lati ṣe deede. O jẹ itọkasi ti a fi n ṣe iṣiro gbogbo ẹnu-ọna. Ṣeto rẹ si 5.0 fun Uno tabi Mega, ati si 3.3 fun 3.3 V Nano tabi board ti o jọra. Ti o ba fi aṣiṣe silẹ, gbogbo LED yoo yipada ni foltiigi ti ko tọ (ninu fidio ni 44:19).

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

Ifihan foltiigi lori Serial. Ṣeto eyi si true lati tẹ foltiigi ti a wọn sori Serial Monitor ni 9600 baud, eyi ti o wulo pupọ lakoko iṣatunṣe. Ṣeto si false lati pa iṣẹjade mọ nigbati ohun gbogbo ba ṣiṣẹ.

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

Bii iyipada ṣe n ṣiṣẹ. Analog-to-digital converter Arduino n da nọmba pada lati 0 si 1023, nitori pe o jẹ converter 10-bit (2¹⁰ = 1024 igbesẹ). Koodu naa n yi nọmba aise naa pada si foltiigi gidi nipa lilo foltiigi board gẹgẹbi itọkasi. Eyi ni laini lati ranti ti o ba yipada si board 12-bit bii Due, nibiti iwọ yoo pin pẹlu 4095 dipo.

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

Imọ-ẹrọ ẹnu-ọna. Dipo kikọ foltiigi taara, a ṣe afihan igbesẹ kọọkan gẹgẹbi ipin ogorun foltiigi board. Ni 95% tabi ju bẹẹ lọ, gbogbo LED marun tan; ju 80% lọ mẹrin nikan; ati bẹẹbẹẹ lọ si isalẹ si 20%, nibiti LED kan tan. Ọna ipin ogorun yii ni o jẹ ki sketch naa gbe laarin awọn board 5 V ati 3.3 V laisi atunkọ awọn afiwe.

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

Nitori koodu naa n lo else if, ẹka kan gan ni o n ṣiṣẹ fun igba kọọkan ninu loop, nitorinaa iye LED ti o tọ nikan ni o wa tan ni ẹẹkan. Idaduro 50 ms ni ipari loop kọọkan n jẹ ki ifihan naa ma ṣe fọ.

Ise Agbese Laaye ati Ifihan

Pẹlu sketch ti a gbe soke, ṣii Serial Monitor ni 9600 baud ki o si yi knob naa laiyara. Foltiigi ti a tẹ ati ọpa LED n tẹle ara wọn pẹkipẹki: ni bii 1 V LED kan tan, ni 2 V meji tan, ati bẹẹbẹẹ lọ titi di bii 4.8 V nibiti gbogbo marun wa tan (ninu fidio ni 47:37). Awọn kika naa wa laarin awọn ọgọrun kan ti foltiigi ti iye ti a reti, eyi ti o dara julọ fun converter 10-bit.

Ti awọn igbesẹ ba dabi aiṣedeede diẹ, awọn resistors ni o maa n jẹ dipo koodu naa. Ikẹkọ naa ṣe akiyesi pe awọn resistors carbon-film boṣewa gbe ifarada 10%, lakoko ti awọn iru metal-film buluu maa n jẹ 1% ti wọn si fun awọn igbesẹ ti o ni ibamu pupọ, ti o peye (ninu fidio ni 48:18).

O tun le paarọ potentiometer rotary fun potentiometer slide ki o si gba ihuwasi kanna pẹlu rilara laini, eyi ti o jẹ aṣayan ti o dara ti o ba gbero lati gbe mita naa sinu panel (ninu fidio ni 49:07).

Ti o ba fẹ gbe ina naa pẹlu ọwọ dipo knob, eyi ni a bo ninu Ẹkọ 98-8: Imọlẹ Rin pẹlu Bọtini Titẹ ati Awọn LED pẹlu Arduino. Ati ti o ba kan fẹ ki awọn LED rin lori aago tiwọn, wo Ẹkọ 98-7: Imọlẹ Rin Nipa Lilo Arduino ati Awọn LED 5.

Awọn iṣẹ akanṣe ti o jọmọ lati fidio yii

• Ẹkọ 98-1: Bii o ṣe le Tan ati Pa LED pẹlu Arduino
• Ẹkọ 98-2: Bii o ṣe le Tan ati Pa LED Nipa Lilo Bọtini Titẹ pẹlu Arduino
• Ẹkọ 98-3: Bii o ṣe le Tan/Pa LED Toggle Nipa Lilo Bọtini Titẹ pẹlu Arduino
• Ẹkọ 98-4: Ṣiṣe Imọlẹ LED Nipa Lilo Arduino: Iṣakoso Imọlẹ
• Ẹkọ 98-5: Ṣiṣe Imọlẹ Nigbati Bọtini Ba Tẹ Nipa Lilo Arduino
• Ẹkọ 98-6: Ere LED Seesaw pẹlu Arduino
• Ẹkọ 98-7: Imọlẹ Rin Nipa Lilo Arduino ati Awọn LED 5
• Ẹkọ 98-8: Imọlẹ Rin pẹlu Bọtini Titẹ ati Awọn LED pẹlu Arduino
• Ẹkọ 98-10: Imọlẹ Opopona Arduino

Awọn ipin

• [00:00] Akopọ ti awọn iṣẹ akanṣe LED 10
• [02:29] Awọn ipilẹ LED, awọn aami, ati iṣiro resistor
• [42:25] Ifihan si mita ipele foltiigi LED
• [43:04] Wiwa awọn LED ati potentiometer
• [43:54] Ṣiṣalaye koodu ọpa foltiigi
• [44:19] Ṣiṣeto itọkasi foltiigi board
• [46:00] Imọ-ẹrọ ẹnu-ọna ati awọn igbesẹ ipin ogorun
• [47:14] Ifihan: kika foltiigi pẹlu ọpa LED
• [48:18] Ifarada resistor ati pipeye
• [49:07] Lilo potentiometer slide