H Arduino для начинающих. Часть 3 в черновиках Tutorial

Предисловие автора

Доброго времени суток, Хабр. Как планировала, продолжаю цикл статей, которые помогут Вам в знакомстве с Arduino. Также, в каждой последующей статье (включая эту) вы сможете найти ответы на самые важные вопросы, которые появляются в комментариях. Для тех кто не читал прошлую часть, сюда.

Зачем нужны резисторы и как их подобрать

В комментариях под прошлыми публикациями возникали вопросы о важности резисторов в схемах и о том как их подобрать. Рассмотрим это на практике диодов. В Arduino на обычных пинах подаётся напряжение в 5 В. А диоды рассчитаны на определённый ток. И если превысить этот предел диод сгорит. Резисторы создают сопротивление и уменьшают ток который проходит сквозь них. А чтоб рассчитать нужное сопротивление надо воспользоваться законом Ома ( I = U / R, где I – сила тока (А), U – напряжение (В) и R – сопротивление (Ом).##Продвигаемся далее в изучении Arduino
Мы научились подключать и зажигать светодиод, а также пользоваться кнопкой. Сегодня мы рассмотрим одну очень интересную вещь. Это будет потенциометр (его также называют переменный резистор)

Что такое потенциометр и как он работает

Потенциометр – это регулируемый делитель электрического напряжения (переменный резистор). Он представляет собой резистор с подвижным контактом.

Чаще всего потенциометры используют для управления громкостью звука а также для управления яркостью освещения.
Давайте теперь поговорим о том, как это работает. У потенциометра есть 3 вывода: плюс (5В), минус (земля) и аналоговый вход. На анимационной картинке выше можно видеть как выглядит рабочий потенциометр внутри. На один крайний вывод мы получаем 5В, а на второй крайний вывод у нас идёт минус. Когда мы крутим ручку потенциометра, то ротор вращается по резистивном веществе. Средний вывод у нас — это аналоговый вывод. Когда ручка находиться в начальном положении то на аналоговый вывод поступает минимальное число. Очевидно что чем дальше мы проворачиваем ручку тем большее число мы получаем на выходе.

Необходимые компоненты и подключение

Для сегодняшних экспериментов нам понадобиться:

• плата Arduino
• перемычки/провода
• макетная плата
• потенциометр (переменный резистор)

Схема подключения выглядит так:

Пишем код

Вот так выглядит простой код считывания и вывода данных с потенциометра в монитор порта:

int pot = A0;  // потенциометр подключён к А0
int val;  // переменная для хранения значений

void setup() {
  Serial.begin(9600);  // настраиваем скорость обмена данных на 9600 бит в секунду
  pinMode(pot, INPUT);
}

void loop() {
  val = analogRead(pot);  // считываем данные с потенциометра
  Serial.println(val);  // с новой строки выводим значения
}

Монитор порта

В платах Arduino контроллер имеет интерфейс UART. Именно он позволяет нам установить двунаправленный поток связи с компьютером. В Arduino IDE эта связь имеет графическую оболочку. Именно это и есть монитор порта. Чтоб его открыть можно нажать на значок лупы в правом верхнем углу, в панели инструментов выбрать Инструменты => Монитор порта или просто нажать сочетание клавиш Ctrl + Shift + M. Далее для работы нашей программы необходимо выбрать соответствующее значение скорости а именно 9600 бод.

Теперь поинтереснее

Давайте объединим потенциометр и диод. И у нас выйдет плавное управление яркостью светодиода. Подключаем всё по следующей схеме:

После подключения давайте напишем код к нашему импровизированному светильнику:

int pot = A0;  // потенциометр подключён к А0
int val;  // переменная для хранения значений
int LED = 3; // светодиод подключён к 3 пину

void setup() {
  Serial.begin(9600);  // настраиваем скорость обмена данных на 9600 бит в секунду
  pinMode(pot, INPUT); 
  pinMode(LED, OUTPUT); 
}

void loop() {
  val = analogRead(pot);  // считываем данные с потенциометра
  Serial.println(val);  // с новой строки выводим значения
  val = val / 4; // делим значения с потенциометра на 4
  analogWrite(LED, val); // выводим значение переменной, которое получаем после деления на 4
}

Короткие объяснения по коду. Деление на 4 необходимо для следующего. Потенциометр может принимать значения от 0 до 1023. А вот аналоговый вход/выход передаёт значения только в диапазоне от 0 до 255. Поэтому деление нам в данном случае просто необходимо.

Функция map()

Map – это математичесская функция, которая переобразовывает значение переменной из одного диапазона в другой. Функция в коде выглядит следующим образом – map(value, fromLow, fromHigh, toLow, toHigh). Именно она может в нашем коде заменить деление. И вобще эта функция достаточно часто бывает полезна при работе с Arduino. Поэтому наш код теперь выглядит так:

int pot = A0;  // потенциометр подключён к А0
int val;  // переменная для хранения значений
int LED = 3; // светодиод подключён к 3 пину

void setup() {
  Serial.begin(9600);  // настраиваем скорость обмена данных на 9600 бит в секунду
  pinMode(pot, INPUT); 
  pinMode(LED, OUTPUT); 
}

void loop() {
  val = analogRead(pot);  // считываем данные с потенциометра
  Serial.println(val);  // с новой строки выводим значения
  val = map(val, 0, 1023, 0, 255); // применяем функцию
  analogWrite(LED, val);
}

На этом у нас конец третьей части. Спасибо за внимание.