Рандомное мигание светодиода на ардуино

Мигающий светодиод Ардуино Нано, Уно

Мигание светодиодом Ардуино, встроенного в плату — один из первых примеров скетчей, для начинающих изучать программирование микроконтроллера Arduino Uno или Arduino Nano. Разберем несколько примеров — мигание встроенным светодиодом, мигание без delay, мигание несколькими светодиодами. Прочитав статью до конца, вы поймете, как управлять миганием светодиодов, подключенных к Ардуино.

Мигание светодиодом на Ардуино Нано, Уно

Для этого занятия потребуется:

  • Arduino Uno / Arduino Nano / Arduino Mega;
  • светодиоды и резисторы;
  • макетная плата;
  • провода «папа-папа».

Платы данного семейства имеют встроенный светодиод на плате, подключенный к пину 13 через резистор. Этот светодиод мигает при включении или перезагрузке микроконтроллера. Можно с помощью программы управлять включением и выключением (миганием) светодиодом, который «висит» на 13 пине Arduino Uno и Nano. При этом не потребуется даже собирать на макетной плате электрическую схему.

Мигание встроенным светодиодом на плате

Для первого примера не потребуется собирать принципиальную схему. Код программы, используется из примера «Подключение светодиода к Ардуино». Встроенный светодиод подключается через резистор, поэтому к 13 пину можно подключать внешний светодиод без резистора. Это самый простой скетч, с которого начинают знакомство с Ардуино, скопируйте код и загрузите его в микроконтроллер через Arduino IDE.

Скетч. Мигание встроенным светодиодом Ардуино

Пояснения к коду:

  1. delay(); останавливает программу на заданное количество микросекунд;
  2. данный код подойдет к плате Arduino Nano и Arduino Mega.

Мигание светодиода на Ардуино без delay

В коде используется функция millis, которая возвращает количество миллисекунд с момента начала программы. Благодаря этой функции можно организовать многозадачность микроконтроллера. В отличии от функции delay(); , программа не останавливает выполнение команд в скетче, а считает когда пройдет заданное количество миллисекунд и может выполнять параллельные задачи.

Схема для мигания светодиодом на Ардуино без delay

Скетч. Мигание светодиода на Arduino Uno без delay

Пояснения к коду:

  1. каждые 500 миллисекунд состояние переменной boolean меняется на противоположное с помощью команды ledState=!ledState .

Мигание двух светодиодов на Ардуино Уно

Для следующего примера потребуется собрать схему на макетной плате из двух светодиодов, как изображено на картинке ниже. Более сложная программа с мигающими светодиодами — это светофор на Ардуино, где уже необходимо регулировать включение и выключение трех светодиодов и больше. После сборки электрической схемы загрузите следующий код в микроконтроллер.

Мигание несколькими светодиодами на Ардуино одновременно

Скетч. Мигание несколькими светодиодами одновременно

Пояснения к коду:

  1. включение/выключение светодиодов происходит поочередно;
  2. одновременное включение можно сделать, поменяв местами строчки в коде.

Заключение. В этом обзоре мы рассмотрели, как сделать мигающий светодиод на Arduino Nano или Uno. Заставить светодиод мигать можно с помощью задержки delay или через millis. Если у вас остались вопросы по данной теме, то можете их смело оставлять в комментариях к этой записи. Мы постараемся ответить на все вопросы по мере поступления. Желаем успехов в освоении программирования Arduino.

Источник

Random LEDs with Arduino Uno

Disclosure: Some of the links below are affiliate links. This means that, at zero cost to you, I will earn an affiliate commission if you click through the link and finalize a purchase. Learn Robotics is a participant in the Amazon Services LLC Associates Program, an affiliate advertising program designed to provide a way for websites to earn advertising revenues by advertising and linking to Amazon.com.

EXCLUSIVE TRAINING:
Learn Robotics At Home & Gain Highly Desirable $100,000 Tech Skills to Advance Your Career… for ‘Absolute Beginners’ looking to learn robotics at home …without needing access to a robotics lab!

Blinking LED’s is a staple example of beginner Arduino programming. In this tutorial, we’re going to step it up a notch and use both arrays and the random() method to determine which LED to turn on and off for a duration.

Materials for Random LED project

  • Arduino Uno (or similar controller)
  • Breadboard
  • 4X LED’s in various colors (We’re using Red, Yellow, Green, and White)
  • 4X 220-ohm resistors
  • Jumper Wires
  • USB Cable to download the program
  • Arduino IDE & laptop

Here’s a kit you can use which has all the components.

Amaze your friends with this randomized LED generator

This project is not only fun, but it’s rather straightforward. We will wire the LED to a digital input pin on our Arduino. Then, we’ll send a signal to the pin we want to trigger. This will serve as the “random” LED.

Grab your materials, and let’s wire up the circuit.

Define the process before writing any code

We’re going to start by mapping out the process of how this device should work.

First, we want to determine which LED should turn on. We will use the random() method from the Arduino Library.

Next, we want to determine which color has been selected. We can use an array of Strings for each color name to identify the selected LED. We can initialize the Serial Monitor and then print out the color once it’s been selected.

Finally, we’ll turn the chosen LED on and off using the same strategy as the Blink example sketch, digitalWrite(. ) and delay(. ) .

For clarity, I’m going to wrap this all up into a separate method and then call the method in loop() . You’re more than welcome to include the code in loop() , but I think it looks cleaner writing a separate method.

Translate your process into Arduino code

Now that we have ourselves a roadmap, we’ll open up the Arduino IDE, and translate the process into code.

Start by mapping your LED’s

I always recommend creating global variables for all Inputs and Outputs connected to your Arduino board. Then when you want to use that sensor or device, it’s already defined within your code!

Also, call pinMode(. ) for each LED. They’ll be OUTPUTS in this case, since we are sending data from the Arduino to the outside world. Then, initialize the Serial Monitor, by calling

We’ll use this to print out the color on the Serial Monitor.

The color of the LED will be stored into an array of Strings.

An array stores values in an indexed list. That means, we can call the array variable, led_colors using an index number 0-3. In computer programming, you start counting indexes at 0. Therefore, white is 0, green is 1, yellow is 2, and red is 3. So, if you want to get the value green, you’d reference led_colors[1] . We’ll expand on this concept to print out the color name once we obtain the randomly generated LED pin.

Select a Random LED and identify the color from the array

The random number we’ll select will be between 9 and 13 because we have LEDs plugged into these pins. Then, we’ll map the selected number 9-13 to the range 0-3, which will form the index of the color_map array. Next, we can print out the color using the mapped index, our led_color array, and the Serial.print(. ) command. Finally, we turn the selected LED pin HIGH (on), delay for 1/2 second, then LOW (off), for 1/2 a second.

This is the code we obtain once we piece it all together.

Call the random_led() method in loop() . Then upload the code to your Arduino & test it out!

Snag our Arduino Project eBook!

If you liked this tutorial, you’re going to want to check out our Arduino Projects Workbook. Build over 20+ hours worth of Arduino Prototypes that are built with Arduino and common electronics. You won’t want to miss this!

Have question? Drop it in the comment section!

And don’t forget to tag us in your Random LED Dance Party @learnrobotics on Facebook & Instagram!

Источник

Рандомное мигание светодиода на ардуино

Эта статья будет о программировании. О простом и сложном одновременно — мигании светодиодом.

Зачем все это?

Бывает при программирование какого-нибудь устройства не хватает портов ввода-вывода микроконтроллера. Или из экономических соображений, а может нехватки места в корпусе, не хочется устанавливать дисплей, а как то сигнализировать о режимах работы устройства очень хотелось бы. Часто достаточно сигнализировать о этих режимах горением или миганием светодиода. А если режимов много?

На мысль меня навела автомобильная сигнализация, в которой я как то программировал режим автозапуска. Там, чтобы установить 14-й бит определенного регистра нужно было после входа в режим программирования этого регистра 14 раз нажать на определенную кнопку брелка, а потом дождаться 14-ти коротких сигналов (или мигания поворотников). Затем нажать кнопку в подтверждения и услышать длинный сигнал.

А почему бы это же самое ни использовать в моих прошивках микроконтроллеров:

Режим 1 — мигаем светодиодом один раз в секунду, режим 2 — два раза и так далее …

Как это работает

Рассмотрим мигание светодиодом, подключенным к 13 порту на Ардуино. Это первая программа которую осваивают при изучении Ардуино. Во многих контроллерах, которые мне попадались в последнее время, эта программа зашита на заводе, видимо для тех кто не осилил и это. 🙂

Источник

Светодиоды и ленты

Обычные светодиоды

Светодиод – простейший индикатор, который можно использовать для отладки кода: его можно включить при срабатывании условия или просто подмигнуть. Но для начала его нужно подключить.

Подключение светодиода

Светодиод – это устройство, которое питается током, а не напряжением. Как это понимать? Яркость светодиода зависит от тока, который через него проходит. Казалось бы, достаточно знания закона Ома из первого урока в разделе, но это не так!

  • Светодиод в цепи нельзя заменить “резистором”, потому что он ведёт себя иначе, нелинейно.
  • Светодиод полярен, то есть при неправильном подключении он светиться не будет.
  • Светодиод имеет характеристику максимального тока, на котором может работать. Для обычных 3 и 5 мм светодиодов это обычно 20 мА.
  • Светодиод имеет характеристику падение напряжения (Forward Voltage), величина этого падения зависит от излучаемого цвета. Цвет излучается кристаллом, состав которого и определяет цвет. У красных светодиодов падение составляет

2.5 вольта, у синих, зелёных и белых

3.5 вольта. Более точную информацию можно узнать из документации на конкретный светодиод. Если документации нет – можно пользоваться вот этой табличкой, тут даны минимальные значения:

Если питать светодиод напряжением ниже его напряжения падения, то яркость будет не максимальная, и здесь никаких драйверов не нужно. То есть красный светодиод можно без проблем питать от пальчиковой батарейки. В то же время кристалл может деградировать и напряжение уменьшится, что приведёт к росту тока. Но это редкий случай. Как только мы превышаем напряжение падения – нужно стабилизировать питание, а именно – ток. В простейшем случае для обычного светодиода ставят резистор, номинал которого нужно рассчитать по формуле: R = (Vcc — Vdo) / I , где Vcc это напряжение питания, Vdo – напряжение падения (зависит от светодиода), I – ток светодиода, а R – искомое сопротивление резистора. Посчитаем резистор для обычного 5 мм светодиода красного цвета при питании от 5 Вольт на максимальной яркости (2.5 В, 20 мА): (5-2.5)/0.02=125 Ом. Для синего и зелёного цветов получится 75 Ом. Яркость светодиода нелинейно зависит от тока, поэтому “на глаз” при 10 мА яркость будет такая же, как на 20 мА, и величину сопротивления можно увеличить. А вот уменьшать нельзя, как и подключать вообще без резистора. В большинстве уроков и проектов в целом для обычных светодиодов всех цветов ставят резистор номиналом 220 Ом. С резистором в 1 кОм светодиод тоже будет светиться, но уже заметно тусклее. Таким образом при помощи резистора можно аппаратно задать яркость светодиода. Как определить плюс (анод) и минус (катод) светодиода? Плюсовая нога длиннее, со стороны минусовой ноги бортик чуть срезан, а сам электрод внутри светодиода – крупнее:

Мигаем

Мигать светодиодом с Ардуино очень просто: подключаем катод к GND, а анод – к пину GPIO. Очень многие уверены в том, что “аналоговые” пины являются именно аналоговыми, но это не так: это обычные цифровые пины с возможностью оцифровки аналогового сигнала. На плате Nano пины A0-A5 являются цифровыми и аналоговыми одновременно, а вот A6 и A7 – именно аналоговыми, то есть могут только читать аналоговый сигнал. Так что подключимся к A1, настраиваем пин как выход и мигаем!

Как избавиться от delay() в любом коде я рассказывал вот в этом уроке.

Мигаем плавно

Как насчёт плавного управления яркостью? Вспомним урок про ШИМ сигнал и подключим светодиод к одному из ШИМ пинов (на Nano это D3, D5, D6, D9, D10, D11). Сделаем пин как выход и сможем управлять яркостью при помощи ШИМ сигнала! Читай урок про ШИМ сигнал. Простой пример с несколькими уровнями яркости:

Подключим потенциометр на A0 и попробуем регулировать яркость с его помощью:

Как вы можете видеть, все очень просто. Сделаем ещё одну интересную вещь: попробуем плавно включать и выключать светодиод, для чего нам понадобится цикл из урока про циклы.

Плохой пример! Алгоритм плавного изменения яркости блокирует выполнение кода. Давайте сделаем его на таймере аптайма.

Теперь изменение яркости не блокирует выполнение основного цикла, но и остальной код должен быть написан таким же образом, чтобы не блокировать вызовы функции изменения яркости! Ещё одним вариантом может быть работа по прерыванию таймера, см. урок.

Ещё один момент: если подключить светодиод наоборот, к VCC, то яркость его будет инвертирована: 255 выключит светодиод, а 0 – включит, потому что ток потечет в другую сторону:

Светодиодные ленты

Светодиодная лента представляет собой цепь соединённых светодиодов. Соединены они не просто так, например обычная 12V лента состоит из сегментов по 3 светодиода в каждом. Сегменты соединены между собой параллельно, то есть на каждый приходят общие 12 Вольт. Внутри сегмента светодиоды соединены последовательно, а ток на них ограничивается общим резистором (могут стоять два для более эффективного теплоотвода): Таким образом достаточно просто подать 12V от источника напряжения на ленту и она будет светиться. За простоту и удобство приходится платить эффективностью. Простая математика: три белых светодиода, каждому нужно по

3.2V, суммарно это 9.6V. Подключаем ленту к 12V и понимаем, что 2.5V у нас просто уходят в тепло на резисторах. И это в лучшем случае, если резистор подобран так, чтобы светодиод горел на полную яркость.

Подключаем к Arduino

Здесь всё очень просто: смотрите предыдущий урок по управлению нагрузкой постоянного тока. Управлять можно через реле, транзистор или твердотельное реле. Нас больше всего интересует плавное управление яркостью, поэтому продублирую схему с полевым транзистором: Конечно же, можно воспользоваться китайским мосфет-модулем! Пин VCC кстати можно не подключать, он никуда не подведён на плате.

Управление

Подключенная через транзистор лента управляется точно так же, как светодиод в предыдущей главе, то есть все примеры кода с миганием, плавным миганием и управление потенциометром подходят к этой схеме. Про RGB и адресные светодиодные ленты мы поговорим в отдельных уроках.

Питание и мощность

Светодиодная лента потребляет немаленький ток, поэтому нужно убедиться в том, что выбранный блок питания, модуль или аккумулятор справится с задачей. Но сначала обязательно прочитайте урок по закону Ома! Потребляемая мощность светодиодной ленты зависит от нескольких факторов:

  • Яркость. Максимальная мощность будет потребляться на максимальной яркости.
  • Напряжение питания (чаще всего 12V). Также бывают 5, 24 и 220V ленты.
  • Качество, тип и цвет светодиодов: одинаковые на вид светодиоды могут потреблять разный ток и светить с разной яркостью.
  • Длина ленты. Чем длиннее лента, тем больший ток она будет потреблять.
  • Плотность ленты, измеряется в количестве светодиодов на метр. Бывает от 30 до 120 штук, чем плотнее – тем больший ток будет потреблять при той же длине и ярче светить.

Лента всегда имеет характеристику мощности на погонный метр (Ватт/м), указывается именно максимальная мощность ленты при питании от номинального напряжения. Китайские ленты в основном имеют чуть меньшую фактическую мощность (в районе 80%, бывает лучше, бывает хуже). Блок питания нужно подбирать так, чтобы его мощность была больше мощности ленты, т.е. с запасом как минимум на 20%.

    Пример 1: нужно подключить 4 метра ленты с мощностью 14 Ватт на метр, лента может работать на максимальной яркости. 14*4 == 56W, с запасом 20% это будет 56*1.2

70W, ближайший блок питания в продаже будет скорее всего на 100W.

  • Пример 2: берём ту же ленту, но точно знаем, что яркость во время работы не будет больше половины. Тогда можно взять блок на 70 / 2 == 35W.
  • Важные моменты по току и подключению:

    • Подключение: допустим, у нас подключено ленты на 100W. При 12 Вольтах это будет 8 Ампер – весьма немаленький ток! Ленту нужно располагать как можно ближе к блоку питания и подключать толстыми (2.5 кв. мм и толще) проводами. Также при создании освещения есть смысл перейти на 24V ленты, потому что ток в цепи будет меньше и можно взять более тонкие провода: если бы лента из прошлого примера была 24-Вольтовой, ток был бы около 4 Ампер, что уже не так “горячо”.
    • Дублирование питания: лента сама по себе является гибкой печатной платой, то есть ток идёт по тонкому слою меди. При подключении большой длины ленты ток будет теряться на сопротивлении самой ленты, и чем дальше от точки подключения – тем слабее она будет светить. Если требуется максимальная яркость на большой длине, нужно дублировать питание от блока питания дополнительными проводами, или ставить дополнительные блоки питания вдоль ленты. Дублировать питание рекомендуется каждые 2 метра, потому что на такой длине просадка яркости становится заметной уже почти на всех лентах.
    • Охлаждение: светодиоды имеют не 100% КПД, плюс ток в них ограничивается резистором, и как результат – лента неслабо греется. Рекомендуется приклеивать яркую и мощную ленту на теплоотвод (алюминиевый профиль). Так она не будет отклеиваться и вообще проживёт гораздо дольше.

    Видео


    Источник

    Adblock
    detector