Занятие7

Введение в схемотехнику. Управление трехцветным светодиодом. 

Проект "Светящаяся новогодняя игрушка"

Комплектация конструктора Матрешка Y

Сердцем конструктора является плата Arduino Uno, которая состоит из микроконтроллера Atmel AVR ATmega328, а также элементов обвязки для программирования и интеграции с другими схемами.

Замыкать и размыкать цепь для управления работой электронных схем можно по заданному алгоритму при помощи запрограммированного микроконтроллера. Плата Arduino облегчает это взаимодействие.

Элементы:

Макетная плата Breadboard Half позволяет быстро и легко собирать электронные схемы без пайки.

Правильная установка на монтажную плату элементов

• • Выводы элементов аккуратно подгибаются для возможного подключения к плате. Нежелательно много раз сгибать и разгибать выводы («ножки»).Это приведет к порче элемента.

  • Элемент плотно устанавливается в отверстие платы «до упора». Почему «до упора?» Под слоем пластика скрываются медные пластины-рельсы, выложенные по незамысловатому принципу:

Arduino имеет свою среду разработки Arduino IDE. Программа, написанная в среде Arduino, называется скетч. Скетч пишется в удобном текстовом редакторе.

Любая программа работает как бесконечный цикл (повторяется многократно)

• • • Пример проекта на Arduino - мигающий светодиод.

• Так как светодиод является полупроводниковым прибором, то при подключении светодиода в цепь необходимо соблюдать полярность. Светодиод имеет два вывода, один из которых катод ("минус"), а другой - анод ("плюс"). Вывод анода длиннее.

• Для правильной работы вывод анода надо правильно подогнуть.

• • Правильно                              Неправильно

  • Порядок: «резистор до» или «резистор после» — не важен. Для питания одного светодиода будем использовать резистор 220 Ом. Вот типовая схема включения светодиода:

• • А это структурная схема подключения светодиода к Arduino:  

Программирование

Подготовьте среду программирования:

• • Запустите среду программирования Arduino IDE

  • Активируйте инструменты в меню ИНСТРУМЕНТЫ/ПЛАТА – Arduino Uno

  • ИНСТРУМЕНТЫ/ПРОГРАММАТОР – AVRISP mkl

  • ИНСТРУМЕНТЫ/ПОРТ – любой, где указана в скобках плата Arduino Uno

Почему не работает?

Задача 1

Получить последовательно все цвета из палитры RGB:

Для сборки модели с трехцветным (одним) светодиодом нам потребуется:

• • плата Arduino

  • Breadboard

  • трехцветный светодиод

  • 4 провода “папа-папа”

  • 3 резистора на 220 Ом

  • программа Arduino IDE

При работе с трехцветным светодиодом без встроенных резисторов необходимо иметь ввиду, что назначение ножки светодиода можно определить по ее длине. Самая длинная — земля (GND), короче — зеленый (G), еще короче — голубой (B), а самая короткая — красный (R).

Схема подключения модели Arduino с трехцветным светодиодом:

Для программирования трех основных цветов из предложенной цветовой палитры необходимо подключить к питанию 3 пина: 13 - красный (r), 12-зеленый (g) и 11-синий (b). Программа получения одного из этих цветов палитры выглядит так:

//объявляем переменные с номерами пинов

int r = 13;

void setup() //процедура setup

{

//объявляем используемые порты

pinMode(r, OUTPUT);

}

void loop() //процедура loop

{

digitalWrite(r, HIGH); //включаем красный

delay(500); //ждем 500 Мс

digitalWrite(r, LOW); //выключаем красный

delay(500); //ждем 500 Мс

}

Скопируйте программу в Arduino IDE и добавьте получение остальных цветов RGB-палитры (для получения, например желтого цвета, питание подается на 2 пина: r-13 и g-12)

Если подключить контакты светодиода к аналоговым пинам с тильдой (например, 9,10,11), то можно настроить яркость свечения светодиода или пары светодиодов..., используя команду:

pinMode(r,INPUT); в void setup()

и команду analogWrite(r,мощность от 0 до 255); в void loop();

Можно изменять яркость в цикле:

яркость увеличиваем с 0 до 250

for (int i=0;i<=250;i=i+10)

{

analogWrite(r,i);

delay(100);

}

яркость уменьшаем с 250 до 0

for (int i=250;i>=0;i=i-10)

{

analogWrite(r,i);

delay(100);

}

Задание: Напишите программу для свечения елочной игрушки по собственному алгоритму.