LED

LED INTEGRATO

Iniziamo con gli esercizi ed iniziamo con i LED.

Per LED si intende un diodo, un componente elettronico capace di emettere luce al passaggio della corrente. Oltre a questo il LED è un componente elettricamente orientato, ovvero la corrente lo attraversa solo se collegato nel verso giusto, ovvero con l’alimentazione al lato positivo e la terra a quello negativo. In genere si presentano come lampadine con due piedini metallici uno più lungo dell’altro (il più lungo è il positivo).

Prima di passare ai LED esterni, proviamo ad utilizzare un LED integrato installato sulla scheda Arduino Uno e che ci consente di testare sia la scheda che l’IDE.

Scriviamo il nostro primo programma.

Innanzitutto inizializziamo il LED integrato nella scheda. Nel SETUP, infatti, dichiariamo l'uso che facciamo dei PIN ovvero se li usiamo in lettura (INPUT) o in scrittura (OUTPUT). Scriviamo la nostra prima riga di codice usando l’istruzione “pinMode” che tra parentesi riporta il nome del pin e la sua funzione. In questo caso il nome del pin e PIN_BUILTIN (pin integrato) e lo usiamo con OUTPUT.

Impostato il PIN andiamo a scrivere le istruzioni del LOOP. Vogliamo che il LED si accenda e si spenga in continuazione. Useremo le istruzioni digitalWrite che invia al PIN una segnale digitale ALTO o BASSO (5V o 0V, acceso o spento) e delay, che blocca l’esecuzione del programma per i millisecondi indicati in parentesi.

Non resta che compilare e verificare che non ci siano errori. Successivamente colleghiamo la scheda alla porta e facciamo l’upload del codice nella scheda per vedere il nostro LED lampeggiare.

Il codice presentato è presente già all’interno dell’IDE insieme a tanti altri codici e minitutorial utilissimi per iniziare a prendere confidenza con il sistema Arduino. Basta andare nel menu file>>esempi>>1.Basics>>Blink, come in figura

LED ESTERNI

Proviamo ora a collegare un LED esterno alla scheda Arduino ed impariamo come farlo lampeggiare. In effetti è abbastanza chiaro che lo Sketch, a meno di una piccola modifica, è esattamente lo stesso, ma prima ragioniamo un attimo sulla fisica del circuito elettrico ed in particolare sulla seconda legge di OHM.

I Led, come descritto nel paragrafo precedente, sono valvole di non ritorno, lampadine orientante che lasciano passare la corrente in una sola direzione. Hanno, tuttavia, un’altra caratteristica, quella di avere assorbimenti elettrici a seconda del loro colore. Nella tabella che segue le indicazioni del voltaggio necessario per ogni LED:

• colore rosso: 1,8 V
• colore giallo: 1,9 V
• colore verde: 2,0 V
• colore arancio: 2,0 V
• colore blu: 3,0 V
• colore bianco: 3,0 V

Il collegamento alla scheda Arduino, alimenta il LED con un voltaggio di 5 V evidentemente eccessivo. E allora basta applicare il calcolo della resistenza nella legge di OHM per bloccare ed assorbire il voltaggio in eccesso.

Per scegliere la resistenza scriveremo

R =(Valim – Vled)/I

Dove l’intensità di corrente possiamo assumerla pari a 20 mA.

Per in LED rosso otterremo un valore di 160 Ohm. In realtà una resistenza del genere non esiste in commercio (un esempio nel link http://www.febat.com/Elettronica/Elettronica_valori_resistenze_standard.html) ed allora sceglieremo la resistenza immediatamente superiore da 180 Ohm. Vanno bene anche resistenze superiori, ma la luminosità del LED sarà via via minore.

Due parole sulle resistenze

Le resistenze sono componenti ceramici atti, come abbiamo visto, ad assorbire corrente in eccesso. Il valore delle resistenze è codificato con delle strisce colorate dipinte intorno al corpo ceramico. Il valore delle strisce in relazione alla posizione è ricavabile da tabelle reperibili ovunque ed allegate al presente paragrafo (http://www.associazionemarconi.com/calcolo/codice_resistenze_elettriche_4.html),

Veniamo ai collegamenti. Di seguito la foto del collegamento fatto con TinkerCAD

In realtà abbiamo semplicemente realizzato un circuito elettrico dove la scheda Arduino funge sia da alimentazione (collegata via cavo USB al computer), sia da controllore visto che permette l’accensione e lo spegnimento del LED. Il LED lo colleghiamo al PIN 7, prima del LED inseriamo la resistenza (essendo un circuito in serie potremmo metterla anche dopo), e poi chiudiamo il circuito utilizzando uno dei PIN GND (ground).

Non resta che il codice.

La riga con l’istruzione #define è solo una riga di comodo. In questa maniera, qualora dovessimo cambiare PIN, ci limiteremmo alla modifica del numero in questa istruzione lasciando inalterata le definizione del LED come output del sistema.