Arduino kartına LED nasıl bağlanır

Arduino platformu tüm dünyada çılgınca popüler. Programlama ve donanım yönetiminin geliştirilmesindeki ilk adımlar için ideal bir araç. Beceride büyüdükçe, çevre birimleri ekleyerek mimariyi büyütebilir ve daha karmaşık programları çalıştıran daha karmaşık sistemler oluşturabilirsiniz. Arduino Uno ve Arduino Nano kartları başlangıç ​​eğitimi için uygundur. Örneklerinde, LED'in Arduino'ya bağlantısı düşünülür.

Arduino Uno ve Arduino Nano Nedir?

Arduino Uno kartının temeli ATmega328 mikro denetleyicisidir. Ayrıca ek unsurlara sahiptir:

• kuvars rezonatörü;
• yeniden başlatma tuşu;
• USB bağlantısı;
• entegre voltaj sabitleyici;
• güç bağlantısı;
• modları belirtmek için birkaç LED;
• USB kanalı için iletişim çipi;
• devre içi programlama için konektör;
• birkaç aktif ve pasif unsur daha.

Bütün bunlar, bir havya kullanmadan ilk adımları atmanıza ve baskılı devre kartı üretme aşamasından kaçınmanıza olanak tanır.Üniteye 7,12 V'luk bir harici voltaj kaynağı veya bir USB konektörü ile güç verilir. Bu sayede, taslağı indirmek için modül PC'ye bağlanır. Kart, harici cihazlara güç sağlamak için 3,3 V voltaj kaynağına sahiptir. Çalışma için 6, 14 genel amaçlı dijital çıkış mevcuttur. 5 V ile çalıştırıldığında dijital çıkışın yük kapasitesi 40 mA'dır. Bu, bir LED'in doğrudan ona aracılığıyla bağlanabileceği anlamına gelir. sınırlayıcı direnç.

Arduino Uno.

Arduino Nano kartı, Uno ile tamamen uyumludur, ancak boyut olarak daha küçüktür ve tabloda belirtilen bazı farklılıklar ve basitleştirmelere sahiptir.

Arduino Nano.

Farklılıklar temel değildir ve incelemenin konusu için önemli değildir.

LED'i Arduino kartına bağlamak için gerekenler

LED'i bağlamak için iki seçenek vardır. Öğrenme amacıyla herhangi birini seçebilirsiniz.

1. Yerleşik LED kullanın. Bu durumda, güç ve programlama için bir USB konektörü aracılığıyla bir PC'ye bağlanmak için bir kablo dışında başka hiçbir şeye gerek yoktur. Karta güç sağlamak için harici bir voltaj kaynağı kullanmanın bir anlamı yoktur: akım tüketimi küçüktür.
   Arduino Uno'yu PC'ye bağlamak için USB A-B kablosu.
2. Harici LED'leri bağlayın. Burada ayrıca ihtiyacınız olacak:
   • LED'in kendisi;
   • nominal değeri 250-1000 ohm olan (LED'e bağlı olarak) 0,25 W (veya daha fazla) güce sahip akım sınırlayıcı direnç;
   • harici bir devreyi bağlamak için teller ve bir havya.

Harici bir LED'i doğrudan kontrolör çıkışına bağlama.

LED'ler, mikrodenetleyicinin herhangi bir dijital çıkışına katoda, bir balast direnci aracılığıyla ortak bir kabloya anot bağlanır. Çok sayıda LED ile ek bir güç kaynağı gerekebilir.

Bir çıkışa birden fazla LED bağlamak mümkün müdür?

Çıkışlardan herhangi birine harici bir LED veya LED grubu bağlamak gerekebilir. Mikrodenetleyicinin bir çıkışının yük kapasitesi, belirtildiği gibi küçüktür. 15 mA akım tüketimine sahip bir veya iki LED doğrudan paralel olarak bağlanabilir. Çıktının beka kabiliyetini, olasılığın eşiğinde veya onu aşan bir yük ile test etmeye değmez. Transistörde bir anahtar kullanmak daha iyidir (alan veya bipolar).

Bipolar triyot üzerindeki bir transistör anahtarı aracılığıyla LED'i bağlama.

direnç R1 içinden geçen akım çıkışın yük kapasitesini aşmayacak şekilde seçilmelidir. Maksimumun yarısını veya daha azını almak daha iyidir. Bu nedenle, ılımlı bir akım ayarlamak için 10mA, 5 volt beslemedeki direnç olmalıdır 500 ohm.

Her LED'in kendi balast direnci olmalıdır, ortak bir tane ile değiştirilmesi istenmez. Rbal, çalışma akımını her bir LED üzerinden ayarlayacak şekilde seçilir. Yani, 5 voltluk bir besleme voltajı ve bir akım için 20 mA, direnç 250 ohm veya en yakın standart değer olmalıdır.

Transistörün kollektöründen geçen toplam akımın maksimum değerini aşmamasını sağlamak gerekir. Bu nedenle, KT3102 transistörü için en büyük Ik 100 mA ile sınırlandırılmalıdır. Bu, akım ile 6'dan fazla LED'in bağlanamayacağı anlamına gelir. 15 mA. Bu yeterli değilse, daha güçlü bir anahtar kullanılmalıdır.Böyle bir devrede bir n-p-n transistör seçmek için tek kısıtlama budur. Burada bile teorik olarak triyotun kazancını hesaba katmak gerekir, ancak bu koşullar için (giriş akımı 10 mA, çıkış 100) sadece en az 10 olmalıdır. Herhangi bir modern transistör böyle bir h21e üretebilir.

Böyle bir devre, yalnızca mikrodenetleyicinin akım çıkışını artırmak için uygun değildir. Böylece, artırılmış voltajla (örneğin 12 volt) çalışan yeterince güçlü aktüatörler (röleler, solenoidler, elektrik motorları) bağlayabilirsiniz. Hesaplarken, karşılık gelen voltaj değerini almanız gerekir.

Anahtarları yürütmek için de kullanabilirsiniz MOSFET'ler, ancak açılması için Arduino'nun verebileceğinden daha yüksek bir voltaj gerektirebilir. Bu durumda ek devreler ve elemanlar sağlanmalıdır. Bundan kaçınmak için "dijital" alan etkili transistörlerin kullanılması gerekir - 5'e ihtiyaç duyarlar. volt açmak. Ama daha az yaygındırlar.

Bir LED'i Programlı Olarak Kontrol Etme

Mikrodenetleyicinin çıkışına bir LED bağlamak çok az şey yapar. Arduino'dan LED'in kontrolüne programlı olarak hakim olmak gerekir. Bu, C (C) tabanlı Arduino dilinde yapılabilir. Bu programlama dili, ilk öğrenme için C'nin bir uyarlamasıdır. Ustalaştıktan sonra C++'a geçiş kolay olacaktır. Eskizler yazmak (Arduino için programlar olarak adlandırılır) ve bunları canlı olarak hata ayıklamak için aşağıdakileri yapmanız gerekir:

• Arduino IDE'yi kişisel bir bilgisayara kurun;
• USB iletişim çipi için bir sürücü yüklemeniz gerekebilir;
• kartı bir USB-microUSB kablosu kullanarak bir PC'ye bağlayın.

Arduino IDE geliştirme ortamının arayüzü, bir program yazmaya davettir.

Basit programlarda ve devrelerde hata ayıklamak için bilgisayar simülatörleri kullanılabilir. Arduino Uno ve Nano kartlarının çalışmasının simülasyonu, örneğin Proteus tarafından desteklenir (sürüm 8'den itibaren). Simülatörün rahatlığı, donanımı hatalı monte edilmiş bir devre ile devre dışı bırakmanın imkansız olmasıdır.

Proteus 8.23'te bağlı bir LED ile Arduino'nun simülasyonu.

Eskizler iki modülden oluşur:

• kurmak - program başlangıcında bir kez yürütülür, donanımın değişkenlerini ve çalışma modlarını başlatır;
• döngü – kurulum bloğundan sonsuza kadar döngüsel olarak yürütülür.

İçin LED bağlantısı genellikle yanlış port olarak adlandırılan 14 serbest pinden (pin) herhangi birini kullanabilirsiniz. Aslında port, basitçe söylemek gerekirse, bir grup pindir. Pin sadece bir elementtir.

Pim 13 için bir kontrol örneği düşünülür - karta bir LED zaten bağlanmıştır (Uno kartındaki bir amplifikatör takipçisi aracılığıyla, Nano'daki bir direnç aracılığıyla). Bir port piniyle çalışmak için giriş veya çıkış modlarında yapılandırılmalıdır. Bunu kurulum gövdesinde yapmak uygundur, ancak gerekli değildir - çıktı hedefi dinamik olarak değiştirilebilir. Yani, programın yürütülmesi sırasında port, giriş için veya veri çıkışı için çalışabilir.

Arduino'nun 13 piminin (ATmega 328 mikro denetleyicinin B bağlantı noktasının PB5 pimi) başlatılması aşağıdaki gibidir:

geçersiz kurulum()

{

pinMode(13, Çıkış);

}

Bu komutu yürüttükten sonra, kartın pin 13'ü çıkış modunda çalışacak, varsayılan olarak lojik düşük olacaktır. Programın yürütülmesi sırasında sıfır veya bir yazılabilir. Birim kaydı şöyle görünür:

boşluk döngüsü()

{

digitalWrite(13, YÜKSEK);

}

Şimdi kartın pim 13'ü yükseğe ayarlanacak - mantıklı bir tane ve LED'i yakmak için kullanılabilir.

LED'i kapatmak için çıkışı sıfıra ayarlamanız gerekir:

digitalWrite(13, DÜŞÜK);

Böylece, port kaydının karşılık gelen bitine dönüşümlü olarak bir ve sıfır yazarak, harici cihazları kontrol edebilirsiniz.

Artık LED'i kontrol etmek için Arduino programını karmaşıklaştırabilir ve ışık yayan elemanın nasıl yanıp söneceğini öğrenebilirsiniz:

geçersiz kurulum()

{

pinMode(13, Çıkış);

}

boşluk döngüsü()

{

digitalWrite(13, YÜKSEK);

gecikme(1000);

digitalWrite(13, DÜŞÜK);

gecikme(1000);

}

Takım gecikme(1000) 1000 milisaniyelik veya bir saniyelik bir gecikme oluşturur. Bu değeri değiştirerek, yanıp sönen LED'in frekansını veya görev döngüsünü değiştirebilirsiniz. Kartın başka bir çıkışına harici bir LED bağlıysa, programda 13 yerine seçilen pinin numarasını belirtmelisiniz.

Anlaşılır olması için bir dizi video öneriyoruz.

Arduino'ya LED bağlantılarında ustalaştıktan ve onu nasıl kontrol edeceğinizi öğrendikten sonra, yeni bir seviyeye geçebilir ve daha karmaşık programlar yazabilirsiniz. Örneğin, bir düğme ile iki veya daha fazla LED'i nasıl değiştireceğinizi, harici bir potansiyometre kullanarak yanıp sönme frekansını nasıl değiştireceğinizi, PWM kullanarak ışımanın parlaklığını nasıl ayarlayacağınızı, bir RGB emitörünün rengini nasıl değiştireceğinizi öğrenebilirsiniz. Görevlerin seviyesi sadece hayal gücü ile sınırlıdır.