2015年2月24日 星期二

課程-點亮學習光明燈-數位類比輸出的練習

課程-點亮學習光明燈-S4A


這可以是學習ARDUINO的首部曲,這第一顆LED可以學習到數位/類比輸出的概念,在S4A1.6版裡,數位輸出有D10~D13,一共4隻腳可做數位輸出,因此想做數位輸出,就能接在這4隻腳其中1隻。

我們先將電路連接如圖,LED有分正負極,長腳正極接在ARDUINO的D13作為輸出送電控制,短腳負極接在GND使LED形成迴路(這是偷懶的做法,因為ARDUINO UNO輸出有內電阻,所以我們省略的220歐姆的限流用電阻,同樣的做法在ARDUINO NANO上會燒毀LED)。


















最正確的連接方法應該是下圖,要串連一個220或300歐姆的限流電阻如下圖,電阻沒有正負極之分,因此接在正極或是負極都沒有關係。





數位輸出是甚麼?

數位就是非黑即白,有電或沒電、有輸出或沒輸出、在ARDUINO裡就是5V或0V,沒有其他種狀況,輸出就是給出要控制別人的訊號,只有兩種訊號,開或關,我們用一個簡單的S4A例子來說明,這個程式控制D13腳位上的LED,一直重複開關各1秒鐘,範例如下:










執行程式後有沒有發現LED會隔一秒亮隔一秒暗的閃爍呢?其實你會發現主板上有一顆燈會跟著LED一起亮,因為這個燈和D13是並聯的。

影片在這裡:利用LED學數位輸出
舊版1.4版數位輸出
舊版1.4版紅綠燈01
舊版1.4版紅綠燈02

翻轉:

  1. 請你讓這LED燈閃爍頻率加快
  2. 請你利用這一個LED燈配合按鍵,做出摩斯密碼電報機
  3. 請你利用紅黃綠3的LED燈,模擬出紅綠燈

類比輸出又是甚麼?


類比簡單的說,在ARDUINO上就是在0V~5V中,可以給出任意電壓而非只有ON/OFF訊號,換句話說就是可以控制輸出功力的大小(想像一下武俠小說,都可以用0-10成功力來出招,就是這個意思),在ARDUINO中專業術語叫做PWM頻寬脈波調變,在S4A中因為是數位模擬類比,因此他把0-5V切割成0~255等分,你可以選擇輸出的比重(0~255),而可以控制的腳位是D5、D6、D9這3個腳位,因此如果你想控制輸出的功率,也就是LED的亮度,就得接在這3隻腳上的任1隻腳,而且輸出0和255等同於數位輸出的ON和OFF。我們用一個簡單的S4A例子來說明,這次把LED接在D9,電路如下:



















程式如下,執行後有沒有發現LED的亮度都不同呢?















影片在這裡:利用LED說明類比輸出
舊版1.4版:類比輸出

翻轉:

  1. 請你利用類比輸出的功能做出呼吸燈,就是慢慢變亮又慢慢變暗,像在呼吸一樣的燈,還得知道如何調整速度
  2. 請你用3個LED,做出類似李麥克霹靂車前方能左右掃描的跑馬燈,或是招牌上的霓虹燈


P.S.電阻不用背顏色,有APP可用,都甚麼時代了...




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