код на ардуино для включения и выключения светодиода
В блоке уроков Светодиоды, Резисторы, Arduino . Мы научились управлять светодиодом с помощью платы Arduino. Но как сделать включение светодиода при нажатии кнопки?
В данном уроке мы рассмотрим самый простой способ управления светодиодом.
Для урока нам понадобиться:
В уроке Мигаем светодиодом на Arduino мы уже рассмотрели программу и схему подключения светодиода. Добавим к ней кнопку и у нас получиться:
Скетч получится довольно простой.
Данный код практически не применим в практике, но нам для примера будет достаточно.
В данной строчке пин button сконфигурирован как вход, для дальнейшего приема на него сигнала.
Считываем цифровое значение с pin button. Если получаем 5В, это значит HIGH и 0В LOW.
Конструкция if..else предоставляет больший контроль над процессом выполнения кода, чем базовый оператор if, позволяя осуществлять несколько проверок, объединенных вместе.
Если вам что то не понятно посмотрите уроки в блоке: Светодиоды, Резисторы, Arduino
Следующий урок: Arduino управляем двумя светодиодами с помощью кнопки
Если у вас чего то нет для выполнения данного урока, Вы можете посмотреть в каталоге. Там собранные комплектующими от проверенных продавцов по самым низким ценам.
Понравилась статья? Поделитесь ею с друзьями:
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!
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:
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. https://www.youtube.com/watch?v=uaiLcCd9Tnk
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:
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%.
Важные моменты по току и подключению:
Видео
Урок 12. Мигаем светодиодом Ардуино
Мы уже изучили основные вопросы по работе с аналоговыми входами/выходами. В этом уроке мы подключим нашу светодиодную цепь к одному из цифровых выводов Arduino, включим и выключим светодиод с помощью кода. Мы закрепим знания полезных функций, встроенных в язык Arduino. Нам важно на данном этапе запомнить когда и как использовать три основные функции.
pinMode(pinNumber, mode)
pinMode() (см. в справочнике) используется в setup() скетча, чтобы инициализировать каждый вывод, который мы используем в качестве входа или выхода.
Мы не можем считывать или отправлять на контакт что-либо до того, как будет определена функция pinMode().
digitalWrite(pinNumber, state)
Если вместо этого мы подключаем светодиод к одному из цифровых выводов Arduino, мы можем включить светодиод, установив вывод на 5 В, и выключить его, установив вывод на земле.
delay(timeInMs)
delay() приостанавливает программу на заданный промежуток времени. Например, delay(2000) приостановит программу на 2000 миллисекунд (2000 миллисекунд = 2 секунды), delay(100) приостановит программу на 100 миллисекунд (1/10 секунды) и так далее.
Перед написанием финальной программы мы делаем соединения используя макетную плату.
Пишем код мигающего светодиода, который мы запустим на нашем Arduino.
Также вы уже заметили все точки с запятой. Точки с запятой используются в конце каждой команды на большинстве языков программирования, в том числе и в Arduino. Если вы забудете точку с запятой, то вы увидите ошибку. Со временем, изучая другие области разработки, вы обнаружите, что многие другие языки программирования используют точки с запятой в конце каждой строки.
В этом коде ledPin является переменной. Переменные используются для хранения информации в программах, в этом скетче используем переменную ledPin для хранения числа 7. Позже в программе когда Arduino дойдет до строки с переменной ledPin, плата оценит переменную в соответствии с её текущим сохраненным значением. Итак, строка:
вычисляется Arduino как:
Фактически, мы могли бы заменить все виды использования pinMode числом 7, и программа работала бы точно так же, но использование переменной помогает нам легче читать и понимать код.
Как и ожидалось, светодиод включается на одну секунду, затем выключается на одну секунду. Попробуйте изменять delay(), чтобы увидеть, как это влияет на время мигания светодиода.
Здесь происходит отключение светодиода, но Arduino сразу же попадает в конец цикла loop() и снова начинает выполнение первой строки цикла (включение светодиода). Это происходит так быстро, что человеческий глаз не видит, как светодиод выключается на этот короткий момент, пока wbrk перезапускается.
Подключение светодиода к Ардуино
В этом уроке мы узнаем, как правильно выполнить подключение светодиода к плате Ардуино и как организовать управление им с помощью скетча. Для работы с проектами вам потребуется плата Arduino Uno, Nano или Mega, а также установленная на компьютер программа Arduino IDE. Если у вас нет возможности собрать схему своими руками, можно воспользоваться встроенными светодиодами на плате контроллера. Главное, чтобы была возможность подключиться к
Подключение светодиода к Ардуино
Светодиод – один из самых распространенных электронных компонентов, применяемых в электротехнических проектах. И естественно то, что любые DIY проекты начинаются с примеров работы со светом – мигание, мерцание, переключение. Существует огромное количество светодиодов разных вариантов и моделей в разных корпусах и с различными характеристиками. Более подробно мы писали об этом в статье с описанием принципа работы светодиода. Мы с вами будем использовать самые простые и дешевые компоненты, которые можно без труда купить в любом интернет-магазине.
Правила подключения
Главное, что нам нужно знать о светодиодах (кроме того, что они светятся) – что это полупроводниковый прибор. Свет в виде испускаемых фотонов возникает в специальном слое (pn – переходе), когда через него проходит определенный ток. Принцип работы светодиода показан на следующей картинке.
При подключении светодиодов важно знать два главных правила:
Полярность светодиодов
Первое правило легко соблюдать, если знать, где у светодиода минус, а где плюс. Тут на помощь приходят правила маркировки. Мы смотрим на ножки и видим, что они разного размера. Более длинная ножка означает плюс. Если нет возможности сравнить длину или кто-то уже до вас отрезал часть ножек, мы ощупываем корпус (визуально определить будет сложно) – с одной из сторон корпус слегка обрезан (скошен), с этой стороны находится минус.
Полярность светодиодов
Что будет, если перепутать ножки местами и поменять полярность подключения? К счастью – ничего. Ничего не сгорит, но и светиться тоже ничего не будет. Диод, включенный неправильно, просто размыкает цепь. Естественно, до определенного предела, т.к. если мы подадим достаточно большой ток, то рано или поздно случится пробой и устройство перестанет работать совсем.
Ограничение по току
Правило ограничения по току тоже легко выполнить. Нужно лишь получить в спецификации к вашему светодиоду значение максимального тока для данной модели и добавить в схему сопротивление, обеспечивающее нужный ток в цепи. Все это легко рассчитывается с помощью закона Ома и многочисленных калькуляторов, доступных в интернете. Чтобы не усложнять процесс лишними расчетами (это мы сделали в другой статье) просто даем итоговый результат для работы с Ардуино.
В наших первых проектах для самых распространенных светодиодов, доступных в стартовых комплектах, мы будем использовать резисторы 220 Ом. Если вы добавите к схеме резистор большего номинала, то ничего страшного не произойдет – просто диод будет светить не так ярко.
Схема подключения светодиода
Подключение светодиода к электрической цепи – достаточно простая операция. Нужно соединить соответствующие ножки с плюсом и минусом. Длинную ножку подключаем к той части цепи, которая ведет в итоге к плюсу. Важно не забыть включить в цепь резистор.
Схема подключения светодиода
Может возникнуть вопрос, как соединить провода. Мы можем держать их руками и зубами, можно выполнить скрутку, можно спаять. Но самым простым и довольно надежным способом соединения является использование макетных плат. Мы писали о них в статье о платах прототипирования.
Схема подключения к плате Arduino Nano или Uno
Чтобы подключить светодиод к Ардуино надо понять, где на этой плате будет плюс, где минус. Ведь светодиод – устройство электрическое, для его работы нужна электрическая цепь с плюсом и минусом. Первое, что можно сделать – это подключить питание к выводу 5В платы Uno. Свет будет гореть, но таким устройством управлять с помощью скетча невозможно. Свет будет гореть до тех пор, пока включено питание. Конечно, можно выключать питание и уводить плату в режим сна в программе, но это уже тема отдельной статьи.
Подключение светодиода напрямую к пину питания Ардуино
Правильным вариантом подключения является использование пинов (разъемов) платы, на которые мы можем подавать напряжение из скетча. Тут нет ничего сложного, если представить плату Ардуино в виде батарейки с большим количеством положительных и отрицательных полюсов. Мы просто включаем или выключаем нужные разъемы, подавая на подключенные к ним устройства напряжение и ток.
Начнем с отрицательных полюсов. Все минусы платы обозначены одним словом – GND, сокращенное от ground – земля («земля» или «корпус» – так часто называют общую линию для электрической схемы). На плате Arduino Uno или Nano можно найти три таких контакта: возле 13 пина и на другой стороне, в зоне разъемов питания.
Все остальные цифровые или аналоговые пины (с номерами или обозначениями A0-A5) могут быть и плюсами и минусами. Если мы укажем в программе, что на нужный нам порт надо подать напряжение (высокий уровень сигнала), то он становится плюсом. Если укажем низкий уровень сигнала, то пин станет «минусом». Не будем вдаваться в тонкости и расчеты, наша задача пока понять основы.
Пошаговая инструкция
Итак, нам нужно подключить светодиод к плате. Для этого мы соединяем длинную ножку к плюсу, т.е. к тому участку схемы, который ведет к цифровому или аналоговому разъему платы. Но делаем это не сразу, а через резистор, который уже потом подключается к пину 13. Короткую ножку (минус) подключаем к минусу – к пину GND. Вот так это выглядит на схеме.
Подключение светодиода к Arduino Uno
Можно поменять местами резистор и светодиод – подключить GND к резистору, а плюс через напрямую к цифровому пину. Ничего от этого не изменится. Если вы захотите поменять местами провода, обязательно обращайте внимание на то, что ножки диода должны стоять длинной стороной к проводам, ведущим к пинам платы и короткой – к пинам с обозначением GND.
Для упрощения работы, подключите светодиод к 13 пину по схеме, представленной на рисунке. Собрав схему и включив питание, мы можем увидеть, как наш светодиод замигает уже при старте. Если в плате загружен тот же начальный скетч маячка, то после инициализации светодиод будет мигать и увидим, что теперь он мигает с частотой 1 раз в секунду. О том, как загрузить скетч в ардуино, можно прочитать в нашей статье о проектах для начинающих.
Встроенный светодиод в Arduino Uno и Nano
На самом деле нам не обязательно знать о нюансах работы со светодиодами для начала практической деятлеьности. Первые эксперименты вполне можно провести со встроенным светодиодом платы Ардуино. В подавляющем большинстве плат он будет подключен к пину 13. Вы можете без труда найти светящиеся элементы платы – они загораются и мигают разным цветом при включении. Это и есть встроенные светодиоды.
Далеко не все “лампочки на плате” доступны нам для управления из скетча. Некоторые из них служат индикаторами обмена данными через те или иные протоколы (например, UART), другие информируют о включении питания и режиме работы платы. Светодиод, присоединенный к пину 13 платы может загореться и погаснуть при включении платы, а затем его работа определяется встроенным скетчем.
На некоторых вариантах плат количество источников света ограничено и 13 пин оказывается не подключенным. Это делается ради экономии потребляемой электроэнергии, ведь led-лампочка всегда приводит к повышенному потреблению электричества. В некоторых проектах, требующих увеличенного времени работы от аккумуляторов, “прожорливые лампочки” приходится выпаивать принудительно.
Подключение нескольких светодиодов
Для подключения нескольких светодиодов к ардуино нужно просто подключить каждый из них к своему цифровому порту по той же схеме. Например, для создания проекта «Мигалка» можно взять два светодиода красного и синего цвета, подключив через сопротивление их положительные (длинные ножки)контакты к 13 и 12 пину соответственно. Короткие ножки подключаются к минусу – земле.
Схема подключения светодиодов проекта Мигалка
Мы уже знаем, что на плате нас дожидаются три разъема с таким обозначением («GND»), можно подключать к любому. Если разъемов питания будет не хватать, у нас есть три варианта.
Точно так же вы сможете подключить и следующие светодиоды, приступив к проектам светофор или светодиодная лента.
Имейте в виду, что подключение более 3 светодиодов создает достаточно большую нагрузку на модуль питания платы Arduino. Поэтому не рекомендуется устраивать длительное одновременное включение множества светодиодов.
Управление светодиодом
Подключив светодиод к Ардуино, мы получаем очень удобный инструмент для управления им. Ведь нам не нужно ничего включать или выключать физически. Достаточно просто указать в программе нужные инструкции, чтобы сама плата подавала напряжение на нужные пины, включая или выключая наш светодиод. Единожды загрузив программу в память контроллера, мы заставим его выполнять нужный нам алгоритм каждый раз, когда будет подключено питание.
Включение и выключение светодиода в Ардуино
Включение светодиода произойдет в тот момент, когда мы подадим на пин, к которому он подключен, высокий уровень сигнала (напряжение). За это в Ардуино отвечает функция digitalWrite со вторым параметром HIGH. Например, для светодиода, подключенного к пину 12 команда будет выглядеть так: digitalWrite (12, HIGH);
Чтобы выключить светодиод, мы используем ту же команду, но с параметром LOW: digitalWrite(12, LOW). Если мы вызовем первую команду, а потом чрез какой-то промежуток времени вторую, то у нас светодиод сначала загорится, а потом потухнет. Зациклив включение и выключение, мы получим постоянно включающийся и выключающийся мигающий маячок.
Бывают ситуации, когда светодиод горит не очень ярко и непонятно, что тут пошло не так. На самом деле нужно в первую очередь проверить, не забыли ли вы сконфигурировать пин в качестве выходного. Это делается добавлением функции pinMode (обычно в блоке setup()). Для нашего варианта функция будет выглядеть так: pinMode(12, OUTPUT);
Управление яркостью светодиода
Мы можем не только включать или выключать свет, но и управлять его яркостью. Для этого используется специальная технология с красивым названием ШИМ. Подключившись к пинам контроллера, поддерживающим ШИМ, можно регулировать интенсивность свечения с помощью функции analogWrite(). Мы должны указывать ей в качестве параметров номер пина и значение из диапазона от 0 до 255. Чем больше число, тем ярче будет светить лампочка. Например, для пина 3 пример будет выглядеть так: analogWrite(3, 255) или analogWrite(3, 100). В первом случае яркость будет максимально возможная, во втором – гораздо меньше.
Заключение
Подключить светодиод к своей схеме на Ардуино – несложное занятие. Просто соединяем ножки в правильной последовательности и не забываем о токоограничивающем резисторе. Главное преимущество Ардуино в таких схемах – возможность программного управления светодиодом. Мы просто пишем в программе нужный алгоритм, загружаем его в контроллер и плата включает и выключает нужные нам пины.
Можно подключать несколько светодиодов, но следить, чтобы не выйти в итоге за пределы ограничений по току. Можно не просто включать или выключать свет, но и управлять его яркостью. Для этого используем пины, поддерживающие ШИМ и функцию analogWrite.
Более подробно о подключении и управлении светодиодами на ардуино вы сможете узнать в статьях с описанием таких проектов как мигалка, маячок, светофор.
Включение светодиода через кнопку в Arduino UNO
Как включить светодиод через кнопку в Arduino UNO
Давайте продолжим разработку простых схем на Arduino UNO и cегодня мы задействуем такой элемент управления схем, как кнопка, смонтированная на монтажной плате.
Давайте установим резистор на монтажную плату, будем использовать один разъём минусовой, он отмечен синим цветом на монтажной плате, не доходя до ножки один оставим свободный разъём, также нам понадобятся провода для земли, для минуса, проводник для подачи 5 вольт, и для управления светодиодом.
Давайте перейдём в новый проект, уберём лишнее из кода, и займемся написанием скетча.
Объявим константу целочисленное значение int и дадим имя константе keyPin равно 12, также объявим еще одну константу, тип int ledPin равно 13.
На 12 контакт мы будем подавать напряжение 5V, 13 контакт у нас будет питать светодиод.
Вот какой текст кода должен получиться.
Проверим наш скетч, сохраним проект на рабочий стол с любым именем, без сохранения он не запустится, вернёмся к нашей монтажной плате, зальём скетч на Arduino и займемся монтажом непосредственно проводников.
Итак мы используем чёрный проводник, который мы подключим Ground, к земле, с вот этой стороны, можно использовать возле 13 разъёма Ground, но мы его ещё задействуем.
Подключим с этой стороны ближе к микросхеме и подключим его к минусу на разъеме, соответственно минус у нас сейчас подключён к резистору.
Жёлтый проводник мы подключаем к 5 вольтам рядом с Ground на этой стороне, силовой блок, силовой разъём, где написано Power.
В 12 разъемы подключаем оранжевый проводник и подключаем его в эту точку между сопротивлением и кнопкой, после того как мы нажмем на кнопку, соответственно, если у нас подаётся напряжение, замыкается цепь, 5V приходит на оранжевый проводник на 12 разъем, то загорается светодиод на плате.
Длинный разъём подключаем в 13 разъем и короткий минусовой у нас идёт в GROUND, при нажимании на кнопку нас загорается светодиод.
Аналогично со светодиодом на плате, давайте установим светодиод, вынесем его на монтажную плату, задействуем ещё несколько проводников.
Давайте вот этот тёмно-зелёный мы подключим к короткой ножке и к минусу, а проводник красный мы подключим к 13 разъему и соответственно на монтажной плате к плюсовому разъёму светодиода.
Как вы можете заметить схема практически ничем не отличается, нажимая на кнопку, загорается светодиод на монтажной плате и встроенный на плате Arduino.
Смотрите видео, как включить светодиод через кнопку в Arduino UNO
В следующих статьях мы вернёмся снова к этой схеме, сделаем так чтобы при нажатии на кнопку светодиод продолжал гореть, а при повторном нажатии выключался.