Джереми Блум - Изучаем Arduino - инструметы и методы технического волшебства

Проект с мигающим светодиодом, рассмотренный в предыдущей главе, скорее игрушка, чем полезное устройство. Действительно привлекательной для разработчиков делает платформу Arduino наличие контактов ввода-вывода. К плате можно подключить, например, геркон, и при открытии двери проигрывать какую-либо мелодию или создать электронный сейф, или несложный музыкальный инструмент.

В этой главе вы приступите к разработке новых проектов: познакомитесь с возможностями цифровых входов Arduino, узнаете о подтягивающих (pull-up) и стягивающих (pull-down) резисторах и научитесь управлять цифровыми выходами.

- 43 -

У большинства плат Arduino нет аналоговых выходов, но их можно эмулировать с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Далее мы расскажем, как сформировать ШИМ-сигнал. Прочитав главу, вы сможете создать ночник на RGB-светодиоде.

ПРИМЕЧАНИЕ

Видеоурок данной главы можно посмотреть на интернет-странице

http://www.jeremyblum.com/2011/01/10/arduino-tutorial-2-now-with-more-blinky-things/ [5] На русском: http://wiki.amperka.ru/видеоуроки:2-кнопки-pwm-функции. .

Если вы захотите узнать больше о некоторых аспектах электротехники, затронутых в этой главе, то посмотрите видеофильм, расположенный на интернет-странице

http://www.jeremyblum.com/2011 /01 /17 /electrical-engineering-basics-in-arduinotutorial-3/ [6] На русском: http://wiki.amperka.ru/видеоуроки:3-основы-схемотехники. .

В главе 1 вы узнали, как заставить мигать светодиод, подключенный к цифровому контакту. Продолжим изучать возможности цифровых выходов Arduino и рассмотрим следующие темы:

• конфигурирование назначения цифровых выводов;

• подключение внешних компонентов;

• новые концепции программирования циклов и констант;

• различие между цифровыми и аналоговыми выходами;

• широтно-импульсная модуляция (ШИМ).

Мигающий светодиод из предыдущего примера был встроен в плату Arduino.

Теперь настало время выйти за пределы платы и соединить ее контакт 9 с внешним светодиодом. Этот простой пример поможет вам понять, как собирать более сложные внешние цепи, описанные в следующих главах. Более того, контакт 9 Arduino позволяет формировать сигнал широтно-импульсной модуляции, что мы используем далее в этой главе.

Рассмотрим, что такое макетная плата и как эффективно использовать ее для проектов из этой книги. Макетная плата - удобный инструмент для экспериментов, позволяющий легко собирать простые схемы без изготовления печатных плат и пайки. С двух сторон по всей длине макетной платы расположены красные и синие

- 44 -

отверстия. Все красные отверстия соединены между собой и служат, как правило, для подачи питания. Для большинства проектов из этой книги это +5 В. Все синие отверстия тоже электрически соединены друг с другом и играют роль шины заземления. Каждые пять отверстий, расположенных вертикальными рядами, также соединены друг с другом. Посередине есть свободное место для удобства установки компонентов на макетной плате. Электрические соединения отверстий показаны на рис. 2.1 утолщенными линиями.

Шина питания Шина заземления (общая шина)

Шина питания Шина заземления (общая шина)

Область для установки элементов

Рис. 2.1. Электрические соединения макетной платы

Светодиоды почти наверняка будут одними из наиболее часто используемых деталей в проектах из данной книги. Подключая светодиоды, необходимо соблюдать правильную полярность. Положительный вывод светодиода называется анодом, отрицательный - катодом. Определить назначение контактов светодиода можно визуально: вывод катода короче, чем анода.

Ток через светодиод течет только в одном направлении: от анода к катоду. Поскольку ток протекает от положительного полюса к отрицательному, анод светодиода следует подключить к источнику тока (цифровой выход +5 В), а катод к земле. Резистор может быть подключен последовательно с любым из выводов светодиода. Полярность подключения для резисторов не важна.

- 45 -

Подключать светодиод к контакту 9 Arduino нужно последовательно с резистором, который выступает в качестве ограничителя тока. Чем больше сопротивление резистора, тем сильнее он ограничивает ток. В этом примере мы применим резистор номиналом 220 Ом. Монтажная схема изображена на рис. 2.2.