Подключение светодиода к Ардуино: схема, как зажечь, особенности управления
Платформа Ардуино пользуется бешеной популярностью во всем мире. Идеальный инструмент для первых шагов в освоении программирования и управления «железом». С ростом навыков можно наращивать архитектуру, добавляя периферийные платы, и создавать более сложные системы, работающие под управлением более сложных программ. Для первоначального обучения подойдут платы Arduino Uno и Arduino Nano. На их примере рассмотрено подключение светодиода к Ардуино.
Что такое Ардуино Уно и Ардуино Нано
Основой платы Ардуино Уно является микроконтроллер ATmega328. На ней также установлены дополнительные элементы:
- кварцевый резонатор;
- кнопка сброса;
- разъем USB;
- интегральный стабилизатор напряжения;
- разъем питания;
- несколько светодиодов для индикации режимов;
- микросхема связи для USB-канала;
- разъем для внутрисхемного программирования;
- еще несколько активных и пассивных элементов.
Все это позволяет сделать первые шаги, не пользуясь паяльником, и избежать этапа изготовления печатной платы. Запитывается блок от внешнего источника напряжения 7..12 В или через USB-разъем. Через него же модуль подключается к ПК для загрузки скетча. На плате имеется источник напряжения 3,3 В для питания внешних устройств. Для работы доступно 6 аналоговых входов, 14 цифровых выводов общего назначения. Нагрузочная способность цифрового вывода при питании от 5 В составляет 40 мА. Это означает, что к нему непосредственно можно подключить светодиод через ограничительный резистор.
Arduino Uno.Плата Ардуино Нано полностью совместима с Уно, но меньше размером и имеет некоторые отличия и упрощения, указанные в таблице.
| Плата | Контроллер | Разъем для внешнего питания | Микросхема для связи по USB | Разъем USB |
|---|---|---|---|---|
| Arduino Uno | ATmega328 | Есть | ATmega8U2 | USB A-B |
| Arduino Nano | ATmega328 | Нет | FT232RL | micro USB |
Различия не принципиальны и для темы обзора значения не имеют.
Что нужно, чтобы подключить LED к плате Arduino
Вариантов подключения светодиода два. Для целей обучения можно выбрать любой.
- Использовать встроенный светодиод. В этом случае не понадобится больше ничего, кроме кабеля для подключения к ПК через разъем USB – для питания и программирования. Внешний источник напряжения для запитывания платы применять бессмысленно: потрeбляемый ток невелик.Шнур USB A-B для подключения Arduino Uno к ПК.
- Подключить внешние светодиоды. Здесь дополнительно понадобятся:
- сам светодиод;
- токоограничивающий резистор мощностью 0,25 Вт (или больше) номиналом 250-1000 Ом (в зависимости от LED) ;
- провода и паяльник для подключения внешней цепи.
LED подключаются катодом к любому цифровому выводу микроконтроллера, анодом на общий провод через балластное сопротивление. При большом количестве светодиодов может понадобиться и дополнительный источник питания.
Можно ли подключить несколько LED к одному выводу
Может возникнуть необходимость подключить к любому из выводов внешний светодиод или группу LED. Нагрузочная способность одного вывода микроконтроллера, как упоминалось, невелика. К нему можно непосредственно подключить параллельно один-два светодиода с током потрeбления 15 мА. Испытывать живучесть вывода нагрузкой на грани возможности или превышающей ее не стоит. Лучше применить ключ на транзисторе (полевом или биполярном).
Подключение LED через транзисторный ключ на биполярном триоде.Резистор R1 надо выбрать так, чтобы ток через него не превысил нагрузочную способность вывода. Лучше взять половину или меньше от максимума. Так, чтобы установить умеренный ток в 10 мА, сопротивление при 5 вольтах питания должно составлять 500 Ом.
У каждого светодиода должен быть свой балластный резистор, заменять его одним общим нежелательно. Rбал выбирается так, чтобы установить через каждый светодиод его рабочий ток. Так, для напряжения питания 5 вольт и тока в 20 мА, сопротивление должно быть 250 Ом или ближайшее стандартное значение.
Надо следить, чтобы общий ток через коллектор транзистора не превысил его максимальное значение. Так, для транзистора КТ3102 наибольший Ik должен быть ограничен на уровне 100 мА. Это означает, что к нему можно подключить не более 6 LED с током 15 мА. Если этого недостаточно, надо применить более мощный ключ. Это единственное ограничение для выбора транзистора структуры n-p-n в такую схему. Еще здесь теоретически надо учесть коэффициент усиления триода, но для данных условий (входной ток 10 мА, выходной 100) он должен быть всего лишь не меньше 10. Такой h21э может выдать любой современный транзистор.
Такая схема подойдет не только для умощнения выхода микроконтроллера по току. Так можно подключать достаточно мощные исполнительные механизмы (реле, соленоиды, электродвигатели) питающиеся от повышенного напряжения (например, 12 вольт). При расчете надо взять соответствующее значение напряжения.
Также для выполнения ключей можно применять MOSFET-транзисторы, но они для открытия могут потребовать напряжения выше, чем может дать выход Ардуино. В этом случае надо предусматривать дополнительные цепи и элементы. Чтобы этого избежать, надо применять так называемые «цифровые» полевые транзисторы – им достаточно 5 вольт для открытия. Но они менее распространены.
Управление светодиодом программным способом
Простое подключение светодиода к выходу микроконтроллера мало что дает. Надо освоить управление светодиодом от Arduino программным способом. Сделать это можно на языке Ардуино, который выполнен на основе С (Си). Этот язык программирования представляет собой адаптацию Си для первоначального обучения. После его освоения переход на С++ будет несложным. Чтобы писать скетчи (так называются программы для Ардуино) и отлаживать их вживую, надо выполнить следующее:
- установить среду Arduino IDE на персональный компьютер;
- возможно, придется установить драйвер для микросхемы связи по USB;
- подключить плату к ПК с помощью шнура USB-microUSB.
Симуляция работы Ардуино с подключенным светодиодом в Proteus 8.23.Для отладки простых программ и схем можно использовать компьютерные симуляторы. Имитацию работы плат Ардуино Уно и Нано поддерживает, например, Proteus (начиная с версии 8). Удобство симулятора в том, что невозможно вывести из строя железо при ошибочно собранной схеме.
Скетчи состоят из двух модулей:
- setup – выполняется один раз при запуске программы, инициализирует переменные и режимы работы железа;
- loop – выполняется циклически после блока setup до бесконечности.
Для подключения светодиода можно использовать любой из 14 свободных выводов (пинов), которые часто неправильно называют портами. На самом деле порт представляет собой, упрощенно говоря, группу выводов. Пин является всего лишь элементом.
Пример управления рассмотрен для вывода 13 – к нему уже на плате подключен светодиод (через усилитель-повторитель на плате Uno, через резистор у Nano). Для работы с выводом порта его надо настроить в режимах входа или выхода. Это удобно делать в теле setup, но не обязательно – назначение вывода можно менять динамически. То есть, в процессе выполнения программы порт может работать то на ввод, то на вывод данных.
Инициализация пина 13 Ардуино (вывод PB5 порта B микроконтроллера ATmega 328) выглядит следующим образом:
void setup ()
{
pinMode (13, Output) ;
}
После выполнения этой комaнды вывод 13 платы будет работать в режиме выхода, по умолчанию на нем будет низкий логический уровень. В процессе выполнения программы в него можно записывать ноль или единицу. Запись единицы выглядит так:
void loop ()
{
digitalWrite (13, HIGH) ;
}
Теперь на выводе 13 платы установится высокий уровень – логическая единица, и ее можно использовать, чтобы зажечь светодиод.
Чтобы погасить светодиод, надо установить выход в ноль:
digitalWrite (13, LOW) ;
Так, записывая поочередно единицу и ноль в соответствующий бит регистра порта, можно управлять внешними устройствами.
Теперь можно усложнить программу на Ардуино для управления светодиодом и научиться мигать светоизлучающим элементом:
void setup ()
{
pinMode (13, Output) ;
}
void loop ()
{
digitalWrite (13, HIGH) ;
delay(1000) ;
digitalWrite (13, LOW) ;
delay(1000) ;
}
Комaнда delay(1000) создает задержку в 1000 миллисекунд или в одну секунду. Изменяя это значение, можно менять частоту или скважность мигания LED. Если подключается внешний светодиод к другому выводу платы, то и в программе вместо 13 надо указать номер выбранного пина.
Для наглядности рекомендуем серию видеороликов.
Освоив подключения LED к Ардуино и научившись им управлять, можно переходить на новый уровень и писать другие, более сложные программы. Например, можно научиться переключать кнопкой два или более светодиода, изменять частоту мигания посредством внешнего потенциометра, регулировать яркость свечения с помощью ШИМ, изменять цветность RGB-излучателя. Уровень задач ограничивается только фантазией.
Комментарии:
В сегодняшней статье мы расскажем, что собой представляет электрический теплый пол и как его правильно установить. Но в любом случае перед началом работ советуем ознакомиться и с инструкцией производителя!...
25 04 2024 2:33:51
Читайте, что лучше - светодиод CREE XML Т6 или U2. Узнайте, чем источник света с бином Т6 отличается от источника с бином U2. Когда предпочтительнее чип с повышенной яркость, когда – с оптимальным соотношением качества и эффективности. Как отличить оригинальное изделие CREE XML от подделки....
24 04 2024 12:54:14
Узнайте, как правильно выбрать диоды для фонаря. Какие бывают, по каким хаpaктеристикам они подбираются, в каких условиях работают. Прочитайте, как самостоятельно сделать из обычного фонарика светодиодный....
23 04 2024 2:27:47
Освещение в интерьере любой комнаты является одним из главных элементов, так как грамотная подсветка может скрыть недостатки комнаты, подчеркнуть ее преимущества, а также выгодно расставить акценты....
22 04 2024 11:31:22
Требования к естественному и искусственному освещению для различных производственных и жилых зданий сведены в СНиП 23.05.95....
21 04 2024 4:53:18
Напольный накопительный электрический водонагреватель не так широко распространен, как их настенные собратья. И дело здесь не столько в их не эффективности, сколько в целесообразности....
20 04 2024 20:30:39
Сегодня мы бы хотели поговорить с вами про освещение декоративное как внутри здания, так и снаружи....
19 04 2024 9:39:56
Как выбрать блок питания для светодиодной ленты 12в: расчет мощности, рекомендации специалистов, критерии выбора....
18 04 2024 9:56:10
Узнайте, что такое цветовая температура и как она влияет на человека. Как правильно подобрать светодиодный светильник по цветовой температуре. Таблица соответствия цветовой температуры и оттенка свечения....
17 04 2024 7:56:53
Oled дисплей на основе органического светодиода: что это, как работает, в чем преимущества и недостатки. Причины популярности олед-дисплеев....
16 04 2024 3:53:14
Как и какие расположить розетки на кухне, для удобства пользования ими, соблюдая при этом правила безопасности, подскажет статья....
15 04 2024 13:17:10
Причины того, почему перегорают лампочки разного вида. Как выявить, почему лампы постоянно перегорают в квартире. Как увеличить срок службы ламп накаливания....
14 04 2024 6:40:48
Как сделать самодельный светодиодный светильник: расчет инструкция сборки корпуса. Как правильно выбрать тип конструкции и какие материалы можно использовать для изготовления led изделия....
13 04 2024 4:53:50
Смотрите здесь, как выполнить замену сгоревшей лампы ближнего света на новую, по каким первичным признакам можно узнать, что требуется ее замена, как правильно ее выбрать и по каким параметрам, из каких основных этапов состоит процеДypa ее смены и почему новая лампочка может быстро перегореть....
12 04 2024 21:23:10
Описание и разновидности люстр для натяжного потолка. Как правильно выбрать люстру. Особенности установки люстры. Как своими руками снять люстру с натяжного потолка....
11 04 2024 1:34:30
Клеммы на провода являются неотъемлемой частью любой электросети. Ведь именно плохой контакт является основной причиной поломок и неправильной работы любых электрических устройств. А некоторые электрики даже шутят, что электротехника — это наука о контактах....
10 04 2024 21:43:53
Хочу в контур основного освещения реализованного с помощью двух проходных выключателей, добавить дополнительное освещение со своим выключателем, но чтобы он работал независимо от положения проходных выключателей....
09 04 2024 21:28:40
Дифавтомат AVERES DVA-6 был подключен и работал нормально. Случайно нажал на серую кнопку сброса и теперь не могу включить автомат. Обе кнопки слева от кнопки сброса просто болтаются. Что делать? Как включить?...
08 04 2024 15:38:37
На данный момент создано множество вариантов светодиодного освещения для магазинов, но далеко не все из них правильные. Ведь свет витрины должен привлекать покупателя, а для этого все должно быть продумано до мелочей. Вот об этом мы и поговорим в нашей статье....
07 04 2024 5:19:40
Берите идеи для организации освещения на кухне с натяжным потолком. Читайте, какие светильники и лампочки лучше всего подходят для кухни-гостиной. Варианты расположения освещения в интерьере. Как расположить точечные и прочие потолочные и настенные светильники, а также подсветку для декорации в маленьком и просторном помещении....
06 04 2024 22:40:15
Установленная розетка в ванной комнате вызывает много вопросов. Ведь это влажное помещение, где возможно попадание брызг и выпадение влаги на электрооборудовании....
05 04 2024 6:36:26
За счет чего сверхъяркие светодиодные ленты обладают настолько высокой светимостью? Насколько хороши они в качестве основного освещения? Наконец, как правильно монтировать систему освещения из таких лент? Попробуем ответить на эти вопросы....
04 04 2024 5:59:39
Мерцание во включенном состоянии - одна из проблем светодиодных ламп. Как обнаружить и устранить мерцание или свести к его к минимуму?...
03 04 2024 0:11:53
Подключение светодиода к Ардуино — какие компоненты для этого понадобятся. Схема подключения к плате Arduino Nano или Uno, полярность светодиодов и ограничение по току. Как управлять, включение и выключение программно....
02 04 2024 7:13:29
История появление первой лампочки, процесс открытия изобретения. Кто является первым изобретателем лампочки накаливания? Особенности и нюансы роботы первой лампочки. Первое массовое производство ламп....
01 04 2024 15:32:30
Читайте здесь, что такое оптоволоконное освещение, какие разновидности оптоволоконной подсветки для бани существуют и чем они различаются, из каких основных элементов они состоят, какие лампы применяются, а также каковы плюсы и минусы и особенности оптоволоконного освещения для бани и как выполнить его монтаж своими руками....
31 03 2024 7:20:35
Как своими руками сделать подсветку ног в машине. Схема подключения освещения при открытии двери автомобиля....
30 03 2024 19:49:26
Читайте, как можно подключить светодиодную подсветку к компьютеру. Узнайте, какие существуют способы крепления ленты, как обеспечить ее питание от разных источников. Уточните для себя состав инструментов и материалов, необходимых для выполнения монтажных работ....
29 03 2024 19:37:42
Как правильно рассчитать освещение комнаты? Такой вопрос достаточно часто становится во время строительства и проведения ремонтных работ в доме или квартире....
28 03 2024 5:37:49
Читайте, сколько электроэнергии потрeбляет светодиодная лампа. Узнайте, как рассчитать расход за сутки и месяц в ваттах и рублях. Какие недостатки системы освещения со светодиодами необходимо учесть при отказе от лампочек накаливания. Почему качественные светодиоды самые эффективные в длительной перспективе....
27 03 2024 2:19:45
Узнайте, отчего иногда появляется ощутимый гул при работе светодиодных ламп. Читайте, какие причины его вызывают, как их обнаружить и устранить. Запомните наиболее распространенные источники, чтобы при необходимости не тратить время на бесполезные поиски....
26 03 2024 15:23:50
Читайте об особенносятх устройства и эксплуатации светодиодных прожекторов с датчиком движения. Плюсы и минусы уличного led-светильника для поддержания освещенности. Инструкция и схема подключения и установки....
25 03 2024 5:34:43
Для дайверов и подводных охотников подводные светодиодные фонари – один из обязательных элементов экипировки. Он необходим не только в ночное время, но и достаточно часто применяется в водоемах днем. Большое разнообразие подводных фонарей на светодиодах, которые представлены в настоящее время на рынке, делает выбор подходящего варианта достаточно затруднительным. Чтобы понять, что именно вам необходимо, следует выяснить основные хаpaктеристики этих товаров и узнать особенности конкретных марок....
24 03 2024 18:55:52
Обойтись без горячей воды в доме проблематично. К счастью, сегодня у нас есть возможность установить в квартире бойлер и забыть об этих переживаниях, главное...
23 03 2024 8:26:31
Подключение стиральной машины к водопроводу и канализации - процесс, требующий определённых знаний. Однако это не значит, что для вызова специалиста нужно...
22 03 2024 3:45:13
Использование освещения в ландшафтном дизайне — что и как можно подсветить на дачном участке. Основные виды ландшафтного освещения, какое бывает в зависимости от выполняемой функции. Как выбрать светильники для подсветки ландшафта....
21 03 2024 12:39:51
Каких размеров бывают точечные светильники — как выбрать подходящий, основные параметры светильников, от чего зависит какой взять. Как выбрать размер крепления для натяжного потолочного перекрытия, подвесной конструкции и потолка из ГКЛ....
20 03 2024 1:37:25
Освещение для бассейна — это не только способ подчеркнуть его индивидуальность, но и элемент безопасности вашего места отдыха. Поэтому данному моменту следует уделить пристальное внимание еще на стадии проектирования. После монтажа исправить что-либо будет крайне сложно, а иногда и невозможно. И здесь многое зависит от типа самого бассейна....
19 03 2024 1:51:11
Металлический короб для проводов нашел достаточно широкое применение в электротехнике. Его используют для защиты кабельно-проводниковой продукции от механических, химических и других видов повреждений. Такой короб имеет достаточно привлекательный внешний вид и, самое главное, в некоторых случаях просто не заменим....
18 03 2024 20:19:47
Люстра из ниток своими руками: необходимые инструменты и материалы. Как выбрать основу для ниточного плафона для люстры. Какие лампы подходят для ниточного абажура. Для какого интерьера подходят плафоны для люстры из ниток....
17 03 2024 21:46:58
Читайте здесь, что такое блок питания для светодиодов, какие разновидности его существуют, каковы их особенности и где они применяются, как правильно рассчитать мощность для лед-блока питания, в чем состоит специфика его подключения своими руками....
16 03 2024 4:56:22
Tрaнcформатор для светодиодной ленты: как выбрать, какие виды трaнcформаторов бывают, как подключить - способы со схемами и фото....
15 03 2024 23:14:14
Лента светодиодная на 12 вольт широко применяется в промышленности и в быту и популярна за счет своих хаpaктеристик и возможностей использования. О ней мы и расскажем...
14 03 2024 13:32:42
Прочитайте, как изготовить подсветку из светодиодной ленты на зеркало в ванной. Читайте, каким способом это можно реализовать. Выясните, какой вариант наиболее удобен и доступен. Узнайте, что надо сделать для создания подсветки....
13 03 2024 13:31:45
Поляризованный свет: что доказывает и откуда берется явление. История открытия явления. Способы получения такой разновидности света. Разновидности поляризации света в физике....
12 03 2024 11:29:34
Сегодня нам предстоит разобраться, как организовать обогрев трубопроводов греющим кабелем. Мы выясним, какой именно кабель стоит приобрести, как подобрать его мощность и как правильно установить кабельную систему обогрева....
11 03 2024 22:26:58
Читайте здесь, какие лампы ближнего света стоят на Ниве Шевроле, на что обратить внимание при выборе им замены, как правильно выполнить их переустановку и какие другие возможные неполадки могут стать причиной выходя из строя фар....
10 03 2024 7:39:54
Интенсивность света: что это такое и для чего необходимо измерять эту величину. Единица измерения освещенности. От чего зависит и интенсивность света....
09 03 2024 5:37:26
Электрический теплый пол в бане — это не просто повышение комфорта, но и снижение вероятности образование грибка и плесени в помещении. Именно поэтому он находит все большее применение при обустройстве банных помещений....
08 03 2024 1:45:34
399) Выбираем фотореле для уличного освещения...
07 03 2024 14:51:19
Еще:
товары -1 :: товары -2 :: товары -3 :: товары -4 :: товары -5 ::
Сколько люменов нужно на 1м2 для освещения разных помещений – от комнаты в квартире до склада, нормы освещенности и как рассчитать необходимый световой поток и количество ламп
Карта России для «Power Grid»
Лучшие смартфоны с оптической стабилизацией (апрель 2019)
Горный велосипед 26" ST30 ROCKRIDER - купить в интернет-магазине
Ласты R"Gomoove Взросл. TRIBORD - Подводное плавание Дайвинг Дайвинг, серфинг,...
Домашнее растение похожее на алоэ
Фитолампа (фитосветильник - светильник для растений)
ПЕРЧАТКИ ГОРНОЛЫЖНЫЕ ВЗРОСЛЫЕ 500 WEDZE - купить в интернет-магазине
Рюкзак школьный Sun eight SE-8353 Розовый