Учебная практика ПМ.02 Применение микропроцессорных систем, установка и настройка периферийного оборудования / Отчет по практике 9
.docxПрактическое занятие № 9
Тема: «Применение переменных резисторов для работы с аналоговыми входами».
Цель занятия: «Изучить принцип управления модулем Ардуино с помощью потенциометра».
Оборудование:
– ПЭВМ в сборе;
– плата Arduino Uno;
– набор кабелей для подключения к ПК;
– набор драйверов;
– потенциометр наборы: резисторов, диодов, транзисторов, светодиодов;
– макетная плата;
– методические рекомендации к выполнению заданий, справочная литература или доступ в сеть Интернет
Ход работы
Переменный резистор или потенциометр – это электрическое устройство, значение уровня сопротивления которого можно задать в определенных пределах. Таким образом мы можем менять параметры электрических схем, гибко подстраивая их под определенные условия: например, регулировать чувствительность датчика или громкость звука в динамике.
В зависимости от своего строения потенциометры делятся на два больших класса: цифровые и аналоговые. Основным элементом цифрового потенциометра является резистивная лестница, где на каждом шаге схемы имеются электронные переключатели. В конкретный момент времени происходит закрытие только одного электронного выключателя, что задает определенную величину сопротивления. За счет количества шагов в лестнице определяется диапазон разрешения потенциометра. Аналоговый потенциометр может изменять свое значение непрерывно, но, как правило, в более узком диапазоне и сам резистор будет иметь большие габариты.
В подавляющем большинстве случаев в проектах ардуино используются цифровые потенциометры. Чаще всего они являются интегральными схемами с положением цифрового указателя по центру шкалы.
Подключение потенциометра к ардуино выполняется в соответствии со схемой, представленной на рисунке 1
Рисунок 1 – Схема подключения потенциометра к микроконтроллеру
Для этого три вывода потенциометра необходимо соединить с указанными выводами платы:
Черный – GND;
Красный – питание 5В;
Средний – от центрального вывода к аналоговому входу А0.
Изменяя положение вала подключенного потенциометра, происходит изменение параметра сопротивления, которое вызывает изменение показателя на нулевом пине платы ардуино. В плату Ардуино встроен аналого-цифровой преобразователь, способный считывать напряжение и переводить его в цифровые показатели со значением от нуля до 1023. При повороте указателя до конечного значения в одном из двух возможных направлений, напряжение на пине равно нулю, и, следовательно, напряжение, которое будет генерироваться составляет 0 В. При повороте вала до конца в противоположном направлении на пин поступает напряжение величиной 5В, а значит числовое значение будет составлять 1023.
Произвели сборку схемы в соответствии с рисунком 1, после чего доработали схему добавив светодиод как указано на рисунке 2.
Рисунок 2 – Схема подключения потенциометра с светодиодом
Разработали программу реализующую управление яркостью светодиода, приведенную ниже, и загрузили в микроконтроллер.
#define LED_PIN 6
#define POT_PIN A0
void setup()
{
pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
pinMode(POT_PIN, INPUT);
}
void loop()
{
int pot_value = analogRead(POT_PIN);
значений (0-1023) в новый диапазон(0-255)
int led_value = map(pot_value, 0, 1023, 0, 255);
analogWrite(LED_PIN, led_value);
}
Ответы на контрольные вопросы
Укажите основные элементы на схеме подключения, поясните их назначение
Потенциометр нужен для регулировки яркости светодиода. Светодиод предназначен для проверки работы потенциометра. Резистор перед диодом необходим для того чтобы светодиод не сгорел.
Поясните работу данной команды analogRead(PIN_POT)
analogRead(<номер порта>)
номер порта – номер аналогового порта, с которого мы будем считывать значение
Возвращаемое значение: число типа int в диапазоне от 0 до 1023.
Функция используется для считывания сигналов с аналоговых пинов платы arduino. На выходе мы получаем число, пропорциональное реальному значению входного напряжения (но не само напряжение). По своей сути, с помощью analogRead мы создаем вольтметр и можем использовать его показания для анализа информации с датчиков и выработки каких-либо действий.
Вывод: Изучили принцип управления модулем Ардуино с помощью потенциометра.