No Image

Схема подключения светодиода к ардуино

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
11 марта 2020

Светодиоды (LED) — это самый простой и дешевый способ визуализации процесса работы какой-либо программы на ардуине. Поэтому важно уметь подключать светодиоды к плате arduino.

Полупроводниковые светодиоды ( LED ) удобно использовать для индикации процесса работы вашей программы, запущенной на Ардуине. Светодиод очень легко подключить к плате ардуино. Для этого нужен собственно сам светодиод, а также резистор, номинал которого зависит от мощности светодиода.

Вообще говоря, на большинстве ардуино плат уже имеется встроенный светодиод, подключенный к выводу 13 . В большинстве случаев его в принципе и достаточно. Конечно, если мы захотим усложнить нашу программу и использовать несколько светодиодов для лучшей информативности, то нам всё равно придется научиться подключать их к ардуине. Итак, рассматрим как это можно сделать.

Предостережение

Сначала небольшое предупреждение . Ни в коем случае не стоит подключать ваш светодиод напрямую (без резистора) к плате Arduino. Так вы спалите не только светодиод, но и (что гораздо важнее) микроконтроллер на ардуине. Тогда придётся менять контроллер или же (если он в TQFP корпусе) скорее всего выбрасывать плату ардуино целиком.

Подключение одного светодиода LED к Arduino

Подключение светодиода осуществляется следующим образом:

Электрическая схема подключения выглядит так:

Как видите, здесь светодиод подключается через резистор 220 Ом. Это стандартный номинал, который подходит в большинстве случаев: как для слабых, так и для ярких светодиодов (не очень большой мощности). Но сильно мощные светодиоды запитывать от арудины и не стоит.

Можно взять сопротивление больше или чуть меньше — это на результат не повлияет. Вообще максимально допустимый ток на один вывод микроконтроллера ATMEGA328P (который на UNO, Nano и др. ардуинах стоит) составлят 40 мА (или 0.04 А) — как входной ток, так и выходной. Когда используется резистор 220 Ом, то ток составит 5 В / 220 Ом = 0.023 А, как видим еще запас будет. Поэтому без особых опасений (за ардуину) можно ставить резистор от 125 Ом до 1 кОм (и выше). Конечно, чем выше сопротивление, тем менее ярко будет гореть светодиод.

Код программы для Arduino для моргания светодиода

Ну вот, когда светодиод к ардуине подключен, осталось протестить работоспособность всего этого дела. Для этого зашиваем в ардуину следующую программу (на языке C++):

Здесь, как видно, переменная pin_led указывает номер пина, к которому подключен светодиод. Если требуется поставить светодиод на другой вывод ардуины, то просто меняем это значение переменной.

Читайте также:  Как сделать пластиковые панели своими руками

Как только программа будет зашита (и ардуина перезапущена), светодиод должен начать моргать с периодом в 1 секунду. Если этого не случилось, значит что-то пошло не так — возможно просто программа не загрузилась, или светодиод подключен не той стороной. Учтите, что у светодиода есть полярность. Если подключить его не той сторой, то ничего страшного не случится — просто он не будет светить (p-n переход будет в закрытом состоянии и ток через него не потечет). Полярность светодиода легко определить — смотри рисунок:

Длинная ножка есть АНОД, и её надо подключать к ПИТАНИЮ через резистор (в данном случае к пину, на котором высокий HIGH потенциал). А короткую ножку КАТОД подключаем на землю GND. Резистор можно вставлять как между питанием и светодиодом, так и между землей и светодидом — в данном случае разницы никакой нету.

Подбор резистора в зависимости от цвета светодиода (для подсветки)

Как я уже сказал выше, номинал 220 — 300 Ом — это самое то, чтобы ничего не спалить. Для простой индикации другое и не надо.

Другое дело, если используется какой-либо яркий светодиод, скажем, специально для подсветки чего-то. В этом случае мы хотим использовать возможности светодиода на все 100%. Чтобы включить светодиод на максимальную яркость, нужно взять минимальное значение резистора, при котором ток не превысит максимально допустимый. Но лучше брать с запасом, конечно. Это увеличить срок службы светодиода, поскольку он зависит от тока эксплуатации.

Короче, нужно нам сопротивление резистора вычисляется по следущей формуле:

где U_V — напряжение источника питания в вольтах (для ардуины UNO, Nano, Mega это 5 Вольт).

U_F — прямое падение напряжения на светодиоде в вольтах.

I_max — максимальный прямой ток светодиода в амперах.

0.75 — для запаса (чем меньше значение, тем дольше прослужит светодиод).

Падение напряжения и максимальный ток зависит от светодиода, в частности от материала, из которого он сделан. Как правило, материал светодиода влияет на его цвет излучения (длину волны света).

По одним из данных:

— красный напряжение UF = 3 вольта, Imax = 20 мА

— зеленый напряжение UF = 2.5 вольта, Imax = 20 мА

— синий напряжение UF = 3 вольта, Imax = 50 мА

— белый напряжение UF = 2.7 вольта, Imax = 50 мА

— желтый напряжение UF = 3.5 вольта, Imax = 30 мА

Читайте также:  Можно ли вбить гвоздь в бетон

Мои личные эксперименты показывают следующее.

Яркие синие и белые светодиоды имеют падение напряжения U=3.2В.

Если Uпит=5.6 В, то последовательно имеет смысл ставить R=120 Ом для получения тока 20 мА. Для надежности можно поставить 160 Ом — получим 15 мА. Если 220 Ом, то 11 мА (совсем надежно).

У зеленых светодидов диаметром 5mm падение напряжения U=2.8 В.

При тестировании при резисторе 120 Ом и питании 5 В такой светодиод перегорел у меня примерно через год работы (работал непрерывно для подсветки).

Красный светодиод, который средний по размерам. Падание напряжения составляет 1.92 В. Тесты:

— 2 севшие батареи по 1.2 В, резистор 100 Ом. Горит слабо.

— батарея 9 В (севшая немного), резистор 300 Ом. Горит вполно нормально.

— батарея 9 В (севшая немного), резистор 100 Ом. Горит достаточно ярко, но есть риск, что перегорит быстро.

Поскольку на резисторе происходит падение напряжения, а следовательно и потеря энергии батареи, то более оптимальный вариант – это включать последовательно 3-4 светодиода на 9 В без резистора (либо малый резистор, скажем 10 Ом)

Этот урок демонстрирует работу микроконтроллера Ардуино Уно с двумя светодиодами и двумя вариантами сценариев.

Шаг 1. Комплектующие

Детали, которые мы будем использовать в этом проекте для подключения двух светодиодов к Arduino Uno ниже:

  • Arduino UNO × 1
  • Макет (универсальный) × 1
  • 5 мм светодиод: красный × 2
  • Резистор 1 кОм × 2
  • Перемычки × 4

Цель у нас простая, а точнее — у нас два сценария для реализации:

  • Мигание двух светодиодов (чередование)
  • Эффект затухания двух светодиодов (чередование)

Шаг 2. Схема подключения

Все комплектующие — Ардуино и два светодиода — мы подключаем согласно схеме выше. В итоге у вас должно будет получиться что-то типа этого:

Шаг 3. Коды урока

Как мы уже проговорили выше — у нас два сценария для реализации. Остановимся на каждом.

Мигание двух светодиодов (чередование)

Код вы можете скопировать ниже:

Эффект затухания двух светодиодов (чередование)

И теперь сам код для реализации эффекта затухания:

На этом всё. Вы научились управлять двумя светодиодами через Ардуино Уно.

Светодиод это полупроводниковый прибор, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока. С электрической точки зрения светодиод ведет себя как обычный диод, пропуская ток в прямом направлении и не пропуская в обратном. Светодиод излучает только при прохождении тока в прямом направлении, по этому при его подключении необходимо соблюдать полярность. При этом сила излучения напрямую зависит от силы тока. Однако нельзя превышать максимально допустимый ток, установленный для светодиода его характеристиками, иначе светодиод выйдет из строя.

Читайте также:  Как правильно снять показания электросчетчика день ночь

Так же светодиод характеризуется падением напряжения при прохождении тока в прямом направлении. Падение напряжения существенно выше чем у обычных диодов и составляет 2-3 вольта, в зависимости от цвета свечения светодиода. Точное значение указывается в характеристиках. Это означает, что светодиод не будет светиться если поданное на него напряжение меньше этого значения. Но если на светодиод подать напряжение больше этого порога, то через него потечет максимально возможный ток, и светодиод выйдет из строя. Что бы этого не произошло светодиод необходимо подключать через токоограничивающий резистор.

Расчет сопротивления токоограничивающего резистора производится по следующей формуле:

Rсв = (Vупр — Vсв) / Iсв ;

где:
Vупр — напряжение управления, это напряжение вывода микроконтроллера, равное 5 В;
Vсв — падение напряжения на светодиоде, указанное в характеристиках;
Iсв — сила тока светодиода, указанная в характеристиках, обычно в пределах 10-20 мА.

Для обычных светодиодов падение напряжения составляет 2 В и рекомендуемый ток свечения 15 мА. При подключении к выводу Arduino, запитанному от напряжения 5 В:

Rсв = (5-2) / 0.015 = 200 Ом

С учетом допуска можно использовать резисторы номиналом 220 Ом.

Сам светодиод имеет ножки разной длины, именно по ним определяется полярность при его подключении. Длинная ножка это Анод и подключается к плюсу. Короткая ножка — Катод и подключается к минусу. Токоограничивающий резистор можно подключить к любой ножке светодиода включив его последовательно.

Схема подключения светодиода к Arduino изображена на рисунке. Светодиод подключен к выводу 8 контроллера Arduino. Этот факт необходимо учесть в программе.

Приведенный ниже скетч включает и выключает светодиод один раз в секунду. Для отсчета времени используется функция delay(), которая делает паузу в выполнении программы на заданное количество миллисекунд.

// функция инициализации запускается при старте программы
void setup() <
pinMode(8, OUTPUT); // инициализация вывода 8 как "Выход"
>

// функция цикла запускается снова и снова после окончания ее выполнения
void loop() <
digitalWrite(8, HIGH); // включение светодиода на выводе 8
delay(500); // пауза выполнения программы на пол секунды
digitalWrite(8, LOW); // выключение светодиода на выводе 8
delay(500); // пауза выполнения программы на пол секунды
>

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
Adblock detector