Analog Write с 12 светодиодами на Arduino Mega

Этот урок показывает, как плавно зажигать и гасить 12 LEDs поочерёдно на плате Arduino Mega, используя увеличенное количество PWM-совместимых цифровых пинов этой платы.

Arduino Mega отличается от стандартного Arduino Uno именно тем, что предоставляет значительно больше ШИМ-выходов. Это позволяет управлять большим количеством светодиодов или сервоприводов без дополнительных микросхем.

Необходимые компоненты

Arduino Mega Board

12 красных LEDs
12 резисторов 220 Ом
соединительные провода
макетная плата

Схема подключения

Схема подключения 12 светодиодов к Arduino Mega на макетной плате. Длинные ноги (аноды) светодиодов подключены к пинам 2–13 через резисторы 220 Ом, короткие ноги (катоды) — к GND.

Подключите длинные положительные ноги (аноды) 12 LEDs к цифровым пинам 2–13 через ограничивающие ток резисторы 220 Ом. Короткие отрицательные ноги (катоды) соедините с землёй.

Важно: не забывайте про резисторы! Без них светодиоды получат слишком большой ток и могут сгореть или повредить пин микроконтроллера.

Принципиальная схема

Принципиальная схема подключения 12 светодиодов через резисторы 220 Ом к Arduino Mega. На схеме обозначены: резисторы 220 Ом и светодиоды (LEDs).

Как это работает

Программа использует analogWrite() — функцию, которая управляет яркостью светодиода через ШИМ (PWM). Значение яркости меняется от 0 (полностью выключен) до 255 (максимальная яркость). Светодиоды перебираются поочерёдно: каждый сначала плавно разгорается, а затем плавно гаснет, после чего программа переходит к следующему.

Код

В функции setup() цикл for() настраивает цифровые пины 2–13 платы Mega как выходы (OUTPUT).

В функции loop() используются три вложенных цикла for().

Внешний цикл:

for (int thisPin =lowestPin; thisPin <= highestPin; thisPin++)

последовательно перебирает все светодиоды — от пина с наименьшим номером до наибольшего. Прежде чем перейти к следующему пину, программа выполняет два действия.

Первое — плавное увеличение яркости через следующие строки:

for (int brightness = 0; brightness < 255; brightness++) { analogWrite(thisPin, brightness); delay(2); }

С каждой итерацией переменная brightness увеличивается на единицу, и это значение передаётся в analogWrite() для текущего пина. Когда яркость достигает максимума (255), включается второй цикл:

for (int brightness = 255; brightness >= 0; brightness--) { analogWrite(thisPin, brightness); delay(2); }

Второе — плавное уменьшение яркости: переменная brightness уменьшается на единицу с каждым шагом, пока не достигнет нуля. После этого внешний цикл for() переходит к следующему светодиоду, и весь процесс повторяется.

/*

  Тест analogWrite() на Mega

  Этот скетч поочерёдно плавно включает и выключает светодиоды на цифровых пинах со 2 по 13.

  Скетч написан для Arduino Mega и не будет работать на других платах.

  Схема:

  - Светодиоды подключены от пинов 2–13 к земле.

  Создан 8 февраля 2009 г.

  Автор: Tom Igoe

  Код примера находится в открытом доступе.

  https://www.arduino.cc/en/Tutorial/AnalogWriteMega

*/

// Эти константы не изменяются. Они задают имена используемых пинов:

const int lowestPin = 2;

const int highestPin = 13;

void setup() {

  // Настроить пины со 2 по 13 как выходы:

  for (int thisPin = lowestPin; thisPin <= highestPin; thisPin++) {

    pinMode(thisPin, OUTPUT);

  }
}

void loop() {

  // Перебираем пины:

  for (int thisPin = lowestPin; thisPin <= highestPin; thisPin++) {

    // Плавно увеличиваем яркость светодиода на thisPin от нуля до максимума:

    for (int brightness = 0; brightness < 255; brightness++) {

      analogWrite(thisPin, brightness);

      delay(2);

    }

    // Плавно уменьшаем яркость светодиода на thisPin от максимума до нуля:

    for (int brightness = 255; brightness >= 0; brightness--) {

      analogWrite(thisPin, brightness);

      delay(2);

    }

    // Пауза между переключением светодиодов:

    delay(100);

  }
}

Типичные ошибки

Светодиод не светится — проверьте полярность: анод (длинная нога) должен быть подключён к пину, катод (короткая нога) — к GND.
Светодиод светит, но не меняет яркость — убедитесь, что используете пины с поддержкой PWM. На Arduino Mega это пины 2–13 и ряд других.
Все светодиоды мигают одновременно — скорее всего, перепутаны пины в коде или схеме. Проверьте соответствие физических соединений и переменных lowestPin / highestPin.
Резистор пропущен — светодиод может работать, но долго не проживёт. Всегда используйте токоограничивающий резистор.

Как проверить результат

После загрузки скетча светодиоды должны поочерёдно плавно разгораться и гаснуть, создавая эффект «бегущей волны». Если все 12 светодиодов работают корректно — урок выполнен успешно.

Дополнительные материалы

Больше базовых примеров вы найдёте в разделе built-in examples.

Также изучите language reference — подробный справочник по языку программирования Arduino.

Последнее обновление: 28.07.2015, SM