एलईडी को Arduino बोर्ड से कैसे कनेक्ट करें

Arduino प्लेटफॉर्म पूरी दुनिया में बेतहाशा लोकप्रिय है। प्रोग्रामिंग और हार्डवेयर प्रबंधन के विकास में पहले चरण के लिए एक आदर्श उपकरण। जैसे-जैसे आप कौशल में बढ़ते हैं, आप बाह्य उपकरणों को जोड़कर वास्तुकला को बढ़ा सकते हैं और अधिक जटिल सिस्टम बना सकते हैं जो अधिक जटिल कार्यक्रम चलाते हैं। Arduino Uno और Arduino Nano बोर्ड प्रारंभिक प्रशिक्षण के लिए उपयुक्त हैं। उनके उदाहरण पर, एलईडी को Arduino से जोड़ने पर विचार किया जाता है।

Arduino Uno और Arduino Nano क्या है?

Arduino Uno बोर्ड का आधार ATmega328 माइक्रोकंट्रोलर है। इसमें अतिरिक्त तत्व भी हैं:

• क्वार्ट्ज गुंजयमान यंत्र;
• रीसेट बटन;
• यूएसबी कनेक्टर;
• एकीकृत वोल्टेज स्टेबलाइजर;
• पावर कनेक्टर;
• मोड को इंगित करने के लिए कई एल ई डी;
• यूएसबी चैनल के लिए संचार चिप;
• इन-सर्किट प्रोग्रामिंग के लिए कनेक्टर;
• कुछ और सक्रिय और निष्क्रिय तत्व।

यह सब आपको टांका लगाने वाले लोहे का उपयोग किए बिना पहला कदम उठाने और मुद्रित सर्किट बोर्ड के निर्माण के चरण से बचने की अनुमति देता है।इकाई 7..12 वी के बाहरी वोल्टेज स्रोत या यूएसबी कनेक्टर के माध्यम से संचालित होती है। इसके माध्यम से स्केच डाउनलोड करने के लिए मॉड्यूल को पीसी से जोड़ा जाता है। बाहरी उपकरणों को बिजली देने के लिए बोर्ड में 3.3 वी वोल्टेज स्रोत है। 6, 14 सामान्य प्रयोजन के डिजिटल आउटपुट ऑपरेशन के लिए उपलब्ध हैं। 5 वी द्वारा संचालित होने पर डिजिटल आउटपुट की भार क्षमता 40 एमए है। इसका मतलब है कि एक एलईडी को इसके माध्यम से सीधे जोड़ा जा सकता है सीमित अवरोधक.

अरुडिनो यूनो।

Arduino नैनो बोर्ड Uno के साथ पूरी तरह से संगत है, लेकिन आकार में छोटा है और इसमें कुछ अंतर और सरलीकरण तालिका में दर्शाए गए हैं।

अरुडिनो नैनो।

मतभेद मौलिक नहीं हैं और समीक्षा के विषय के लिए कोई मायने नहीं रखते।

एलईडी को Arduino बोर्ड से जोड़ने के लिए आपको क्या चाहिए

एलईडी को जोड़ने के लिए दो विकल्प हैं। सीखने के उद्देश्यों के लिए, आप कोई भी चुन सकते हैं।

1. अंतर्निर्मित एलईडी का उपयोग करें. इस मामले में, यूएसबी कनेक्टर के माध्यम से पीसी से कनेक्ट करने के लिए केबल के अलावा और कुछ नहीं चाहिए - बिजली और प्रोग्रामिंग के लिए। बोर्ड को बिजली देने के लिए बाहरी वोल्टेज स्रोत का उपयोग करने का कोई मतलब नहीं है: वर्तमान खपत कम है।
   Arduino Uno को PC से जोड़ने के लिए USB A-B केबल।
2. बाहरी एल ई डी कनेक्ट करें. यहां आपको अतिरिक्त आवश्यकता होगी:
   • एलईडी ही;
   • 250-1000 ओम (एलईडी के आधार पर) के नाममात्र मूल्य के साथ 0.25 डब्ल्यू (या अधिक) की शक्ति के साथ वर्तमान-सीमित रोकनेवाला;
   • बाहरी सर्किट को जोड़ने के लिए तार और एक टांका लगाने वाला लोहा।

बाहरी एलईडी को सीधे कंट्रोलर आउटपुट से कनेक्ट करना।

एल ई डी माइक्रोकंट्रोलर के किसी भी डिजिटल आउटपुट के लिए कैथोड से जुड़े होते हैं, एक गिट्टी रोकनेवाला के माध्यम से एक आम तार के लिए एनोड। बड़ी संख्या में एलईडी के साथ, एक अतिरिक्त बिजली स्रोत की आवश्यकता हो सकती है।

क्या कई एलईडी को एक आउटपुट से जोड़ना संभव है?

किसी बाहरी एलईडी या एलईडी के समूह को किसी भी आउटपुट से जोड़ना आवश्यक हो सकता है। जैसा कि उल्लेख किया गया है, माइक्रोकंट्रोलर के एक आउटपुट की भार क्षमता छोटी है। 15 mA की वर्तमान खपत वाले एक या दो LED को समानांतर में सीधे इससे जोड़ा जा सकता है। यह संभावना के कगार पर या उससे अधिक भार के साथ आउटपुट की उत्तरजीविता का परीक्षण करने के लायक नहीं है। ट्रांजिस्टर पर स्विच का उपयोग करना बेहतर है (क्षेत्र या द्विध्रुवी)।

एक द्विध्रुवी ट्रायोड पर एक ट्रांजिस्टर स्विच के माध्यम से एलईडी को जोड़ना।

अवरोध आर 1 चुना जाना चाहिए ताकि इसके माध्यम से वर्तमान आउटपुट की भार क्षमता से अधिक न हो। ज्यादा से ज्यादा आधा या कम लेना बेहतर है। तो, एक मध्यम धारा को में सेट करने के लिए 10 एमए, आपूर्ति के 5 वोल्ट पर प्रतिरोध होना चाहिए 500 ओम.

प्रत्येक एलईडी का अपना गिट्टी अवरोधक होना चाहिए, इसे एक सामान्य के साथ बदलना अवांछनीय है। प्रत्येक एलईडी के माध्यम से अपने ऑपरेटिंग करंट को सेट करने के लिए Rbal को चुना जाता है। तो, 5 वोल्ट की आपूर्ति वोल्टेज और की एक धारा के लिए 20 एमए, प्रतिरोध 250 ओम या निकटतम मानक मान होना चाहिए।

यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि ट्रांजिस्टर के संग्राहक के माध्यम से कुल धारा इसके अधिकतम मूल्य से अधिक न हो। तो, KT3102 ट्रांजिस्टर के लिए, सबसे बड़ा Ik 100 mA तक सीमित होना चाहिए। इसका मतलब है कि इसमें 6 से ज्यादा LED को करंट से नहीं जोड़ा जा सकता है। 15 एमए. यदि यह पर्याप्त नहीं है, तो अधिक शक्तिशाली कुंजी का उपयोग किया जाना चाहिए।ऐसे सर्किट में n-p-n ट्रांजिस्टर चुनने के लिए यह एकमात्र प्रतिबंध है। यहां भी, सैद्धांतिक रूप से, ट्रायोड के लाभ को ध्यान में रखना आवश्यक है, लेकिन इन स्थितियों के लिए (इनपुट वर्तमान 10 एमए, आउटपुट 100) यह केवल कम से कम 10 होना चाहिए। कोई भी आधुनिक ट्रांजिस्टर ऐसे एच 21 ई का उत्पादन कर सकता है।

ऐसा सर्किट न केवल माइक्रोकंट्रोलर के वर्तमान आउटपुट को बढ़ाने के लिए उपयुक्त है। तो आप बढ़े हुए वोल्टेज (उदाहरण के लिए, 12 वोल्ट) द्वारा संचालित पर्याप्त शक्तिशाली एक्चुएटर्स (रिले, सोलनॉइड, इलेक्ट्रिक मोटर्स) को कनेक्ट कर सकते हैं। गणना करते समय, आपको संबंधित वोल्टेज मान लेने की आवश्यकता होती है।

आप कुंजियों को निष्पादित करने के लिए भी उपयोग कर सकते हैं MOSFETs, लेकिन उन्हें खोलने के लिए Arduino की तुलना में अधिक वोल्टेज की आवश्यकता हो सकती है। इस मामले में, अतिरिक्त सर्किट और तत्व प्रदान किए जाने चाहिए। इससे बचने के लिए, तथाकथित "डिजिटल" क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर का उपयोग करना आवश्यक है - उन्हें 5 . की आवश्यकता है वाल्ट को खोलने के लिए। लेकिन वे कम आम हैं।

प्रोग्रामेटिक रूप से एक एलईडी को नियंत्रित करना

बस एक एलईडी को माइक्रोकंट्रोलर के आउटपुट से जोड़ने से बहुत कम होता है। प्रोग्रामेटिक रूप से Arduino से एलईडी के नियंत्रण में महारत हासिल करना आवश्यक है। यह Arduino भाषा में किया जा सकता है, जो C (C) पर आधारित है। यह प्रोग्रामिंग भाषा प्रारंभिक सीखने के लिए सी का एक अनुकूलन है। इसमें महारत हासिल करने के बाद, C ++ में संक्रमण आसान हो जाएगा। स्केच लिखने के लिए (जैसा कि Arduino के लिए प्रोग्राम कहा जाता है) और उन्हें लाइव डिबग करने के लिए, आपको निम्नलिखित करने की आवश्यकता है:

• व्यक्तिगत कंप्यूटर पर Arduino IDE स्थापित करें;
• आपको USB संचार चिप के लिए ड्राइवर स्थापित करने की आवश्यकता हो सकती है;
• USB-microUSB केबल का उपयोग करके बोर्ड को PC से कनेक्ट करें।

Arduino IDE विकास पर्यावरण का इंटरफ़ेस एक प्रोग्राम लिखने का निमंत्रण है।

कंप्यूटर सिमुलेटर का उपयोग सरल प्रोग्राम और सर्किट को डीबग करने के लिए किया जा सकता है। Arduino Uno और Nano बोर्डों के संचालन का अनुकरण समर्थित है, उदाहरण के लिए, प्रोटियस (संस्करण 8 से शुरू) द्वारा। सिम्युलेटर की सुविधा यह है कि गलत तरीके से इकट्ठे सर्किट के साथ हार्डवेयर को अक्षम करना असंभव है।

प्रोटीन 8.23 ​​में कनेक्टेड एलईडी के साथ Arduino का अनुकरण।

स्केच में दो मॉड्यूल होते हैं:

• स्थापित करना - प्रोग्राम स्टार्टअप पर एक बार निष्पादित, हार्डवेयर के संचालन के चर और मोड को प्रारंभ करता है;
• फंदा - अनंत तक सेटअप ब्लॉक के बाद चक्रीय रूप से निष्पादित किया जाता है।

के लिये एलईडी कनेक्शन आप 14 फ्री पिन (पिन) में से किसी का भी उपयोग कर सकते हैं, जिन्हें अक्सर गलत तरीके से पोर्ट कहा जाता है। वास्तव में, बंदरगाह, बस बोल रहा है, पिनों का एक समूह है। पिन सिर्फ एक तत्व है।

पिन 13 के लिए नियंत्रण का एक उदाहरण माना जाता है - बोर्ड पर एक एलईडी पहले से ही जुड़ा हुआ है (यूनो बोर्ड पर एक एम्पलीफायर-अनुयायी के माध्यम से, नैनो पर एक प्रतिरोधी के माध्यम से)। पोर्ट पिन के साथ काम करने के लिए, इसे इनपुट या आउटपुट मोड में कॉन्फ़िगर किया जाना चाहिए। सेटअप बॉडी में ऐसा करना सुविधाजनक है, लेकिन आवश्यक नहीं है - आउटपुट डेस्टिनेशन को गतिशील रूप से बदला जा सकता है। यानी प्रोग्राम के निष्पादन के दौरान पोर्ट या तो इनपुट के लिए या डेटा आउटपुट के लिए काम कर सकता है।

Arduino के पिन 13 का आरंभीकरण (ATmega 328 माइक्रोकंट्रोलर के पोर्ट B का पिन PB5) इस प्रकार है:

व्यर्थ व्यवस्था()

{

पिनमोड (13, आउटपुट);

}

इस कमांड को निष्पादित करने के बाद बोर्ड का पिन 13 आउटपुट मोड में काम करेगा, डिफ़ॉल्ट रूप से यह लॉजिक लो होगा। कार्यक्रम के निष्पादन के दौरान, इसे शून्य या एक लिखा जा सकता है। यूनिट रिकॉर्ड इस तरह दिखता है:

शून्य लूप ()

{

डिजिटलवाइट (13, हाई);

}

अब बोर्ड का पिन 13 ऊंचा सेट किया जाएगा - एक तर्क वाला, और इसका उपयोग एलईडी को जलाने के लिए किया जा सकता है।

एलईडी को बंद करने के लिए, आपको आउटपुट को शून्य पर सेट करना होगा:

डिजिटलवाइट (13, कम);

इसलिए, पोर्ट रजिस्टर के संबंधित बिट में बारी-बारी से एक और शून्य लिखकर, आप बाहरी उपकरणों को नियंत्रित कर सकते हैं।

अब आप एलईडी को नियंत्रित करने के लिए Arduino प्रोग्राम को जटिल बना सकते हैं और प्रकाश उत्सर्जक तत्व को ब्लिंक करना सीख सकते हैं:

व्यर्थ व्यवस्था()

{

पिनमोड (13, आउटपुट);

}

शून्य लूप ()

{

डिजिटलवाइट (13, हाई);

देरी (1000);

डिजिटलवाइट (13, कम);

देरी (1000);

}

टीम देरी (1000) 1000 मिलीसेकंड, या एक सेकंड की देरी पैदा करता है। इस मान को बदलकर, आप एलईडी ब्लिंकिंग की आवृत्ति या कर्तव्य चक्र को बदल सकते हैं। यदि एक बाहरी एलईडी बोर्ड के दूसरे आउटपुट से जुड़ा है, तो कार्यक्रम में, 13 के बजाय, आपको चयनित पिन की संख्या निर्दिष्ट करनी होगी।

स्पष्टता के लिए, हम वीडियो की एक श्रृंखला की अनुशंसा करते हैं।

Arduino के लिए एलईडी कनेक्शन में महारत हासिल करने और इसे नियंत्रित करने का तरीका जानने के बाद, आप एक नए स्तर पर जा सकते हैं और अन्य, अधिक जटिल कार्यक्रम लिख सकते हैं। उदाहरण के लिए, आप सीख सकते हैं कि एक बटन के साथ दो या दो से अधिक एलईडी कैसे स्विच करें, बाहरी पोटेंशियोमीटर का उपयोग करके ब्लिंकिंग आवृत्ति को बदलें, पीडब्लूएम का उपयोग करके चमक की चमक को समायोजित करें, आरजीबी एमिटर का रंग बदलें। कार्यों का स्तर केवल कल्पना द्वारा सीमित है।