Как подключается потенциометр к ардуино
Arduino для начинающих. Урок 3. Подключение потенциометра
Продолжаем серию уроков “Arduino для начинающих”. На предыдущих уроках мы познакомились с простейшими схемами — сборкой мигающего светодиода и светодиода, загорающегося по нажатию кнопки. Сегодня собираем модель с потенциометром (переменным резистором) и светодиодом. Такая модель может использоваться для управления роботом.
Видео-инструкция сборки модели:
Для сборки модели нам потребуется:
Что понадобится для подключения потенциометра и светодиода на Arduino?
Схема подключения модели Arduino с потенциометром и светодиодом:
Схема подключения модели Arduino с потенциометром и светодиодом
Для работы этой модели подойдет следующая программа (программу вы можете просто скопировать в Arduino IDE):
Так выглядит собранная модель Arduino потенциометра со светодиодом:
Модель Arduino с потенциометром и светодиодом в собранном виде
Все посты сайта «Занимательная робототехника» по тегу Arduino.
Не знаете, где купить Arduino? Все используемые в уроке комплектующие входят в большинство готовых комплектов Arduino, их также можно приобрести по отдельности. Подробная инструкция по выбору здесь. Низкие цены, спецпредложения и бесплатная доставка на сайтах AliExpress и DealExtreme. Если нет времени ждать посылку из Китая — рекомендуем интернет-магазины Амперка и DESSY. Низкие цены и быструю доставку предлагает интернет-магазин ROBstore. Смотри также список магазинов.
Подключение потенциометра к Ардуино
В робототехнике регулировка различных параметров, таких как громкость звука, мощность, напряжение и т.д., осуществляется при помощи переменных резисторов с регулируемым уровнем сопротивления. Примером такого устройства является потенциометр ардуино, который при включении в электрическую схему может быть использован для регулировки параметров. В этой статье мы рассмотрим варианты подключения и примеры скетчей для работы с потенциометром.
Принцип работы потенциометра
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. Потенциометры получили широкое распространение в схемах регулировки громкости, напряжения, контрастности и т.д., за свою простоту и практичность.
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 платам Ардуино
Схема подключения
Подключение потенциометра к ардуино выполняется в соответствии со схемой, представленной на рисунке:
Для этого три вывода потенциометра необходимо соединить с указанными выводами платы:
Изменяя положение вала подключенного потенциометра, происходит изменение параметра сопротивления, которое вызывает изменение показателя на нулевом пине платы ардуино. Считывание полученного значения напряжения аналогового импульса происходит в скетче с помощью команды analogRead ().
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.
Пример проекта
Примером реализации схемы подключения потенциометра может стать макетная плата с подключенным переменным резистором и светодиодом. При помощи потенциометра будет выполняться управление уровнем яркости свечения.
Для проведения работ следует подготовить такие детали:
Для использования меньшего количества проводов от макетной платы к контроллеру следует подключить светодиод и потенциометр проводом земли к длинному рельсу минуса.
Пример скетча
В этом примере важно понимать, что яркость свечения светодиода управляется не напряжением подаваемым с потенциометра, а кодом.
iОнлайн
Правильное подключение потенциометра к Arduino. Аппаратная борьба с дребезгом контактов
И так всем привет! На сегодняшний день разработка под ардуино является одним из бурно развивающихся направлений, в том числе и самодельщиков. Платформа простая, в интернете полно видео-аудио-текстовых уроков которые посвящают наз в азы разработки и пайки, но есть одно существенное НО! Далеко не во всех уроках даются правильные схемы подключения. Не сказать чтобы они и совсем уж неправильные, работать будет только как. Возьмем к примеру тривиальнейшую задачу, подключить потенциометр (он же переменный резистор) к ардуино. Что советуют делать в уроках? Как подключать? А вот так:
И вроде все логично. И даже как-то работать оно будет! Вот только как? Для обучения сойдет, а дальше хоть трава не расти. Кстати, более ответственные авторы уроков рекомендуют между выходом потенциометра и входом ардуино устанавливать резистор на 100 ом, тогда схема выглядит вот так:
Схема подключения потенциометра к ардуино с защитным резистором
И это уже лучше, т.к. рекомендуется для защиты ардуино и продления ее жизни, на все используемые входы/выходы подключать резисторы на 100 Ом.
Первый способ труден и тернист, т.к. приходится разрабатывать десятки строк кода писать или изобретать программные фильтры, которые позволят достичь желаемого результата. Это требует много времени сил и познаний и не всегда это целесообразно. Есть второй и более простой вариант.
Это второй способ. Нам необходимо доработать схему нашего устройства добавив в нее резистор и конденсатор. Этакой RC фильтр, который позволит избавиться от описанных недостатков и позволит работать схеме стабильно. Для реализации схемы нам понадобится резистор на 10 кОм и конденсатор 0.1uF (номинал может несколько отличаться в большую сторону).В общем виде схема будет выглядеть следующим образом:
Для тех кто плохо воспринимает принципиальные электрические схемы, вот более наглядное представление:
Думаю все представлено наглядно и в комментариях не нуждается.
Где можно найти эти самые резисторы и конденсаторы? В любом радиомагазине. Номиналы элементов ходовые, так что такая рассыпуха всегда есть в наличии. Для тех кто любит тариться на Aliexpress вот ссылка на хороший магазин с быстрой доставкой Fantasy Electronics
Ну а для тех кто хочет взять в одном месте, вот ссылки на компоненты:
Подключение потенциометра к Ардуино
Потенциометр Ардуино (переменный резистор) служит для регулировки или настройки различных параметров в электрической цепи — мощности, напряжения, громкости звука и т.д. Рассмотрим, как подключить переменный резистор к Ардуино правильно, и представим несколько примеров программ для регулировки яркости светодиода и угла поворота сервомотора подключенных к микроконтроллеру Arduino.
Потенциометр Ардуино — что это такое
Переменный резистор в электрической цепи с платой Arduino Uno или Nano используется в качестве делителя напряжения. На выводы потенциометра подается напряжение (5V и GND), а средний вывод радиоэлемента является подвижным контактом. При вращении ручки потенциометра, напряжение сигнала на среднем выводе будет меняться от своего максимального значения (5 Вольт) до нуля.
Подстроечный и переменный резистор (потенциометр)
Потенциометры бывают разных типов. По характеру изменения сопротивления они делятся на: линейные (сопротивление меняется в прямой зависимости), логарифмические и экспоненциальные (сопротивление меняется с разной интенсивностью). По типу корпуса бывают: однооборотные, многооборотные, ползунковые и т.д. По назначению: переменные и подстроечные резисторы.
Как подключить потенциометр к Ардуино
Для этого занятия нам потребуется:
Крайние ножки переменного резистора подключаются к портам питания (5V и GND). Средний контакт имеет подвижный контакт, на котором меняется напряжение вследствие изменения сопротивления при вращении ручки. Полярность подключения «+» и «-» роли не играет, при этом будет происходить только инверсия сигнала потенциометра. Соберите следующую схему и загрузите приведенный код в плату.
Скетч. Подключение потенциометра к аналоговому входу
Пояснения к коду:
Скетч. Подключение потенциометра и светодиода
Для регулировки яркости светодиода с помощью переменного резистора, следует считывать данные с данного радиоэлемента, подключив его к аналоговому входу. В зависимости от поворота ручки потенциометра необходимо в линейной зависимости менять яркость светодиода. Это сделать довольно просто на микроконтроллере, схема подключения переменного резистора с примером кода, размещена далее.
Схема подключения потенциометра и светодиода к Ардуино
Пояснения к коду:
Скетч. Подключение потенциометра и сервопривода
Сервомотор подключается к аналоговым выходам Arduino Nano. В скетче использована функция map, которая пропорционально переносит значение переменной из текущего диапазона значений в новый диапазон. Таким образом, значения с потенциометра в диапазоне 0…1023, мы переводим их в новый диапазон от 0 до 180 (угол поворота сервомотора). Соберите схему и загрузите следующий скетч.
Схема подключения потенциометра и сервомотора к Ардуино
Подключение потенциометра. Датчики. Ардуино
Привет. Сегодня начнем разбираться с датчиками для ардуино. Всевозможных датчиков для ардуино существует очень много. А самый простой пример, который мы разберем — это подключение потенциометра к ардуино.
Потенциометр — это резистор с переменным сопротивлением. Обычно сопротивление регулируется в ручном режиме. Но существуют и программируемые цифровые потенциометры.
В предыдущем уроке мы рассматривали возможность вывода информации в последовательный порт. Сейчас мы будем использовать эти возможности ардуино. Так что, если вы уже забыли, или пропустили тот пост, пожалуйста, посмотрите его.
Итак, план на сегодня такой. Подключим к ардуино несколько разных потенциометров. Измерим сопротивление на каждом из них. Выведем полученные данные в последовательный порт. И настроим яркость светодиода с помощью ШИМ и данных с потенциометра.
Для того, чтобы выполнить этот урок нам понадобиться.
Потенциометры действуют как регулируемые делители напряжения. Они могут быть разных размеров и форм, но всегда имеют три вывода.
Подключаем один крайний вывод потенциометра к земле, а другой к шине 5 В. Потенциометры симметричны, так что не имеет значения, с какой стороны вы подключите шину питания, а с какой землю. Средний вывод соединяем с одним из аналоговых контактов на плате ардуино.
Принципиальная схема подключения потенциометров
При повороте ручки потенциометра аналоговый входной сигнал будет плавно меняться от 0 до 5 В.
analogRead()
Для того, чтобы считать сигнал от датчика в программу, нам понадобится функция analogRead(). Она принимает номер порта в качестве аргумента. А пины, которые можно использовать для аналогового входа помечены на плате ардуино как ANALOG IN.
Напряжение поданное на аналоговый вход, обычно от 0 до 5 вольт будет преобразовано в значение от 0 до 1023, это 1024 шага с разрешением 0.0049 Вольт. Разброс напряжение и шаг может быть изменен функцией analogReference().
Считывание значение с аналогового входа занимает около 100 микросекунд (0.0001 сек), Значит, максимальная частота считывания приблизительно 10,000 раз в секунду.
Программа
Тестовая программа уже есть в стандартной библиотеке, так что, сегодня не будем писать собственную. Только немного изменим стандартную.
Откроем программу AnalogInOutSerial из меню File — Examples — Analog. Добавим константу и переменную для подключения потенциометра и получаемого значения от него.
В функции setup() откроем последовательный порт. А в функции loop() добавим считывание сигнала со второго подключенного потенциометра.
Когда мы используем данные от аналоговых датчиков и выводим напряжение на пин в зависимости от этих датчиков, необходимо позаботиться о преобразовании чисел из одного диапазона в другой.
Данные с потенциометра будут приходить от 0 до 1023, а на светодиод мы может подать напряжение от 0 до 255. Такое преобразование просто сделать с помощью функции map().
Она пропорционально переносит значение из текущего диапазона значений в новый диапазон. Например,
В данном случае, среднее значение с двух подключенных потенциометров мы получаем в диапазоне от 0 до 1023. Но преобразуем в новый диапазон от 0 до 255. Который уже можно вывести на светодиод через ШИМ.
Сonstrain()
Так же можно использовать функцию constrain(). Она принимает три параметра и выводит значения границ диапазона, если проверяемое значение выходит за границы этого диапазона. Например,
Управляем яркостью светодиода двумя потенциометрами
Полный текст программы
В результате выполнения программы мы получим управление яркостью светодиода от двух потенциометров. А в мониторе последовательного порта данные от обоих подключенных датчиков и новое значение передаваемое на светодиод.
Данные от потенциометров в последовательном порте
Заключение
Сегодня мы рассмотрели подключение потенциометра к ардуино. Использовали еще одну стандартную программу из библиотеки ide. И разобрали две новые функции map() и constrain(), которые помогут нам в работе со всеми датчиками и ардуино. В следующий раз рассмотрим датчик измерения расстояния.