Arduino uno цифровые часы без резистора и потенциометра

Digitrode

цифровая электроника вычислительная техника встраиваемые системы

Arduino и цифровой потенциометр

Резистор – это электрическое устройство, которое сопротивляется потоку электрического тока. Существуют как обычные (постоянные) резисторы с неизменным сопротивлением, так и переменные, сопротивление которых можно задавать в определенном пределе. Такие резисторы еще называют потенциометрами. Благодаря прогрессу сегодня мы можем использовать не только аналоговые потенциометры, сопротивление которых задается ручкой или ползунком, но и цифровые, в которых сопротивление определяется цифровым кодом.

Цифровые потенциометры являются довольно простыми устройствами, которые можно без проблем использовать в проектах с Arduino.

В основе цифрового потенциометра лежит резистивная лестница с электронными переключателями на каждом шаге. В один момент времени закрывается только один электронный выключатель, и, таким образом, закрытый переключатель определяет положение цифрового «ползунка» и величину сопротивления. Количество шагов в лестнице, в свою очередь, определяет разрешение цифрового потенциометра. Цифровые потенциометры, как правило, представляют собой интегральные схемы с начальным положением цифрового «ползунка» в середине шкалы. Однако некоторые варианты имеют встроенную (энергонезависимую) память, которая запоминает последнее положение цифрового «ползунка» и может восстановить это положение при последующем включении. Когда вы начнете работать с цифровыми потенциометрами, следует учесть два момента: большинство из них имеют номинал 5 , а 10 КОм – самое популярное значение.

Одним из самых популярных цифровых потенциометров на сегодняшний день является микросхема MCP41010. MPC41010 – это одноканальный 256-позиционный цифровой потенциометр компании Microchip с максимальным сопротивлением 10 кОм (минимальное значение 100 Ом). Он доступен в 8-выводном корпусе PDIP или SOIC. Ниже представлен внешний вид и приведена распиновка MPC41010.

Подключение цифрового потенциометра к Arduino осуществляется с использованием порта SPI. Ниже представлена схема подключения Arduino и MCP41010.

Ниже приведен достаточно простой код (скетч), который циклически проходит через все 256 положений (около 39 Ом на шаг), Напряжение на аналоговом выводе затем считывается и отображается в последовательном мониторе.

arduinoLab

Цифровой потенциометр MCP41010, подключение к Arduino

MCP41ххх, в нашем случаи MCP41010 — Микросхема-потенциометр с цифровым управлением, изменение сопротивления происходит благодаря массиву из 256 резисторов. В серии есть потенциометры сопротивлением 10kΩ, 50kΩ и 100kΩ, MCP41010, MCP41050 и MCP41100 соответственно. Также существует сдвоенная микросхема MCP42010 с аналогичными параметрами.

Удобных модулей с такой микросхемой не существует, но MCP41010 можно найти в DIP корпусе или SO8 версию данной микросхемы впаять в переходник на DIP8, как в моем случаи.

Особенности работы:

Управление микросхемой происходит с помощью SPI интерфейса, распиновка микросхемы ниже.

1 нога, CS, чипселект интерфейса SPI, подключается на любой свободный выход arduino, в примере подключен к 10.
2 нога, SCK, тактовый вход интерфейса SPI, подключается к 13 выходу arduino UNO.
3 нога, SI, MOSI вход интерфейса SPI, подключается к 11 входу arduino UNO.
4 нога, Vss, масса.
5, 6, 7 нога, PA0, PW0, PB0, выходы потенциометра.
8 нога, Vdd, питание 2,7 — 5,5V.

У SPI интерфейса микросхемы отсутствует нога MISO, а значит невозможно прочитать состояние ползунка потенциометра, можно только установить значение записав байт в регистр микросхемы.

Подключение потенциометра к Arduino:

В данном случаи, для общения с микросхемой используется аппаратный SPI, а значит схема верна только для arduino UNO. На других версиях arduino плат (leonardo, mega) SPI находится на разъеме ICSP и искать выходы SCK и MOSI нужно там.

Выход ползунка потенциометра, PW0, подключен к аналоговому входу A0 arduino, а сам ползунок подключен по схеме делителя напряжения. В примере ниже, последовательно, в цикле, сдвигаем ползунок потенциометра от крайнего положения и отправляем в монитор порта значение напряжения на входе A0.

После загрузки примера в arduino.

В мониторе порта видим значение напряжения на входе A0 и значение которое было записано в потенциометр в двух форматах.

Купить:

Видео:

Подключение потенциометра к Ардуино

Потенциометр Ардуино ► переменный резистор служит для регулировки мощности или напряжения в электро цепи. Рассмотрим, как подключить потенциометр к Arduino.

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 занятия нам понадобятся следующие детали:

плата Arduino Uno / Arduino Nano / Arduino Mega;
потенциометр (переменный резистор);
беспаечная макетная плата;
один светодиод и резистор;
сервопривод;
провода «папа-папа», «папа-мама».

Скетч. Подключение потенциометра к аналоговому входу

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.

Схема подключения потенциометра к Arduino Uno

Пояснения к коду:

при необходимости подключения нескольких потенциометров к Arduino Nano, следует их подключать к другим аналоговым входам;.

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:

светодиод подключается к аналоговому выходу с ШИМ сигналом;
данные с порта A1, которые находятся в диапазоне 0…1023, мы делим на 4 и получаем диапазон от 0 до 255 для изменения яркости светодиода.

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 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:

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. 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:

1 плату Arduino Uno
1 беспаячную макетную плату
1 светодиод
1 резистор с сопротивлением 220 Ом
6 проводов «папа-папа»
1 потенциометр.

Для использования меньшего количества проводов от макетной платы к контроллеру следует подключить светодиод и потенциометр проводом земли к длинному рельсу минуса.