Com controlar la intensitat de llum (brillantor) d’un led amb Arduino i un potenciòmetre

Categorías: , ,
Etiquetas: ,

En aquest post estudiarem com controlar la intensitat de llum (brillantor) d’un led mitjançant el gir d’un potenciòmetre i la placa Arduino.

Per això:

  • Si vols repassar el que és un led així com el càlcul de la polarització del led et recomanem que vagis a aquest post: COM ENCENDRE UN LED AMB ARDUINO on ho expliquem en deteniment.

En aquesta entrada ens centrarem en:

  • Estudiar què és i com funciona un potenciòmetre.
  • El concepte d’entrada analògica.
  • Els pins PWM (pulse width modulation).
  • El muntatge del circuit.
  • La programació en l’IDE d’Arduino.

Comencem, ¿Què és i com funciona un potenciòmetre?

Un potenciòmetre és una resistència variable. És a dir, un tipus de resistència en què de manera manual podem variar el seu valor de resistència entre un valor mínim de 0 Ω i un valor de resistència màxim Rmax. En el nostre cas treballarem amb Rmax = 10 kΩ.

potenciòmetre

I com funciona un potenciòmetre? En ell tenim tres terminals de connexió i un comandament rotatiu. Els dos terminals externs ens ofereixen la resistència màxima (en el nostre cas 10 kΩ) o mínima (0 kΩ). El terminal central ens dóna el valor de resistència proporcional a el gir del comandament rotatiu.

Com que les resistències no tenen polaritat, podem connectar els terminals externs en un sentit o en un altre, això farà que el gir o bé augmenti o bé disminueixi el valor de resistència.

Llavors ¿per a què serveix i com utilitzarem el potenciòmetre per al nostre projecte? És el dispositiu que regularà el valor del senyal d’entrada.

Concepte d’entrada analògica:

Pel que fa a l’entrada de senyal a la placa, treballarem amb senyal d’entrada analògica. Aquest senyal correspon a la valor de tensió que vindrà del terminal central del potenciòmetre.

Per a això, connectarem un dels terminals exteriors a 5 V i l’altre a terra (0 V) d’aquesta manera girant la roda de el potenciòmetre, al variar la resistència obtindrem per la llei d’Ohm una variació del voltatge en el terminal central que estarà connectat a una de les entrades analògiques de la placa A0, A1, A2 …

Així, hem aconseguit el nostre objectiu d’introduir manualment amb un simple gir valors analògics a la nostra placa.

Les entrades analògiques converteixen el valor de tensió rebuda entre 0 V i 5 V en un nombre entre 0 i 1023. Per què un nombre entre 0 i 1023? Perquè les entrades analògiques tenen una resolució de 10 bits, això implica 210 = 1024 valors. Com comencem des del zero arribem a 1023.

connexions d'un potenciòmetre

Els pins PWM (Modulació per amplada de pols):

Respecta a la sortida, el nostre objectiu serà llegir els valors que ens dóna el potenciòmetre i segons aquests, variar la intensitat de llum dels LEDs. Així, per controlar la intensitat de llum dels LEDs hem connectar-los a les sortides PWM.

Però ¿què són els pins de sortida PWM?

Són un tipus de pins que al definir-los com sortides, poden ser utilitzats com pins PWM. Les sigles PWM signifiquen Modulació per Ample de Pols (en anglès). Gràcies a aquesta transferim la informació mitjançant un senyal quadrat, de 5 V com a valor màxim i 0 V com a valor mínim.

Com veiem en la següent figura el “cicle de treball” és la relació entre el temps que el senyal està a 5 V i el temps que està a 0 V, expressat en tant per cent%

pin pwm arduino

Així amb els pins PWM podem variar el cicle de treball (Duty cycle) utilitzant la funció:

analogWrite (pin, valor)

on:

  • pin és el pin PWM on està connectat el senyal.
  • valor és un valor de 0 a 255, on 0 correspon a 0% del cicle de treball i 255 al 100% del cicle de treball.

Els pins PWM són sortides de 8 bits, això vol dir que tindrem 28 valors, és a dir, podem discretitzar el cicle de treball en 256 nivells, això ho farem amb un nombre de 0 a 255. Ja que es comença a comptar des del 0.

En definitiva, el que fem és simular un senyal analògic variant el temps del cicle en què mantenim activat el senyal, de manera que la tensió que obtenim de mitjana serà equivalent al valor de tensió que volem obtenir. Dit d’una altra manera, en comptes de donar diferents valors de forma constant, gràcies a la variació del senyal de sortida en els cicles de treball s’obtenen valors mitjans equivalents.

Per exemple, si escrivim:

analogWrite (pin, 127) obtindrem cicles de treball del 50% i per tant serà equivalent a donar un senyal de sortida de 2,5 V constant.

Realment si connectéssim a aquesta sortida un díode (amb la seva resistència de polarització), el que estaria succeint és que el díode s’estaria encenent i apagant el 50% del temps, però això l’ull humà no és capaç de veure-ho, sinó que en definitiva la percepció és que el díode brilla a menor intensitat. Per tant, cal tenir en compte que el senyal PWM NO ÉS UN SENYAL ANALÒGIC i que per tant segons el que alimentem pot generar algun tipus de problema. Per exemple en càrregues inductives (motors, electroimants …) on es generin corrents induïts, etc.

També cal tenir en compte que si estem alimentant un dispositiu que només admet  3,3 V mitjançant senyal PWM que va de 5 V a 0 V això pot ocasionar-li danys, ja que li estem subministrant 5 V cert percentatge de temps.

Esquema i muntatge del circuit pel control de la intensitat de llum d’un led amb un potenciòmetre.

muntatge del circuit pel control de la intensitat de llum d'un led

Recordeu que:

  • Connectem el pin número 10 (PWM) a l’ànode de l’led o terminal positiu (pota llarga del led).
  • Els pins PWM són els que vénen marcats a la placa amb el símbol ~
  • Connectem el pin GND al càtode del led o terminal negatiu (pota curta del led) a través de la resistència de 220 Ω. Com s’ha dit abans, això està explicat en el següent post: COM ENCENDRE UN LED AMB ARDUINO.

PROGRAMACIÓ PER CONTROLAR LA BRILLANTOR D’UN LED (IDE ARDUINO):

A continuació tenim el programa per variar la intensitat de llum, recordeu que les explicacions de cada línia de codi estan després de la doble barra / / (això fa transparent a l’IDE aquests aclariments, per tant pots copiar i enganxar així el codi).

A la nostra pàgina trobareu el projecte del “Marc de fotos amb il·luminació led” amb el qual podràs ampliar els teus coneixements sobre l’ús i muntatge de leds i potenciòmetres amb Arduino. FES-LI UNA ULLADA!

IMPORTANT: OFERIM GRANS DESCOMPTES PER CENTRES EDUCATIUS! SI ERES UN CENTRE EDUCATIU DEMANA’NS PRESSUPOST PERSONALITZAT EN AQUEST ENLLAÇ

Marco de fotos con iluminación led

(1 ressenya de client)

18,90 

✅ Inmortaliza tus mejores recuerdos con este creativo Marco de Fotos que tú mismo podrás construir de forma entretenida y divertida en una tarde.

✅ Monta el Marco de fotos con iluminación led de InputMakers y decora tu casa con tu foto favorita bien iluminada. Podrás graduar la intensidad de la luz a tu gusto.

✅ El Marco de Fotos con iluminación led es un kit de robótica perfecto para aprender robótica con Arduino. Podrás montar de forma creativa el Marco de fotos y programar los diferentes componentes del circuito electrónico con tu ordenador, de forma fácil y sencilla siguiendo las instrucciones del manual.

✅ Al comprar este kit recibirás automáticamente un correo electrónico con el manual. También descargable desde nuestra página web (apartado Descargas), este contiene una explicación detallada de los componentes del kit (sensor de temperatura dht11, pantalla LCD, placa protoboard mini…), los detalles del montaje, el esquema del circuito electrónico y la programación del sistema.

✅ Perfecto para niños con la supervisión de un adulto a partir de los 11 años, adolescentes y adultos interesados en aprender robótica, electrónica y programación con Arduino desde cero. 100% compatible con Arduino. Se incluye pila de 9V.

Categoria:

Descripció

El marco de fotos led es un kit de robótica con el que podrás regular el nivel de luz con el que iluminar tu foto favorita. Girando un simple potenciómetro daremos la orden a la placa compatible con Arduino para que gradúe el nivel de luz de tres diodos led con los que iluminaremos la fotografía. Con el kit MARCO DE FOTOS CON ILUMINACIÓN LED de Inputmakers vas a aprender sobre:
  • La placa compatible con Arduino.
  • La placa protoboard mini.
  • Potenciómetro.
  • Diodo led.
  • Resistencia de polarización del led.
  • Entradas analógicas.
  • Salidas PWM.
  • Montaje de circuitos.
  • Programación.

1 ressenya per Marco de fotos con iluminación led

  1. Andrea González

    Muy bueno el marco de fotos. Compramos unos cuantos para la optativa de robótica de mi centro y funcionó super bien.

Afegeix una ressenya

Comparteix amb els teus companys si t’ha agradat 🙂

Salutacions de l’equip d’InputMakers i ¡Segueix sempre aprenent!

Share on twitter
Twitter
Share on facebook
Facebook
Share on whatsapp
WhatsApp

Deixa un comentari