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模拟部分-模拟信号输入

本例中,我们根据电位器(或用光敏电阻替代)的阻值变化来改变LED闪烁频率。电阻的模拟信号值将根据电压变化。

硬件需求

Arduino板

电位器 或 10kΩ光敏电阻+10kΩ电阻

红色220Ω LED灯(或者板载LED)

电路

连接3根线到Arduino/Genuino板。电位器一个外侧的引脚连接到GND,另一个外侧的引脚连接到+5V。A0口连接到电位器中间引脚。

对于本例来说,用13号板载LED也可。如要用外加LED,将LED长脚(阳极)用220Ω电阻连接到13号引脚。将LED短脚(阴极)连接到GND引脚。

译者注:原文是“连接到13号引脚旁边的引脚”。

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用光敏电阻的电路使用分压器来保证模拟信号在转换电压时有高阻抗。因为模拟输入引脚几乎不会消耗任何电流,因此根据欧姆定律,不管电阻阻值为多少,连接到5V的那一端总是5V。为了根据光敏电阻阻值变化改变电压,电阻分压器必不可少。电路中用一个可变电阻和一个电位器来组成分压器,分压器”划片”在两电阻的中间。

测量的电压应根据以下公式可算得:

Vout=Vin*(R2/(R1+R2))

Vin为5V,R2为10kΩ,R1为光敏电阻。光敏电阻在黑暗时为1mΩ,白天(10 流明 )时10kΩ,日光下/明亮灯(超过100 流明 )管下小于1kΩ)。

原理图

电位器

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光敏电阻

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代码

在代码开头,sensorPin变量被设置为A0,A0口连接着电位器。LED引脚被设置为13。你也可创建另一个sensorValue变量来存储从传感器读出来的值。

analogRead()函数将0-5v的电压值映射成为0-1023。这个操作通过板子上的数模转换电路(ADC)完成。

通过转动电位器的轴,你能改变电位器划片两侧的电阻(整个电位器是由其中间引脚分开的滑动变阻器)。这样一来就能改变中间引脚上的电压,从而让你在analogRead()读出不同的值。当电位器转轴被朝一个方向转到底时,中间引脚和连接到GND引脚之间的电阻为0。**analogRead() **此时应返回0。当电位器转轴被朝另一个方向转到底时,中间引脚和连接到5v引脚之间的电阻为0。中间引脚连接到+5v,**analogRead() **返回1023。在中间时,**analogRead() **根据A0口上的电压按照比例返回0-1023的值。

返回值被存入sensorValue,sensorValue用来设置delay()的毫秒数,即为闪烁的间隔时间。sensorValue值越小,闪烁的间隔时间越小。sensorValue的值是在闪烁的开头读取的,因此LED打开和关闭之间的时间也总是相等的。

/*
    Analog Input
    本例向你展示在A0口读取输出模拟信号的传感器的值,并且根据这个值让13号引脚的LED闪烁。LED的闪烁周期根据analogRead()返回值确定。
  
   电路搭建:
   * 电位器中间的引脚连接到A0,两侧分别连接+5V和GND
   * LED阳极(长脚) 连接到13号引脚
   * LED负极(短脚)连接到GND
 
  * 小贴士:因为大多数板有板载LED连接到13号引脚,因此外加的LED是可选的。
 
     代码是公开的。
  */ 
  
int sensorPin = A0;    // 设置电位器的引脚 
int ledPin = 13;      // 设置LED引脚 
int sensorValue = 0;  // 传感器值的存储变量 
  
void setup() { 
   // 声明ledPin为输出模式: 
   pinMode(ledPin, OUTPUT); 

  
void loop() { 
   // 从传感器读值: 
   sensorValue = analogRead(sensorPin); 
   // 打开LED 
   digitalWrite(ledPin, HIGH); 
   // 暂停程序sensorValue毫秒: 
   delay(sensorValue); 
   // 将LED关闭: 
   digitalWrite(ledPin, LOW); 
   // 暂停程序sensorValue毫秒: 
   delay(sensorValue); 

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