【Arduino实验06 呼吸灯】 |
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【Arduino实验06 呼吸灯】
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目录 一、实验目的 二、实验设备与环境 三、实验重点 四、实验难点 五、实验内容 5.1实验任务 5.2实验原理 5.3实验内容 5.4实验结果 5.5思考题 一、实验目的1熟悉PWM控制与程序编写原理； 2掌握模拟I/O接口特性与函数的功能； 3掌握映射函数的功能； 4掌握编程控制实现呼吸灯功能的方法 二、实验设备与环境Arduino UNO套件、Arduino IDE、计算机、电位器、LED灯、电阻、杜邦线等 三、实验重点1实验电路连接；2控制程序代码编写；3程序功能调试 四、实验难点1程序代码编写、调试 五、实验内容 5.1实验任务任务描述：读取、输出电位器模拟信号值；电位器的LED亮度控制（PWM）；呼吸灯制作。 5.2实验原理1.PWM控制 PWM为信号周期内保持高电平的时间，是以占空比进行脉宽调试的技术，用于将信息编码为脉冲信号。Arduino UNO的PWM信号频率f=490Hz，输出端口为3、5、6、9、10、11，标识“~”。
2.电位器
电位器是具有三个引出端、阻值可按某种变化规律调节的电阻元件。电位器通常由电阻体和可移动的电刷组成。当电刷沿电阻体移动时，在输出端即获得与位移量成一定关系的电阻值或电压。电位器既可作三端元件使用也可作二端元件使用。后者可视作一可变电阻器，由于它在电路中的作用是获得与输入电压（外加电压）成一定关系的输出电压，因此称之为电位器。 通过电位器滑动端口可以控制输出电压取值从0 –Vcc变化，如果输出值为呼吸灯渐变亮度的最大值，则可以通过输出值的变化控制呼吸灯亮灭的频率。 3.arduino程序 函数：analogRead()、analogWrite()、map()、Serial() 控制语句：for„„、while„„ 4.呼吸灯电路原理 (1)呼吸灯电路
(2)呼吸灯电路原理图
(3)呼吸灯原理 人在呼吸时，通过扩大胸腔、压缩胸腔进行吸气、呼气实现呼吸功能，不断吸气、呼气形成规律的呼吸功能。呼吸灯通过控制灯的亮度，从暗逐渐变化最亮、再逐渐变化到最暗，不断重复，形似人的呼吸，称为呼吸灯。 5.3实验内容1.电位器模拟信号值的输出 步骤1:电路连接 步骤2:程序流程图 步骤3:程序源代码 Arduino IDE程序： const int light_Pin = A0; void setup() { Serial.begin(9600); int light_Value; } void loop() { light_Value = analogRead(light_Pin); Serial.print(“light_Value =:”); Serial.println(light_Value); // 输出光敏电阻读取的数据 Serial.println(light_Value,BIN); // 以二进制输出光敏电阻读取的数据 Serial.println(light_Value,HEX); // 以十六进制输出光敏电阻读取的数据 delay(500); }Mixly程序：略„„ 步骤4: 程序编译与调试 2.电位器控制LED灯的亮度 步骤1:电路连接 步骤2:画流程图
步骤3:程序源代码 Arduino IDE程序： const int light_Pin = A0; const int ledPin = 5; void setup() { Serial.begin(9600); int light_Value; } void loop() { light_Value = analogRead(light_Pin); Serial.print(“light_Value =:”); Serial.println(light_Value); // 输出电位器读取的数据 Light_Value = map(light_Value,0,1023,0,255); //将读取的值映射到0-255的输出精度 analogWrite(ledPin,light_Value);delay(100); }Mixly程序：略„„ 步骤4: 程序编译与调试 3.自动a呼吸灯 步骤1：连接电路 步骤2:画流程图
步骤3:编写源程序 const int ledPin = 5; void setup() { Serial.begin(9600); } void loop() { for(int i=0;i=0;i-=5) { Serial.println(i); analogWrige(ledPin,i); delay(100); } }步骤4:程序编译与功能调试 4.电位器控制的呼吸灯 步骤1:电路连接 步骤2:程序流程图
步骤3:程序源代码 const lightPin = 0; const int ledPin = 5; int light_Value= 0; int ledValue = 0; void setup() { Serial.begin(9600); } void loop() { light_Value = analogRead(lightPin); ledValue = map(light_Value,0,1023,0,255); for(int i=0;i=0;i-=5) { Serial.println(i); analogWrite(ledPin,i); delay(100); } }步骤4: 程序编译与调试 步骤5：修改以上程序控制参数实现：(1)呼吸灯逐渐急促、逐渐舒缓的变化；(2)呼吸灯急促、舒缓与最大亮度的同步变化。 5. 程序拓展更改以上电路与源程序，用R、G、B三色的LED实现一个颜色不断变化的炫彩灯效果，要求：(1)R\G\B单色渐变；(2)R\G\B双色渐变；(3)R\G\B三色渐变；(4)R\G\B颜色随机变化。发光体颜色的叠加原理参考： #define led_red 9 //Pin 9 连接上 led的红色引脚 #define led_green 10 #define led_blue 11 void setup() { pinMode(led_red,OUTPUT); //设置为输出模式 pinMode(led_green,OUTPUT); pinMode(led_blue,OUTPUT); analogWrite(led_red,255); //首先，先把所有的灯都关闭 analogWrite(led_green,255); //可以随意设置开启关闭哪些灯，搭配出不同组合有不同颜色 analogWrite(led_blue,255); } void loop() { // put your main code here, to run repeatedly: for(int i=200;i>0;i--) //渐亮 { analogWrite(led_red,i); //慢慢开启红色和绿色会搭配出黄色 analogWrite(led_green,i); analogWrite(led_blue,255); delay(10); } for(int i=0;i 0) { red = Serial.readStringUntil(',').toInt(); green = Serial.readStringUntil(',').toInt(); blue = Serial.readStringUntil(';').toInt(); color(red, green, blue); } } 5.4实验结果结论：略 反思：略 作品：略 5.5思考题1.呼吸灯可以调节变化快、慢的节奏，你怎样实现？ 2.光感应式呼吸灯通过控制什么参数条件实现？ 3.可否用R、G、B色LED灯实现一个颜色渐变的幻彩小夜灯？ |
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