PinLab Docs

В технике часто применяются индикаторы уровней на светодиодной шкале. Например в звукозаписывающем оборудовании, как индикаторы уровня громкости динамиков или микрофона. Давайте тоже соберем такой индикатор.

В левой части платы конструктора имеется 6 светодиодов подходящих по цвету для использования в качестве шкалы. Когда уровень сигнала в пределах нормы, он отображается зеленым, когда он достаточно высокий — желтым, а при перегрузке загорается красный.

Подключим все 6 светодиодов к микроконтроллеру.

Рисунок 1. Электрическая принципиальная схема эксперимента

Рисунок 2. Монтажная схема эксперимента

Exp17.ino

#define ACD_PIN A0   
 
int value = 0;  
int myPins[6] = {5, 12, 13, 14, 15, 16};
 
void ledOff(){
  for (int i = 0; i < 6; i++) {
    digitalWrite(myPins[i], LOW);
  }
}
 
void ledOn(int count){
  for (int i = 0; i < count; i++) {
    digitalWrite(myPins[i], HIGH);
  }
}
 
void setup()
{
  for (int i = 0; i < 6; i++) {
    pinMode(myPins[i], OUTPUT);
  }          
}
 
void loop()
{   
  value = analogRead(ACD_PIN);
  ledOff();
 
  if (value > 850) ledOn(6);
  else if (value > 680) ledOn(5);
  else if (value > 510) ledOn(4);
  else if (value > 340) ledOn(3);
  else if (value > 170) ledOn(2);
  else ledOn(1);         
}

В коде программы много нового. Давайте разбираться.

int myPins[6] = {5, 12, 13, 14, 15, 16};

Ранее мы уже много раз сталкивались с переменными. Это был некий контейнер для хранения какого либо значения или объекта. Например, мы записывали значение АЦП переменную. Теперь настала пора познакомиться с массивами. Массив, это тоже контейнер, как и переменная, но он может хранить не одно значение, а много. Если переменную можно было представить как коробку, в которую можно что-то положить, то переменная, это полка шкафа, на которую можно поставить несколько коробок со значениями.

В строке 4 мы объявили массив ledPins с помощью прямоугольных скобок и сразу записали в него 6 значений. Эти значения номера выводов, к которым подключены светодиоды. Важным свойством массива является то, что каждый элемент имеет свой номер. Номера элементов массива начинаются с 0. Так если в массиве 3 элемента, то у них будут номера 0, 1 и 2. Эти номера нам будут нужны потом для обращения к конкретным элементам массива для чтения или записи значений в них.

Аналогично объявляем массив для будущих объектов Pin, но этот массив пока будет пустым

leds = []

Настало время создать объекты Pin и записать их в массив leds

for pinNum in ledPins:
    leds.append(Pin(pinNum, Pin.OUT))

Мы уже знакомы с циклом for, он нужен для перебора всех значений списка. В данном случае он перебирает все значения массива ledPins, в котором записаны номера выводов. Эти номера поочередно присваиваются переменной pinNum и исполняется тело цикла.

    leds.append(Pin(pinNum, Pin.OUT))

Pin(pinNum, Pin.OUT) мы уже использовали много раз - это выражение создает объект Pin для заданного номера вывода и настраивает его как выход. Полученный таким образом объект Pin добавляется в массив leds с помощью оператора append.

После исполнения этого цикла в массиве leds окажутся 6 объектов Pin для выводов в соответствующем порядке.

Создаем объект АЦП

adc = machine.ADC(0)

Объявляем подпрограмму ledOff()

def ledOff():
    for led in leds:
        led.off()

Эта функция гасит все светодиоды. Она поочередно перебирает все светодиоды и выключает их.

Объявляем функцию ledOn()

    for i in range(count):
        led = leds[i]
        led.on()

Она нужна для включения нужного количества светодиодов подряд. В качестве параметра она принимает количество светодиодов для включения. Оператор range создает нужную последовательность чисел. Если нужно включить 3 светодиода, он генерирует последовательность чисел 0, 1, 2. Цикл for перебирает эту последовательность и каждое число из последовательности записывает в переменную i.

Отлично, теперь у нас есть понимание, что нужно зажечь, например, первый, второй и третий светодиод. Но как а ним обратиться? Объекты светодиодов записаны в массив leds и лежат в нем под своими номерами, начиная с 0. Номер элемента массива называется индексом. Обратимся к элементам массива по индексам. Именно это и происходит в строке 18. Мы берем i-ый элемент массива, то есть i-ый светодиод, записываем его в переменную led

        led = leds[i]

И, когда нужный объект светодиода в переменной, включаем его привычным способом

        led.on()

Теперь у нас есть 2 функции ledOff, которая гасит все светодиоды и ledOn, которая включает нужное число светодиодов начиная с первого. Осталось воспользоваться этими функциями для создания светодиодной шкалы.

while True:
    value = adc.read()
    ledOff()
 
    if value in range(0,170):
        ledOn(1)
    elif value in range(171,340):
        ledOn(2)
    elif value in range(341,510):
        ledOn(3)
    elif value in range(511,680):
        ledOn(4)
    elif value in range(681,850):
        ledOn(5)
    elif value in range(851,1023):
        ledOn(6)

Здесь все просто. Мы считываем значение напряжения с помощью АЦП, выключаем все светодиоды и анализируем сколько светодиодов нужно зажечь. Мы помним, что при 0 вольт результатом преобразования АЦП является 0, а при напряжении питания — 1023. Разобьем этот диапазон на 6 одинаковых интервалов.

Если сигнал в интервале от 0 до 170, то мы должны включить 1 светодиод. Если сигнал в интервале от 171 до 340 — зажигаем 2 светодиода и т.д. С помощью оператора in проверяется попадание переменной в указанный интервал. Если это так, то выражение истинно и оператор if выполняет код для соответствующего условия.