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arduino入門教程系列篇二:arduino套件中軟硬件功能和使用方法

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Arduino包含硬件和軟件,能通過各種各樣的傳感器來感知環境,通過控制燈光、馬達和其他的裝置來反饋、影響環境。DFRobot Arduino入門套件旨在幫助愛好者們認識學習當下較為流行的開源原型平臺--Arduino。這個入門套件適用于藝術家、設計師、愛好者和對于“互動”有興趣的朋友們學習。
這篇arduino入門教程二我們還是同樣要用Blink程序,有所不同的是,這里我們需要外接一個LED到數字引腳,而不是使用焊在Arduino板上的LED 13(也就是“L”燈)。便于我們能清晰的認識LED的工作原理及一些硬件電路的搭建。

STEP 1:需要準備的東西:

1 × DFduino UNO R3(以及配套USB數據線)
1 × Prototype Shield原型擴展板+面包板
若干 彩色面包線
1 × 5mm LED燈
1 × 220歐電阻*

STEP 2:硬件連接


首先,從我們的套件中取出Prototype shield擴展板和面包板,將面包板背面的雙面膠歇下,粘貼到Prototype shield擴展板上。再取出UNO,把貼有面包板Prototype shield擴展板插到UNO上。取出所有元件,按照下圖連接。



圖中的藍色與紅色的線用彩色面包線連接,使用面包板上其他孔也沒關系,只要元件和線的連接順序與上圖保持一致即可。

確保LED連接是否正確的,LED長腳為+,短腳為-,完成連接后,給Arduino接上USB數據線,供電,準備下載程序。

STEP 3:輸入代碼


打開Arduino IDE,在編輯框中輸入樣例代碼1-1所示代碼。(輸入代碼也是一種學習編程的過程,雖然提供代碼的壓縮包,但還是建議初學者自己輸入代碼,親身體驗一下。)


樣例代碼 1-1:

//項目一 —— LED 閃爍



int ledPin = 10;

void setup() {

pinMode(ledPin, OUTPUT);

}

void loop() {

digitalWrite(ledPin,HIGH);

delay(1000);

digitalWrite(ledPin,LOW);

delay(1000);

}

輸入完畢后,點擊IDE的“校驗(Verify)”,查看輸入代碼是否通過編譯。如果顯示沒有錯誤,單擊“下載(UpLoad)”,給Arduino下載代碼。以上每一步都完成了的話,你應該可以看到面包板上的紅色LED每隔一秒交替亮滅一次。


現在讓我們來回顧一下代碼和硬件,看看它們是如何工作的。代碼是我們Lesson 1 是一模一樣的,所以重復說明了。那就說下硬件吧!

STEP 4: 硬件回顧

面包板

面包板是一種可重復使用的非焊接的元件,用于制作電子線路原型或者線路設計。簡單的說,面包板是一種電子實驗元件,表面是打孔的塑料,底部有金屬條,可以實現插上即可導通,無需焊接的作用。面包板該怎么使用?其實很簡單,就是把電子元件和跳線插到板子上的洞洞里,具體該怎么插,我們就要從面包板的內部結構上說了。




從上圖我們可以看到,面包板分為上下兩個部分,藍線指出的縱向每5個孔是相通的。

電阻

下一個要說的元件是電阻。電阻的單位是 Ω。電阻會對電流產生一定的阻力,引起它兩端電壓的下降。可以將電阻想象成一個水管,它比連接它的管子細一點,當水(電流)流入電阻,因管子變細,水流(電流)雖然從另一端出來,但水流減小了。電阻也是一樣的道理,所以電阻可以用來給其他元件減流或減壓。

電阻有很多用處,對應名稱也不同,上拉電阻,下拉電阻,限流電阻等。我們這里用作限流電阻。在這個例子里,數字引腳10 輸出電壓為5V,輸入電流為40mA(毫安)直流電。普通的LED需要2V的電壓和35mA左右的電流。因此如果想以LED的最大亮度點亮它,需要一個電阻將電壓從5V降到2V,電流從40mA減到35mA。這個電阻起限流的作用。

這里具體對電阻值選取的計算就不做說明了,只要知道在接LED時需要用到一個100Ω左右的電阻就可以了。大一點也沒關系,但不能小于100Ω。如果電阻值選的過大的話,LED不會有什么影響,就是會顯的比較暗。很容易理解,電阻越大,減流或減壓效果更明顯了。LED 隨電流減小而變暗。

不同的LED燈所需電壓也有不同,推薦《LED常識》一帖。

關于上拉電阻,下拉電阻,限流電阻,請看此貼《電路知識之電阻的功能》。
(查閱相關教程帖,請關注公眾號:DF創客社區)

LED

LED也是一種二極管,會發光的二極管。LED能發出不同顏色和亮度的光線,包括光譜中的紫外線和紅外線。(比如我們經常使用的各類遙控器上面的LED也是其中一種,與普通的發光二極管長的一樣,只是發出的光我們人眼看不到,我們也稱之為紅外發射管。)

LED如果仔細觀察LED,你會注意到,LED引腳長度不同,長引腳為+,短引腳為-。那如果正負接反會怎么樣呢?下面這張圖就說明問題了,接反就不亮了唄。下圖是不是還缺個電阻呀,細心的你發現了嗎?



動手試一試

嘗試換不同阻值的電阻,看看LED燈的變化。


現在你知道了各元件的功能及整個項目中軟硬件是如何工作的,讓我們嘗試做其他好玩兒的東西吧!

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