使用Arduino實現(xiàn)映射功能的過程

前言

您可能注意到了，盡管互連電子設備采用不同單位，有不同的上限和下限，但在它們的工作范圍內(nèi)始終是兼容的。例如，在Playstation 4上玩電子游戲時，當您將搖桿一直拉到右邊時，它會轉(zhuǎn)換為角色向右的最大移動量。我們可以看到，搖桿的移動范圍與角色的移動范圍是匹配的。在不同階段校準范圍的這個過程稱為“映射”。

映射過程通常用于根據(jù)期望的驅(qū)動來校準來自傳感器的輸入值。例如，現(xiàn)代汽車中采用電子方向盤的情況，當方向盤旋轉(zhuǎn)720度時，車輪大約會轉(zhuǎn)動40度。因此，我們可以看到，0-720度的范圍被電子方向盤使用的電子控制系統(tǒng)映射為0-40度。這種電子控制系統(tǒng)會結(jié)合使用微控制器或PLC。微控制器上必須有模擬輸入，可以通過PWM或數(shù)字引腳來映射所需的驅(qū)動。本DIY項目結(jié)束時，您將能夠了解：

概述

在這個DIY項目中，我們將開發(fā)一個進程，使用Arduino UNO將電位計的電阻變化轉(zhuǎn)換為所需的LED數(shù)量。換句話說，在本例中，電位計被用作“傳感器輸入”，Arduino UNO被用作“映射設備”，10個ROHM LED被用作執(zhí)行機構(gòu)。LED通常是精密零件，經(jīng)常會出現(xiàn)隨機故障。因此，我們選擇了ROHM LED，它們足以耐受電流尖峰，而且性能穩(wěn)定。十個藍光ROHM LED將根據(jù)電位計的旋轉(zhuǎn)進行映射。將按照以下順序介紹這個項目：

所需元器件有：10 x 藍光ROHM LED、Arduino UNO R3、USB B數(shù)據(jù)線（通常隨Arduino UNO R3一起提供）、10k 電位計、830 孔無焊面包板 breadboard、20 根公頭轉(zhuǎn)公頭跳線、1個1kΩ電阻器、基于Windows的計算機，用于編程。

電路原理圖

所有元器件都采購齊全后，第一步是把所有元器件都連接起來。連接要求如下所述：

對于這個項目來說，您需要將10個藍光ROHM LED的正極引腳（較長的一端）分別連接到Arduino的數(shù)字引腳。

在本例中，我們使用了數(shù)字引腳4-13。

每個LED的負極引腳需要通過1kΩ的電阻器接地。

電位計有三個引腳。第一個連接到Arduino的接地引腳，第二個連接到模擬引腳A5，第三個引腳連接到5V。執(zhí)行此操作將使第二個引腳的電壓在0-5V之間變化。

連接示意圖如下所示：

實際接線如下所示：

現(xiàn)在，您的系統(tǒng)已經(jīng)連接好，您已經(jīng)準備好對Arduino UNO R3進行編程。

設置Arduino IDE

Arduino編程需要設置Arduino IDE。Arduino IDE可在Linux和Windows上使用。對于這個DIY項目，我們將使用Windows桌面應用程序。訪問以下鏈接下載并安裝Arduino IDE：

https://www.arduino.cc/en/Main/Software

選擇以下鏈接：

Windows Installer， 適用于Windows XP及更高版本

成功安裝后，打開Arduino IDE并使用USB B數(shù)據(jù)線連接Arduino UNO R3：

在Arduino IDE中，從“工具”》“端口”》“COM 3 （Arduino Genuino / UNO）”中選擇適當?shù)腃OM端口。

這時，您的設置已準備好開始編程。

編程

在Arduino編程中，有兩個基本函數(shù)：Void Setup和Void Loop。完整代碼及其解釋如下所示：

void setup() {

//Declare A5 Analog pin as input pin

pinMode(A5, INPUT);

//Declare4-13 Digital Pins as Output Pins (For controlling 10 x ROHM LEDs)

pinMode(4, OUTPUT);

pinMode(5, OUTPUT);

pinMode(6, OUTPUT);

pinMode(7, OUTPUT);

pinMode(8, OUTPUT);

pinMode(9, OUTPUT);

pinMode(10, OUTPUT);

pinMode(11, OUTPUT);

pinMode(12, OUTPUT);

pinMode(13, OUTPUT);

Serial.begin(9600);

}

void loop() {

//Check Analog value at pin A5 and store it in variable x

int x = analogRead(A5);

//Map analog values ranging from 1-1023 to values 0-10

int y=map(x,0,1023,0,10);

/*Use a loop to turn off LEDs having number greater than y. Here “i+3” corresponds to pin number on arduino. Since 10th LED is connected to Digital Pin number 13. Therefore +3 offset has been used*/

for (int i=10; i>y; i—)

{

digitalWrite(i+3,LOW);

}

//Use a loop to turn on LEDs having number lesser than y

for (int i=0; i;>

{

digitalWrite(i+4,HIGH);

}

delay(5);

}

//As a result number of LEDs lit will corresponding to the position of potentiometer

執(zhí)行

如果您沒有通過外部插孔為Arduino UNO供電，在執(zhí)行過程中，請保持它與電腦連接?，F(xiàn)在將電位計從一端旋轉(zhuǎn)到另一端。當電位計在模擬引腳上給出0值時，沒有LED點亮。旋轉(zhuǎn)電位計時，點亮LED的數(shù)量會不斷增加。電位計給出的值達到1023時，點亮LED的數(shù)量將達到10?？梢钥吹?，我們已經(jīng)將傳感器值的范圍映射到了LED的數(shù)量。

電位計的起始位置。（模擬值0）

電位計的中間位置。（模擬值512）

電位計的最終位置。（模擬值1023）