Лабораторная работа №4: Потенциометр. Показываем закон Ома на примере яркости светодиода

Лабораторная работа № 4: Потенциометр. Показываем закон Ома на примере яркости светодиода
Выполнил Тошпулатов А
Цель лабораторной работы: Познакомиться с потенциометром и управлять яркостью светодиода и изменением сопротивления потенциометра.
Необходимые компоненты:
• контроллер Arduino UNO R3;
• плата для прототипирования;
• потенциометр 250 кОм;
• светодиоды;
• резисторы 1 кОм;
• провода папа-папа.
– около 2 В.
Напряжение питания 5 В должно упасть на светодиоде и резисторе, поскольку доля светодиода 2 В оставшиеся 3 В должны упасть на резисторе. Зная максимальное значение прямого тока через светодиод (20 мА), можете найти номинал резистора.
R = V/I = 3/0,02 = 150 Ом.
Таким образом, со значением резистора 150 Ом ток 20 мА протекает через резистор и светодиод. По мере увеличения значения сопротивления ток будет уменьшаться. 220 Ом немного более, чем 150 Ом, но все же позволяет светиться светодиоду достаточно ярко, и резистор такого номинала очень распространен. Если мы будем увеличивать номинал резистора, то будем уменьшать ток, проходящий через светодиод, и, соответственно, яркость светодиода. Для изменения яркости светодиода мы будем использовать потенциометр. Потенциометры являются переменными делителями напряжения и выглядят как ручки. Они бывают разных размеров и форм, но все имеют три вывода. Номинал потенциометра определяет сопротивление между крайними выводами, оно неизменно, поворотом ручки мы изменяем сопротивление между средним и крайним выводами от 0 до номинала потенциометра либо от номинала до нуля.
В электрической схеме каждый компонент имеет некоторое сопротивление, что снижает напряжение. Светодиоды имеют предопределенное падение напряжения на них и предназначены для работы в определенном значении тока. Чем больше ток через светодиод, тем ярче светодиод светится, до предельного значения. Для наиболее распространенных светодиодов максимальный ток составляет 20 мА. Обычное значение падения напряжения для светодиода
В эксперименте потенциометр мы подключаем последовательно с резистором 220 Ом, чтобы не уменьшить значения ограничивающего резистора для светодиода до нуля и не сжечь светодиод.
 определяет отношения между напряжением, током и сопротивлением в цепи.

Закон Ома определяется следующим образом:
V = I×R,
где V – напряжение в вольтах; I – ток в амперах; R – сопротивление в омах.

void setup()
{
pinMode(port_led_line0, OUTPUT);
pinMode(port_led_line1, OUTPUT);
pinMode(port_led_line2, OUTPUT);
pinMode(port_led_line3, OUTPUT);
pinMode(port_led_line4, OUTPUT);
pinMode(port_led_line5, OUTPUT);
pinMode(port_led_line6, OUTPUT);
pinMode(port_led_line7, OUTPUT);
pinMode(port_pot, INPUT);
}
void loop()
{
int value_pot = analogRead(port_pot);

value_pot = value_pot / 113;

if(port_current_num < value_pot){

digitalWrite(port_led_line0+port_current_num,HIGH);
delay(200);
digitalWrite(port_led_line0+port_current_num,LOW);
delay(200);
digitalWrite(port_led_line0+port_current_num,HIGH);
delay(200);
}
else
digitalWrite(port_led_line0+port_current_num,LOW);

if(port_current_num == 7)
port_current_num=0;
else
port_current_num++;
}
Порядок подключения:
1. Подключаем потенциометр к прототипу, левую ножку к минусу, среднею к питанию 5V, правую к А0.
2. Так же светодиоды подключаем через резистор к минусу в прототип, а катоды подключаем параллельно к цифровым выходам 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
3. Загружаем в плату Arduino скетч.
4. Поворачиваем ручку потенциометра и наблюдаем изменение (мигание) и последовательное включение(выключение) светодиодов.