Welcome back or, if you are new to the series, welcome. This month we will be doing three projects driving up to nine LEDs. They are: • Two blinking LEDs • Cylon Lights • Bar Graph The original project (bar graph) is from a book that I reviewed a few months ago: Arduino Project Handbook by Mark Geddes (No Starch Press). I really enjoyed the book so I wanted to use at least one of his projects. Let’s get started by laying out the parts list and looking at the hardware layout.
Ravi de vous retrouver, ou, pour les nouveaux arrivants, bienvenue. Ce mois-ci, nous réaliserons trois projets pilotant jusqu'à neuf LED. Ce seront : • deux LED clignotantes, • les lumières des Cylons, • un barre-graphe.
Le projet d'origine (le barre-graphe) vient d'un livre dont j'ai fait la critique il y a quelques mois : Arduino Project Handbook (Manuel des projets Arduino) par Mark Geddes (No Starch Press). J'ai vraiment bien aimé le livre ; aussi, je voulais utiliser au moins un de ses projets.
Commençons par détailler la liste de composants et voir la disposition du matériel.
The Parts List For the projects this time, you will need: • An Arduino Uno or Mega • 9 x LEDs (preferably 3 red, 3 yellow and 3 green) • 9 x 220 Ohm resistors • 10K Potentiometer • Breadboard • Jumpers
La liste de composants
Pour les projets d'aujourd'hui, nous aurons besoin de : • un Arduino Uno ou Mega, • 9 LED (de préférence, 3 rouges, 3 jaunes et 3 vertes), • 9 résistances de 220 Ω, • un potentiomètre de 10 kΩ, • une plaque d'essai, • des cavaliers.
The Hardware Layout Shown right is the Fritzing breadboard layout (I am also including the schematic, shown bottom right, for those who like to see that sort of thing.) for the Bargraph project. We can use the same component layout for all three projects, since our code will ignore any extra components. Notice that the long Anode LED leads are connected to the 220 ohm resistors which are then connected to the Arduino pins 2-10 (positive LED pins), and the short Cathode LED leads (negative LED pins) are all connected to ground. We’ll go through the various components when we discuss each project.
La disposition du matériel
À droite, vous trouvez la disposition du matériel fait avec Fritzing pour le projet de barre-graphe (J'ai inclus aussi le schéma de câblage, présenté en bas à droite, pour ceux qui aiment voir ce genre d'info.). Nous pouvons utiliser la même disposition pour les trois projets, car notre code ignorera les composants en trop.
Notez que toutes les pattes longues des anodes des LED sont connectées à des résistances de 220 Ω qui sont ensuite connectées aux picots 2-10 (contact positif des LED) et que les pattes courtes des cathodes des LED (contact négatif des LED) sont connectées à la masse.
Nous parlerons des divers autres composants pendant la présentation de chaque projet.
Project 1 - Two Blinking LEDs This first project is really simple in both logic and implementation. The idea is to alternately turn on and off two LEDs. In this case the LEDs are the ones connected to Arduino pins 2 and 3. We’ll use the potentiometer to send a value between 0 and 1023 for the delay through Arduino analogue pin A0. The higher the value the longer the delay. Since a delay value below 30 can cause the LEDs to blink so fast that you can’t tell they are blinking, we will check the value and if it is less than 30, we’ll force it to 30.
Projet 1 - Deux LED clignotantes
Le premier projet est vraiment simple à comprendre et à réaliser. L'idée est d'allumer et d'éteindre deux LED alternativement. Dans ce cas, les deux LED sont celles connectées aux picots 2 et 3 de l'Arduino. Nous utiliserons le potentiomètre pour transmettre une valeur de durée entre 0 et 1023 à la broche analogique A0 de l'Arduino. Plus la valeur sera grande, plus la durée sera longue. Puisqu'une valeur inférieure à 30 entraîne un clignotement tellement rapide des LED que vous ne pouvez pas dire qu'elles clignotent, nous analyserons la valeur et, si elle est inférieure à 30, nous la forcerons à 30.
The Code const int ledPin1 = 2; const int ledPin2 = 3; const int analogPin = A0; In the first three lines, we are setting the constants that we’ll need. void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(ledPin1, OUTPUT); pinMode(ledPin2, OUTPUT); } In the setup routine, we start the serial monitor to transmit at 9600 baud and the two digital pins as OUTPUT pins. void loop() { int speedReading = analogRead(analogPin); if (speedReading < 30) { speedReading = 30; }
Le code
const int ledPin1 = 2; const int ledPin2 = 3; const int analogPin = A0;
Dans les trois premières lignes, nous déclarons les constantes dont nous aurons besoin.
void setup() {
Serial.begin(9600); pinMode(ledPin1, OUTPUT); pinMode(ledPin2, OUTPUT);
}
Dans la routine setup, nous démarrons le moniteur série pour transmettre à 9600 bauds et les deux broches numériques en bornes de sortie.
void loop() {
int speedReading = analogRead(analogPin);
if (speedReading < 30) {
speedReading = 30;
}
Now we read, using the analogRead function call, the value of the potentiometer, and if the value is less than 30, force it up to 30. Serial.println(speedReading); digitalWrite(ledPin1,HIGH); delay(speedReading); digitalWrite(ledPin1,LOW); digitalWrite(ledPin2,HIGH); delay(speedReading); digitalWrite(ledPin2,LOW); } Finally, we print to the Serial Monitor the value of the pot, turn on the first LED, delay however many milliseconds the pot value is, turn off the led, then turn on the next one, delay and turn if off and then repeat the entire process. See how simple that was?
Maintenant nous lisons la valeur du potentiomètre en utilisant l'appel de fonction analogRead, et, si la valeur est inférieure à 30, nous la forçons à 30.
Serial.println(speedReading); digitalWrite(ledPin1,HIGH); delay(speedReading); digitalWrite(ledPin1,LOW); digitalWrite(ledPin2,HIGH); delay(speedReading); digitalWrite(ledPin2,LOW); }
Enfin, nous affichons la valeur du potentiomètre sur le moniteur série, allumons la première LED, attendons une durée égale à la valeur du potentiomètre, éteignons la LED, puis nous allumons la suivante, attendons et l'éteignons et, ensuite, nous répétons le processus complet.
Vous voyez comme c'est simple ?
Project 2 - Cylon Lights In this project, we will light the LEDs in a sweep motion (0 to 8 and 8 to 0), right and left, reminiscent of the Cylons from the original 1978 Battlestar Galactica television show. (I showed the running project to a friend and his response was that it looks like the lights on a police car. I guess it’s just a matter of perspective.) Again, it is a VERY simple project. We will be using all 9 of the LEDs in this project. Since I worked with the bargraph project first, I simply modified the code to create this one. We use two simple for loops to switch the LEDs on and off in order, starting with the Arduino pin 2, going up to pin 10, and then back down to pin 2.
Projet 2 - Les lumières des Cylons
Dans ce projet, nous allumerons les LED par une variation douce (de 0 à 8 et de 8 à 0), à droite et à gauche, pour rappeler les Cylons de la série télé Battlestar Galactica de 1978. (J'ai montré le projet en fonctionnement à un ami et sa réponse a été que ça ressemblait aux lumières d'une voiture de police. C'est juste une question de point de vue.) C'est encore un projet TRÉS simple. Nous utiliserons les neuf LED dans ce projet. Comme j'ai commencé par le projet de barre-graphe, j'ai juste modifié le code pour créer celui-ci.
Nous utilisons des simples boucles for pour allumer et éteindre les LED dans l'ordre, en commençant par le picot 2 de l'Arduino, jusqu'au picot 10, puis retour jusqu'au picot 2.
The Code const int ledCount = 9; const int delayTime = 90; int ledPins[] = {2,3,4,5,6,7,8,9,10}; Here we set up the various variables we will be using. The first two are defined as constants and the third is set up as an array which holds the Arduino pin numbers that are connected to our LEDs. In the setup routine (below), we use a for loop to define each of the pins in the array as OUTPUT pins. The loop routine (next page) is where the “magic” happens. Again, we use a simple for loop to sweep the LED on in order for 90 milliseconds, then turn it off before we move to the next pin. Once we have gone through the first 9 LEDs, we do another loop, this time moving backwards through the list of the LEDs. Notice, however, that we skip the ninth led on the count down. As you can see (next page, top right), the for loop in C works like this… for (counter value low, counter value high, amount to increment or decrement) By this time, it should be simple for you to figure it all out.
Le code
const int ledCount = 9;
const int delayTime = 90;
int ledPins[] = {2,3,4,5,6,7,8,9,10};
Ici, nous déclarons les diverses variables que nous utiliserons. Les deux premières sont définies comme constantes et la troisième est déclarée comme un tableau qui contient les numéros des picots de l'Arduino qui sont connectés à nos LED.
Dans la routine setup (ci-dessous), nous utilisons une boucle for pour définir chacun des picots du tableau comme sorties.
C'est dans la routine loop (page suivante) que la « magie » s'opère. Une fois encore, nous utilisons une simple boucle for pour, dans l'ordre, allumer la LED pendant 90 millisecondes, puis nous l'éteignons avant de passer au picot suivant. Une fois que nous avons traité une première fois les neuf LED, nous avons une autre boucle, allant cette fois en sens inverse dans la liste des LED. Notez, cependant, que nous sautons la neuvième LED dans le décompte.
Comme vous pouvez le voir (page suivante, en haut à droite), la boucle for en C fonctionne comme ceci…
for (valeur basse du compteur, valeur haute du compteur, quantité à incrémenter ou décrémenter).
À ce stade, il devrait être simple pour vous de déchiffrer le tout.
Project 3 - Bar Graph As I said earlier, this project is from the book Arduino Project Handbook by Mark Geddes. It’s a very easy project code wise. We will be using all the hardware in this one. The idea it to give a “graphical” representation of the voltage value of the potentiometer using the nine LEDs. The lower the voltage going into the A0 pin, the fewer LEDs are lit. The higher the voltage, more are lit. The Arduino C language gives us a wonderful function called MAP that makes this a breeze. However, it can be a bit confusing at first.
Projet 3 - Le barre-graphe
Comme je l'ai dit plus haut, ce projet vient du livre Arduino Project Handbook de Mark Geddes. C'est un projet très facile du point de vue du code.
Dans celui-ci, nous utiliserons tout le matériel. L'idée est de donner une représentation « graphique » de la valeur de la tension du potentiomètre en utilisant les neuf LED. Plus la tension est basse sur la borne A0, moins il y aura de LED éclairées. Plus la tension sera élevée, plus il y en aura d'allumées. Le langage C de l'Arduino nous fournit une merveilleuse fonction appelée MAP qui simplifie beaucoup cela. Cependant, elle peut être une peu déconcertante au début.
The Map function The map function takes a value, a low and high range of the input, and a low and high range that the output should be mapped to. Our code is as follows… int ledLevel = map(sensorReading, 0, 1023, 0, ledCount); • ledLevel is the mapped output. • sensorReading is the input level from the analogue input pin. • The values 0 and 1023 are the range that can be expected from the analogue pin. • The values 0 to 9 (ledCount) are the values that can be expected as the output. There is some math magic being done in the function that produces the output map. The following table shows the Input v.s. Output values. So you can see that anytime that the voltage value into pin A0 is, for example, between 455 and 568, the output will be a 4, and in this case, the first four LEDs will be lit.
La fonction MAP
La fonction map prend une valeur, l'étendue des valeurs de l'entrée et l'étendue des valeurs sur laquelle la sortie devra être convertie. Notre code est le suivant :
int ledLevel = map(sensorReading, 0, 1023, 0, ledCount);
• ledLevel est la sortie convertie, • sensorReading est le niveau d'entrée sur le picot d'entrée analogique, • les valeurs 0 et 1023 sont les limites de la plage des valeurs qui peuvent être attendues sur l'entrée analogique. • Les valeurs 0 et 9 (ledCount) sont les bornes des valeurs qui peuvent être attendues à la sortie. Il y a un peu de magie mathématique à l'intérieur de la fonction qui réalise la conversion en sortie. La table ci-contre, Entrées versus Sorties, la présente.
Ainsi, vous pouvez voir que, chaque fois que la tension d'entrée sur la borne A0 est, par exemple, entre 455 et 568, la sortie sera un 4, et, dans ce cas, les quatre premières LED seront allumées.
The Code You have seen the first three lines and the setup routine already, so we’ll just skip over the discussion. That’s it. You now have learned a lot about the Arduino language and controlling LEDs. Next time, we will be working with some of the motors that we used when we were learning the RPi, so dust them off and be ready. Until then, have fun!
Le code
Vous avez déjà vu les trois premières lignes et la routine setup, aussi je passe sur leur présentation.
Et voilà. Vous en savez beaucoup maintenant sur le langage de l'Arduino et sur le pilotage des LED.
La prochaine fois, nous travaillerons avec les moteurs que nous avons utilisés quand nous apprenions le RPi ; aussi, dépoussiérez-les et soyez prêts. Jusque-là, amusez-vous bien !