Мигання світлодіодом

Вступ

Світлодіоди (світлові діоди або LED з англійської - Light Emitting Diode) – це пристрої, які випромінюють світло, коли на них подається електричний струм. Вони відрізняються від традиційних лампочок розжарювання тим, що не потребують горіння та випромінюють світло завдяки явищу електролюмінесценції у напівпровідниковому матеріалі

До основних переваг світлодіодів відносять ефективність у використанні електроенергії, довгий термін служби, широкий спектр кольорів та компактний розмір. Вони широко використовуються в освітленні, електроніці, телекомунікаціях, електроніці автомобілів та інших галузях. Навіть кімната, в якій Ви зараз знаходитесь точно має якийсь пристрій зі світлодіодом, наприклад світлодіодна лампочка

Цікаві факти про світлодіоди

Наш Дрон також має світлодіоди (дивись картинку вище). Кожен має назву, яка означає ім’я піна Дрона, до якого цей світлодіод підключений. Пін – це вивід центрального мікроконтролера нашого Дрона. По цих же іменах пінів ми і будемо звертатися до світлодіодів. Далі ми навчимось писати програму, яка буде керувати цими світлодіодами - вмикати і вимикати. Вмикати і вимикати світлодіоди звучить як не дуже цікаве заняття, але це дуже важлива функція дронів, особливо вночі – щоб дрон можна було розрізнити в нічному небі (дивись відео вище)

Написання першої програми

Для початку напишемо найпростішу програму для Дрона, яка увімкне перший світлодіод, підключений до піна PA5

1void setup() {
2  pinMode(PA5, OUTPUT);
3}
4
5void loop() {
6  digitalWrite(PA5, 1);
7}

1void setup() {           //Функція 'setup' починає виконуватися першою при запуску Дрона
2  pinMode(PA5, OUTPUT);  //Функція pinMode встановлює пін PA5 в режим роботи на вихід (OUTPUT)
3}
4
5void loop() {            //Функція 'loop' виконується циклічно і безкінечно одразу після 'setup'
6  digitalWrite(PA5, 1);  //Увімкнення PA5 світлодіоду
7}

Якщо відчуваєте складність в розумінні написаної вище програми, то спробуйте перемкнутися на вкладку з коментарями – , де пояснюється кожна стрічка. Також нижче є розділ з перекладом англійських слів, які використовуються в програмі. При написанні програм використовують саме англійську мову. На щастя достатньо самого базового шкільного рівня англійської для навчання програмуванню

Запустіть програму Ардуїно на вашому комп’ютері. Ардуїно це основне місце роботи, де ми будемо створювати програми для Дрона. Скопіюйте написану вище програму в Ардуїно ось так:

Для того, щоб завантажити Вашу нову програму на Дрон потрібно спочатку перевести його в режим програмування. В цьому режимі Дрон перестає виконувати попередньо записану в нього програму (якщо така була) і починає чекати поки в нього запишуть нову програму. Режим програмування активується наступними кроками:

1. Підключіть Дрон до комп’ютера за допомогою кабелю USB Type-C
2. Одночасно зажміть кнопки BT + R на Дроні
3. Відпустіть спочатку кнопку R, а через 2 секунди і BT
   Якщо на Дроні засвітилися 2 крайні праві світлодіоди, то режим програмування активувався. Буває, що він не завжди активується з першої спроби, тому спробуйте ще раз, починаючи з 1-го пункту.
4. Нажміть кнопку (Завантажити) в програмі Ардуїно на комп’ютері

Якщо все вдалось, то Дрон увімкне крайній лівий світлодіод PA5. Вітаю, Ви написали свою першу програму для Дрона

Якщо виникли будь-які проблеми і програма не завантажилась чи не запустилася, то перейдіть в розділ Вирішення проблем за допомогою

Самостійна робота №1

Погляньте на решту світлодіодів Дрона, оберіть який Вам більше подобається і спробуйте модифікувати програму таким чином, щоб тепер увімкнути саме його (наприклад PA7 чи PB0). Коли програма готова, знову переведіть Дрон в режим програмування і завантажте Вашу нову програму слідуючи уже знайомій інструкції вище.

Миготіння світлодіоду

Тепер давайте ускладнимо задачу і будемо ще й вимикати світлодіод. Послідовне вмикання і вимикання світлодіоду призводить до ефекту миготіння. Миготіння світлодіоду відбувається тоді, коли світлодіод вмикається і вимикається з певним інтервалом, наприклад 1 секунда (1000 мілісекунд)

 1void setup() {
 2  pinMode(PA5, OUTPUT);
 3}
 4
 5void loop() {
 6  digitalWrite(PA5, 1);
 7  delay(1000);
 8
 9  digitalWrite(PA5, 0);
10  delay(1000);
11}

 1void setup() {           //Функція 'setup' aвтоматично запускається першою при увімкненні Дрона
 2  pinMode(PA5, OUTPUT);  //Функція pinMode встановлює пін PA5 в режим роботи на вихід (OUTPUT)
 3}
 4
 5void loop() {            //Циклічна функція 'loop' запускається одразу після функції 'setup'
 6  digitalWrite(PA5, 1);  //Увімкнення PA5 світлодіоду
 7  delay(1000);           //Павза 1 секунда (тобто 1000 мілісекунд)
 8
 9  digitalWrite(PA5, 0);  //Вимкнення PA5 світлодіоду
10  delay(1000);           //Павза 1 секунда (тобто 1000 мілісекунд)
11}

Завантажте програму на Дрон за вже знайомою інструкцією вище.
A ось так виглядає блок-схема програми, яка візуально більш зрозуміло пояснює, що робить програма:

flowchart LR
   k("Налаштування\n(setup)"):::step --> l
   a(LED вкл) --> b(Чекаємо\n1 секунду)
   b --> c(LED викл)
   c --> d(Чекаємо\n1 секунду)
   d --> a
   l:::loop
    subgraph l["Виконуємо циклічно (loop)"]
    direction LR
    a:::step
    b:::step
    c:::step
    d:::step

classDef step fill:#f96,color:black,stroke:#f96;
classDef loop fill:#5490ff,color:black;
linkStyle default fill:none,stroke-width:2px,stroke:white,text-color:red

end

 1//Функція 'pinMode' перемикає режими пінів дрона на потрібний нам.
 2//Тому ця функція приймає два параметри: назву піна, який треба перемкнути і
 3//режим роботи, на який його треба перемкнути. Режим OUTPUT (на вихід) - якщо треба керувати тим,
 4//що підключено до піна (світлодіод наприклад). Уявіть, що Ви водій авто і перед тим як рушити з місця,
 5//треба перемкнути передачу вперед чи назад. Так само з пінами спочатку треба виставити режим.
 6pinMode(PA5, OUTPUT);//Переводимо пін PA5 в режим на вихід, щоб керувати світлодіодом
 7
 8//Функція 'digitalWrite' вмикає чи вимикає, те що підключено до піна. Так само приймає 2 параметри:
 9//теж назву піна, і у вигляді числа (1 - вкл, 0 - викл) що потрібно зробити з піном
10digitalWrite(PA5, 1);//Вмикаємо пін PA5
11
12//Функція 'delay' заставляє Дрон почекати задану кількість часу перед виконанням наступної дії (1 секунда = 1000 мілісекунд)
13//і нічого не робити
14delay(2000);//Чекаємо 2 секунди
15//Ця функція потрібно тому, що Дрон виконує операції одну за одною дуже швидко і якби не було
16//затримки між командами вкл та викл, то ми ніколи б не побачили, що наша програма увімкнула світлодіод,
17//оскільки дуже швидко виконається команда на вимкнення після увімкнення. Затримка довзоляє на деякий час побачити
18//світіння світлодіоду

Самостійна робота №2