Μάθημα 4 - Αναλογικη & Ψηφιακη Εισοδος (Ποτενσιόμετρο & Κουμπί)

 β1: Θα επαναληφθεί η 2η ώρα, για να γίνουν πάλι τα κυκλώματα

 β2: Ολοκληρώθηκε η 1η ώρα

Στόχοι μαθήματος:

• Να κατανοήσετε τη θεμελιώδη διαφορά αναλογικής και ψηφιακής εισόδου
• Να διαπιστώσετε τον τρόπο λειτουργίας ενός ποτενσιόμετρου
• Να χρησιμοποιήσετε σε ένα κύκλωμα συνδυασμούς κουμπιών
• Να ελέγξετε διάφορες εξόδους (LED, Buzzer) μέσω αναλογικής εισόδου (ποτενσιόμετρο) και ψηφιακής εισόδου (κουμπί)
  
  

 Τα project που δημιουργήσαμε στο Tinkercad:

Project 1:

Δημιουργήσαμε ένα κύκλωμα με ένα led στο pin 9 (πρέπει το led να συνδεθεί σε pin που συνοδεύεται από το σύμβολο ~) και ένα ποτενσιόμετρο συνδεδεμένο στο pin Α0. Το ποτενσιόμετρο ρυθμίζει τη φωτεινότητα του led. Δηλαδή γυρνώντας τη λαβή του ποτενσιόμετρου η φωτεινότητα του led αυξάνεται και μειώνεται.  

Εδώ θα βρείτε το project που κάναμε στην τάξη

Το παραπάνω link σας πηγαίνει στο αρχείο του Tinkercad, στο οποίο φαίνεται το κύκλωμα και ο κώδικας που το προγραμμάτισε. Μπορείτε να επέμβετε στο παραπάνω αρχείο, αν θέλετε. Δεν θα το συνιστούσα, ώστε να δουν όλοι το ίδιο αποτέλεσμα. Ωστόσο αν κάνετε αλλαγές φροντίστε να τις αναιρέσετε μετά. 

Επισημάνσεις μαθήματος (δίνονται σε όσο πιο εύκολη γλώσσα γίνεται)

 

 

1.  Τα pins εισόδου (input) λαμβάνουν κάποιο ηλεκτρικό σήμα (διαβάζουν ένα αριθμό), ενώ τα pins εξόδου (output) δίνουν ένα ηλεκτρικό σήμα (δίνουν ένα αριθμό). 
Τα pins 13 - 0 συνήθως χρησιμοποιούνται ως pins εξόδου, οπότε δίνουν ως σήμα τον αριθμό 0 (δεν δίνω ρεύμα) ή τον αριθμό 1 (δίνω ρεύμα).
Τα pins με το σύμβολο «~» (11, 10, 9, 6, 5, 3) μπορούν να λειτουργήσουν όπως τα άλλα pins (δίνω σήμα 0 ή 1) ή να δώσουν ως σήμα ένα αριθμό από το 0  ως το 255. Το 0 σημαίνει δεν δίνω ρεύμα. Το 255 σημαίνει δίνω το μέγιστο ρεύμα, ενώ οι ενδιάμεσες τιμές σημαίνουν δίνω λιγότερο ή περισσότερο ρεύμα.  
Οι θύρες Α0 – Α5 συνήθως χρησιμοποιούνται ως θύρες εισόδου που διαβάζουν τον αριθμό που περιγράφει το ηλεκτρικό σήμα, αλλά μπορούν να χρησιμοποιηθούν όπως οι υπόλοιπες θύρες 13 – 0 δίνοντας τιμή 0 ή 1. 

2. Με βάση τον προσανατολισμό που δείχνει η παραπάνω εικόνα το αριστερό άκρο του ποτενσιόμετρου συνδέεται με το GND (γείωση), το μεσαίο με κάποιο pin εισόδου (π.χ. Α0 - Α5) και το δεξί άκρο στο pin 5V. 

 Το μεσαίο άκρο δίνει ένα ηλεκτρικό σήμα που χαρακτηρίζεται από τον αριθμό 0 - 1023. Το 0 σημαίνει καθόλου σήμα (όχι ρεύμα), το 1023 σημαίνει σήμα μέγιστης έντασης (μέγιστο ρεύμα), ενώ οι ενδιάμεσες τιμές σημαίνουν μια ενδιάμεση ένταση σήματος. Αυτό μπορείτε να το δείτε στην παρακάτω προσομοίωση. 

 Στην προσομοίωση με τίτλο "Σύνδεση ποτενσιόμετρου" πατήστε το "Start simulation" και το "Code". Όταν αρχίσει η προσομοίωση πατήστε το "Serial monitor". Στο "Serial monitor" θα αναγράφεται η τιμή του σήματος που δίνει το ποτενσιόμετρο στο pin A0. Γυρίστε το κουμπί (κάνοντας κλικ με το ποντίκι συνεχόμενα) του ποτενσιόμετρου για να δείτε τις διαφορετικές τιμές του σήματος. Θα διαπιστώσετε ότι η ελάχιστη τιμή είναι το 0 και η μέγιστη το 1023. Δείτε την παρακάτω εικόνα: 

3.  Ποια είναι η λογική της χρήσης του σήματος του ποτενσιόμετρου στο pin A0 ως ρυθμιστή της έντασης της φωτεινότητας του led που συνδέεται με το pin 9; Η λογική φαίνεται στην παρακάτω εικόνα: 

Το ποτενσιόμετρο δίνει μια τιμή ανάμεσα στο 0 και στο 1023, ανάλογα με το πόσο έχουμε περιστρέψει τη λαβή του. Η τιμή αυτή εισάγεται στη θύρα Α0. Ο μικροεπεξεργαστής μετατρέπει το σήμα του ποτενσιόμετρου σε ένα νέο σήμα που παίρνει τιμές από το 0 ως το 255. Η τιμή του νέου σήματος μέσω του pin 9 δίνεται στο led κι έτσι ρυθμίζεται η φωτεινότητά του. 
 

 

Εργασίες για το σπίτι: 

Εδώ θα βρείτε τις εργασίες του μαθήματος.