RGB LED mirksėjimas. 1 dalis.

Pirmoji pamokėlė bus ganėtinai paprasta, galima sakyti, tai pradžiamokslis, kuris prasideda nuo "Sveikas pasauli" (ang. "Hello World") pavyzdžio. Priverskime šviesos diodą sumirksėti sveikas, o tai suprogramuosime su Arduino C framework'u (supaprastinta C, C++ programavimas). Pasistengsiu aiškinti kuo paprasčiau ir aiškiau, bet iškilus klausimui visada galite paklausti komentaruose. Tuo pačiu įspėju, kad ateinančiuose straipsniuose paaiškinimų bus vis mažiau ir stengsiuosi nebegrįžti prie tų pačių paaiškinimų.

Ko prireiks šiai pamokai:

• Arduino Uno - pirkau www.darysiupats.lt internetu
• 5mm RGB LED su keturiom kojelėm - pirkau www.lemona.lt parduotuvėje
• 1 x 330 omų ir 2 x 220 omų 0.25 W rezistorių/varžų - pirkau www.evita.lt parduotuvėje
• Maketavimo plokštės (solderless breadboard)
• Jungiamųjų laidų (geriausia pirkti tinklo kabelį, nes jame 8 laidukai, o kaina vos 0.90 - 1 Lt/m)

Ką reikia žinoti?

Pirmiausia, tai reikėtų žinoti, kad RGB šviesos diodai turi 4 kojeles, o common cathode reiškia, kad viena kojelė naudojama, kaip katodas/minusas/įžeminimas, ši kojelė dažniausiai būna ilgiausia (žiūrėti sheetbook). Bet kam reikelingos kitos trys kojelės? Kitos kojelės iššifruoja RGB užrašą - red, green, blue (raudona, žalia, mėlyna), taigi šios spalvos turi atskiras savo kojeles, o kaip žinia, tai sumaišant spalvas išgaunami kiti atspalviai. Kad lengviau būtų prisiminti įkėliau paveikslėlį.

Arduino Uno naudosime per USB, todėl nereikės jokio papildomo energijos šaltinio.

Varžas pirkite didesniais kiekiais, tada vieneto kaina žymiai sumažės. Perkant Evitoje 50 vnt., kaina sumažėja iki 3ct už vienetą. O atetyje tikrai rasite kur panaudoti prie Arduino.

Maketavimo plokštę geriausia pirkti 800 taškų. Jos sulyginai pigios ir pakankamos nedideliems projektukams, o reikalui esant galima prijungti dar vieną (ne visos turi sujungimo jungtis).

Jungiamieji laidai nėra pigūs, todėl daug patogiau pirkti vieną metrą tinklo kabelio, kurio viduje yra aštuoni laidukai, savikaina nedidelė, o užteks ilgam.

Pradžią

Kad gauti apytiksliai lygų ar subalansuotą išėjimą iš kiekvieno LED, mes naudosime 330 omų resiztorių prijungtą prie raudono LED, kitais žodžiais tariant prie vienos RGB LED kojelės, ir 220 omų rezistorius prie kitų dviejų - 3 ir 4 kojelių. Nepamirškite, kad kiekvienas LED gali skirtis, todėl būtinai patikrinkite šviesos diodo datasheet ar produkto aprašymą, nes gali skirtis voltai ar kojelės. Aš naudosiu OSTA5131A-C šviesos diodą (jei nebus imkite OSTA56A1A-C), žinoma galite naudoti bet kokį kitą, tik nepamirškite, kad visi diodai gali skirtis, todėl būtina patikrinti data sheet. Mažesnes varžas/rezistorius gali naudoti tik tie kas žino ką daro, kad netektų graužti nagų dėl sudeginto LED.

Sujunginėjam laidus

Prieš sujunginėjant, greičiausiai nelabai prisimenate kuri varža yra kuri. Išmatuokite varžą su testeriu, o jei neturite, tai galite sužinoti pagal spalvas (daugiau informacijos http://lt.wikipedia.org/wiki/Spalvinis_elementų_kodas) arba atsisiųskite Android programėlę Companion ar kitą.

Kadangi neturiu įsirašęs schemų braižymo programos, tai pabandysiu papasakoti ką su kuo jungti.

Vieną laiduką kišame į PIN 9, o kitą galą į maketavimo plokštę, tada varžą 330 omų, o iš varžos į LED R (raudona).

PIN 10 lygiai taip pat, tik varža 220 omų, o LED kojelė G (žalia).

PIN 11 - 220 omų - LED B (mėlyna).

Ilgiausia kojelė minusas, todė, laidukas jungiasi į GND (GROUND).

Turi atrodyti daugmaž taip, kaip nuotraukose.

Rudas kabeliukas prijungtas prie 2 kojelės (katodo).

Viską sujungę, dar kartą peržiūrim visus sujungimus ir ar nesumaišėme kojelių. GND (GROUND) kojelė ilgiausia, bet maketinėje plokštėje nesimato kuri ilgiausia, todėl žiūrėkite į patį LED, nes katodas skiriasi nuo anodų akivaizdžiai (didesnis).

Programavimas

Pirmiausia parašysiu kodą, kurį persirašysite ir "permesite" akimis, o tada aiškiau paaiškinsiu kas čia per kodas ir kas yra kas.

/* RGB LED mirksėjimas

  Naudojamas vienas RGB LED.
  Pereidinejimai tarp 3 spalvu paeiliui po poviena.


  http://arduinorobot.blogspot.com

*/

void setup () {

  pinMode(9, OUTPUT);    // pasirenka 9 PIN, kaip isejima (OUTPUT)

  pinMode(10, OUTPUT);

  pinMode(11, OUTPUT);

}

void loop () {

  digitalWrite(9, HIGH);    // ijungia raudona spalva

  digitalWrite(11, LOW);    // isjungia melyna spalva

  delay(1000);              // laukia 1 sekunde

  digitalWrite(10, HIGH);   // ijungia zalia spalva

  digitalWrite(9, LOW);     // isjungia raudona spalva

  delay(1000);              // laukia 1 sekunde

  digitalWrite(11, HIGH);   // ijungia melyna spalva

  digitalWrite(10, LOW);    // isjungia zalia spalva

  delay(1000);              // laukia 1 sekunde

}

Kaip pastebėjote, tai šis kodas šiek tiek primena jau prieš tai rašytą kodą su kuriuo pratestavom savo Arduino - http://arduinorobot.blogspot.com/2012/03/arduino-uno-greitas-testas.html .

setup() ir loop() yra funkcijos, jos skiriasi tuom, kad pirmoji - setup(), vykdoma tik vieną kartą ir čia nurodome Arduino naudojamus išėjimus, o loop() yra begalinis ciklas, kuris vykdo {visas eilutes} nuo pradžių iki galo, o tada kartoja iš naujo.

Kaip pastebėjote, tai šiose funkcijų viduje yra kitos funkcijos, kaip pinMode(), digitalWrite() ir delay().

pinMode() naudojamas, kad nurodyti arduino jungį ir ar jis bus naudojamas kaip išėjimas ar įėjimas (INPUT, OUTPUT).

digitalWrite() šiuo atveju nurodo jungties įjungimą arba išjungimą.

Funkcija delay() nurodo uždelsimo laiką ms (milisekundėmis).

Galima pasirašyti ir savo funkcijas, bet šį kartą apie tai nešnekėsime.

Kaip pastebėjote, tai šioje programėlėje buvo parašyti komentarai. Juos derėtų rašyti visiems ir kuo daugiau, tai turi būti įprotis, nes vėliau rašant sudėtingesnes programas ir įsijungus kodą po mėnesio nesuprasite kas yra kas ir kas vyksta aplamai, o komentarai neužima vietos mikrokontroleryje (komentarai nekompiliuojami), todėl galite nepergyventi dėl papildomos vietos.

Komentarai būna dviejų rūšių:

1. /* Komentaras per kelias eilutes.

Kodas ignoruojamas kol pasieks komentaro pabaigos ženklus */

2. // komentaras per vieną eilutę

1 būdas naudojamas, kai reikia aprašyti daugiau. Komentaras prasideda "/*" simboliais, o baigiasi - "*/". Gali panaudoti ne tik komentavimui, bet ir tarkim visos funkcijos išjungimui užkomentuojant šiuo būdu, nuo funkcijos pradžios iki pabaigos.

2 būdas naudojamas, kai reikia trumpai aprašyti vieną eilutę, jo uždaryti nereikia, o pradedamas "//" ženklais. Jis rašomas už, o ne prieš kodą, nes po šių komentaro ženklų likusi eilutės dalis tampa komentaru ir kodas rašomas tik naujoje eilutėje. Taip pat šiuo būdu yra labai patogu užkomentuoti tam tikras kodo eilutes, o reikalui esant vėl atkomentuoti.

Komentarai žymimi pilka spalva, todėl lengva pastebėti kur yra komentarai.

Kaip pastebėjote, tai funkcijose setup() ir loop(), skliaustuose nenurodėme argumentų, o aprašėme tarp laužtinių skliaustų "{}", o laužtiniuose skliaustuose funkcijų "()" skliaustuose buvo argumentai. Jei argumentų daugiau už vieną, tai atskiriame kableliais, o po skliaustų visada dedamas kabliataškis ";". 

Klaidų tikrinimas, kompiliavimas ir išsaugojimas failo

Prieš nusiunčiant sukompiliuotą programą į Arduino mikrokontrolerį reikėtų visada patikrinti ar nėra klaidų, tam yra skirtas klaidų tikrinimo mygtukas "Verify". Jį galite naudoti ne tik prieš nusiunčiant "Upload" programą, bet reguliariai rašant kodą, kad žinotumėte ar nepridarėte klaidų. Kaip tikrinti klaidas jau rašiau http://arduinorobot.blogspot.com/2012/03/arduino-uno-greitas-testas.html straipsnyje. Trumpai tariant šis mygtukas varnelės formos "v", šalia "Upload" mygtuko. Jis patikrins ne tik ar nėra klaidų, o esant nurodys kur ir kokia, bet dar ir sukompiliuos failą, kuris suprantamas mikrokontrolerio kalbai, taip pat sužinosite kiek užims vietos Jūsų kodas (bitais, ang. bytes).

Žinoma nereikėtų pamiršti reguliariai išsaugoti failą, kad "nulūžus" kompiuteriui nereikėtų viską rašyti per naujo. Failo pavadinimas negali prasidėti skaičiais ar naudoti specialiųjų simbolių, kaip skliausteliai ar tarpai. Vietoje tarpų geriausia naudoti "_" simbolį, kuris yra leistinas. Vėliau failą galėsime pasiekti per "File>Sketchbook".

Įrašome į Arduino mikrokontrolerį - "Upload"

Upload mygtukas randasi šalia "Verify" mygtuko (žr. pav.), jį naudojome ir apie jį rašėme jau du kartus minėtoje http://arduinorobot.blogspot.com/2012/03/arduino-uno-greitas-testas.html nuorodoje. Visgi įkėliau nuotrauką dar kartą.

Prieš paspaudžiant "Upload", reikia sujungti Arduino su kompiuteriu per USB kabelį. Arduino šviesos diodų TX/RX blyksėjimai praneša apie failo perkėlimą. Vos tik nustos mirksėti bus paleidžiamas Jūsų kodas kurį nusiuntėte.

Jei klaidos nerado, bet siunčiant vistiek išmetė klaidą arba nešviečia lemputė.

Kai jau atrodė, kad viskas tobula ir gerai, po kelių sekundžių išmetama klaida. Ką daryti?

Nenusigąskite, manau pataisysite be didesnių keblumų. Pirmiausia reikėtų pažiūrėti kas per klaida ir kuri eilutė pažymėta.

Visgi, klaidos gali būti dviejų rūšių - programos arba įrangos. Programos klaida, tai blogai parašytas kodas, o įrangos, tai greičiausiai blogai sujunginėti laidai ar neteisingai pasirinkti įėjimai/išėjimai (pin).

Šiuo atveju greičiausiai bus įrangos klaida, o tai reikš, kad kažkur kažką blogai padarėte, gali būti, kad blogas įrangos nurodymas. Ar nurodėte savo įrenginį ir serial port'ą? Jei ne ir nežinote, kaip tai padaryti, tai skaitykite čia: http://arduinorobot.blogspot.com/2012/03/arduino-uno-greitas-testas.html .

O kas jei viskas nurodyta, bet vistiek meta klaidą? Pažiūrėkite į Arduino ar tikrai pajungtas kabelis į kompiuterį ir šviesos diodas ON dega (jis identifikuoja, kad ateina energija į Arduino). Tiesa kartais ir gedimo atveju metamos panašios klaidos, jei įtariate, kad sugedęs įrenginys, tai susisiekite su pardavėju, bet derėtų gerai išsiaiškinti ar tikrai kažkur nesuklydote, nes arduino yra ganėtinai kokybiški ir pratestuojami prieš išleidžiant į pardavimus, todėl gedimai pasitaiko labai retai.

Jei klaidų nebuvo, o lemputė nešviečia ar šviečia ne taip, kaip tikėjomės, tai reikėtų peržiūrėti sujungimus per naujo.

Visgi, pirmiausia turėjo užsidegti raudona spalva, tada žalia ir galiausiai mėlyna. Bet tarkime, kad neužsidegė raudona spalva, o tai reiškia, kad kažkas blogai sujungta, galbūt sumaišėte pin jungtį arba blogai prijungėte laiduką, tai ir reikėtų patikrinti. Neužsidegus kitoms spalvoms derėtų tikrinti tų spalvų laidukus, bet jei nedega nei viena spalva, tai galbūt sumaišėte minuso laiduką arba LED kojelę. Jei viskas tikrai gerai sujungta, tai greičiausiai neveikia LED lemputė, bet tai pasitaiko retai.

Gyžtant prie kodo klaidų, tai dažniausiai praleidžiami kabliataškiai ar skliausteliai ";","{", "(". Nepamirškite, kad rašant kodą yra labai svarbu didžiosios ir mažosios raidės.

Blogiausiu atveju nukopijuokite kodą iš tinklapio, nes jis yra nukopijuotas iš mano rašytos programos, todėl klaidų nebus, nebent kopijuodami nenukopijuosite pirmo arba paskutinio kodo pradžios ar pabaigos simbolio.

Jei vistiek nesusitvarkote su klaidomis, tai galite bandyti klausinėti forumuose.

Laukite tęsinio...

Šiam kartui tiek, tikiuosi visiems viskas pavyko sklandžiai ir be didesnių problemų, nes toliau programuosime šiek tiek sudėtingiau, bet tiems kuriems pamoka buvo paprasta ir aiški, tai manau susidorosite taip pat lengvai ir su sekančia. Laukite tęsinio!

P.S. o tau ar sklandžiai viskas pavyko?