Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki

Dioda dwukolorowa

Zdarzają się sytuacje, gdy potrzebujemy zastosować dwie diody LED, ale nie ma na nie miejsca. Najlepszym rozwiązaniem takiego problemu jest dioda dwukolorowa. Zazwyczaj  wygląda ona jak ta pokazana na zdjęciu, a jej symbol elektryczny zależy od wariantu diody, co widać na przedstawionym poniżej schemacie.

R5gRFyunjMLya
Dioda dwukolorowa
Ruyrsdr9NU6sw
Symbol elektryczny różnych wariantów diody dwukolorowej

Warianty widoczne na schemacie wskazują, z jakimi typami diod dwukolorowych możemy się spotkać. Tak więc rozróżniamy diody:

  1. samodzielne,

  2. ze wspólną katodą – WK,

  3. ze wspólną anodą – WA.

Dioda dwukolorowa – ćwiczenie

Co nam będzie potrzebne:

  • przewody połączeniowe męsko‑męskie,

  • Arduino Uno,

  • 2 x rezystor 220 omega

  • dioda LED dwukolorowa – WK,

  • kabel USB typu A‑B do podłączenia do komputera.

Układ budujemy zgodnie z następującym schematem:

RTrqjTZ7Cdk58

Wykonanie połączeń na płytce stykowej

Podłącz kabel USB do Arduino Uno i umieść diodę LED w płytce stykowej.

R6gBuElgDxPiA

Podłącz katodę LED do GND.

R8meQ8nXTwrr8

Umieść rezystory w płytce stykowej, po jednym do anody.

R1aD7UgQZ0Y3W

Podłącz rezystory do płytki Arduino.

R1MUgvaV8ywO9

Układ jest gotowy - możemy zatem przejść do napisania programu.

Pisanie programu

Otwieramy i zapisujemy nowy sketch w Arduino IDE.

W funkcji setup() określamy tryb pracy pinówanalogowy GPIOpinów numer 8 i numer 9 – to piny sterujące LED jako wyjścieGPIOwyjście.

Linia 1. pinMode otwórz nawias okrągły 8 przecinek OUTPUT zamknij nawias okrągły średnik. Linia 2. pinMode otwórz nawias okrągły 9 przecinek OUTPUT zamknij nawias okrągły średnik.

W pętli głównej rozpisujemy algorytm naszego programu:

– zapalamy diodę 1:

Linia 1. digitalWrite otwórz nawias okrągły 8 przecinek HIGH zamknij nawias okrągły średnik.

– czekamy 500 ms:

Linia 1. delay otwórz nawias okrągły 500 zamknij nawias okrągły średnik.

– zapalamy diodę 2:

Linia 1. digitalWrite otwórz nawias okrągły 9 przecinek HIGH zamknij nawias okrągły średnik.

– czekamy 500 ms:

Linia 1. delay otwórz nawias okrągły 500 zamknij nawias okrągły średnik.

– gasimy diodę 1:

Linia 1. digitalWrite otwórz nawias okrągły 8 przecinek LOW zamknij nawias okrągły średnik.

– czekamy 500 ms:

Linia 1. delay otwórz nawias okrągły 500 zamknij nawias okrągły średnik.

– gasimy diodę 2:

Linia 1. digitalWrite otwórz nawias okrągły 9 przecinek LOW zamknij nawias okrągły średnik.

– czekamy 500 ms:

Linia 1. delay otwórz nawias okrągły 500 zamknij nawias okrągły średnik.

Gotowy program wygląda następująco:

Linia 1. void setup otwórz nawias okrągły zamknij nawias okrągły otwórz nawias klamrowy. Linia 2. pinMode otwórz nawias okrągły 8 przecinek OUTPUT zamknij nawias okrągły średnik. Linia 3. pinMode otwórz nawias okrągły 9 przecinek OUTPUT zamknij nawias okrągły średnik. Linia 4. zamknij nawias klamrowy. Linia 6. void loop otwórz nawias okrągły zamknij nawias okrągły otwórz nawias klamrowy. Linia 7. digitalWrite otwórz nawias okrągły 8 przecinek HIGH zamknij nawias okrągły średnik. Linia 8. delay otwórz nawias okrągły 500 zamknij nawias okrągły średnik. Linia 9. digitalWrite otwórz nawias okrągły 9 przecinek HIGH zamknij nawias okrągły średnik. Linia 10. delay otwórz nawias okrągły 500 zamknij nawias okrągły średnik. Linia 11. digitalWrite otwórz nawias okrągły 8 przecinek LOW zamknij nawias okrągły średnik. Linia 12. delay otwórz nawias okrągły 500 zamknij nawias okrągły średnik. Linia 13. digitalWrite otwórz nawias okrągły 9 przecinek LOW zamknij nawias okrągły średnik. Linia 14. delay otwórz nawias okrągły 500 zamknij nawias okrągły średnik. Linia 15. zamknij nawias klamrowy.

Wgrywamy program i sprawdzamy jego działanie.

Uruchom film, by zobaczyć prezentację działania programu:

Rnyh8KIjgqwqV
Film nawiązujący do treści lekcji. Na filmie przedstawiony moduł Arduino z podłączonym do niego kablem USB, płytkę stykową, w którą wpięto diodę oraz leżące obok płytki przewody. Połączono moduł z płytką za pomocą przewodu wpiętego w module w 5 V i w płytce w tym samym wierszu, co środkowa nóżka diody. Dwa rezystory wpięto w płytkę stykową w taki sposób, że jedna nóżka każdego rezystora jest w tym samym wierszu, co zewnętrzne nóżki diody, a druga nóżka każdego rezystora jest wpięta „na zewnątrz” nóżek diody. Dwoma przewodami połączono nóżki diody z modułem Arduino. Pierwszy przewód wpięty jest w płytce w tym samym wierszu, co nóżka rezystora i nóżka diody, a w module wpięty jest do pinu D10. Drugi przewód wpięty jest w wierszu, w którym drugi rezystor ma nóżkę poza wierszem, w którym jest wpięta trzecia nóżka diody, a w module wpięty jest do pinu D9. Dioda świeci na zmianę na żółto i na czerwono.

Zróbmy symulację za pomocą środowiska Tinkercad.

Zaloguj się na swoje konto na https://www.tinkercad.com/

Wariant 1

R1L3tUV28K4Sg

Dodaj do głównego okna symulatora płytkę stykową.

Re3VzH3GXPa41

Jako że w dostępnych komponentach nie ma dostępnej diody dwukolorowej, wykorzystamy do tego dwie zwykłe diody łącząc je wspólnie katodą.

RKINOTjpUT60V

Do każdej anody diody dodaj rezystor o wartości 220 omega.

Rhot51x88urYm

Dodaj moduł Arduino Uno do okna symulacji.

RTb70XcUflLbk

Podepnij katody diod LED do pinu GND Arduino.

RJhAJbtUeJdrG

Wolną nóżkę rezystora wpiętego w diodę czerwoną podepnij pod pin D8.

RCsQ67IjQ1m0S

Wolną nóżkę rezystora wpiętego w diodę niebieską podepnij pod pin D9.

RVitjxAatbXod

Przejdźmy teraz do pisania kodu. W tym celu klikamy na przycisk Kod, z listy rozwijanej wybieramy Tekst, potwierdzamy chęć zmiany widoku i czyścimy zawartość.

Przepisz kod, dopasuj widok okna i uruchom symulację.

RJAFP8JFwPUbm

Film z działania programu.

R14HR9k8ENwVQ
Film dotyczący działania programu. Film przedstawia okno przeglądarki z otwartą stroną tinkercad. Pod adresem strony znajduje się pasek tytułowy "0940 Arduino – kółko i krzyżyk, część 1". Poniżej znajduje się pasek z opcjami. Po lewej paska znajdują się między innymi ikonka kosza, strzałki cofania i do przodu, po prawej stronie paska znajdują się następujące przyciski: Kod, Uruchom symulację, Eksportuj, Udostępnij, a pod nimi znajduje się wybrana opcja „Podstawowe” z listy „Komponenty”. Poniżej znajduje się pole, w którym umieszczono płytkę stykową. W płytkę wpięto obok siebie dwie diody połączone wspólną katodą. Od lewej: czerwoną i niebieską. Prawe nóżki diod połączone są z rezystorami wpiętymi w środek płytki stykowej. W polu po prawej stronie od płytki stykowej znajduje się moduł Arduino, a po prawej stronie modułu znajduje się kabel USB. Diody podpięte są do pinu GND modułu Arduino. W wierszu, w którym znajduje się pierwszy rezystor (czyli ten po lewej stronie), wpięto przewód i podłączono go do pinu D8 w module Arduino. W wierszu, w którym znajduje się drugi rezystor (czyli ten po prawej stronie), wpięto przewód i podłączono go do pinu D9 w module Arduino. Po prawo znajduje się pole z kodem zatytułowane Tekst. Kod jest następujący: 1. void setup() { 2. pinMode (8, OUTPUT); 3. pinMode (9, OUTPUT); 4. } 5. 6. void loop() { 7. digitalWrite (8, HIGH); 8. delay (500); 9. digitalWrite (9, HIGH); 10. delay (500); 11. digitalWrite (8, LOW); 12. delay (500); 13. digitalWrite (9, LOW); 14. delay (500); 15. } Osoba uruchamia program, klikając odpowiedni przycisk z paska menu. Po uruchomieniu dioda czerwona i niebieska świecą naprzemiennie.

Wariant 2

Zamiast pojedynczych diod LED, możemy użyć diody RGB z pominięciem podpięcia jednego koloru.

Dodaj do głównego okna symulatora płytkę stykową.

Rr0kA4MhISQf0

Do płytki dodaj diodę RGB.

RrzTEQ6xuH4uu

Do anod diody dla kolorów czerwonego i niebieskiego dodaj rezystory o wartości 220 omega.

RgimzBtygNnKg

Dodaj moduł Arduino Uno do okna symulacji.

RLYaRe5YPDX8i

Podepnij katodę diody do pinu GND Arduino.

R18NyHLNKJsbo

Wolną nóżkę rezystora wpiętego w kolor czerwony podepnij pod pin D8.

Rhwe93xqYWge5

Wolną nóżkę rezystora wpiętego w kolor niebieski podepnij pod pin D9.

RhcVe8BvnS93S

Przejdźmy teraz do pisania kodu. W tym celu klikamy na przycisk Kod, z listy rozwijanej wybieramy Tekst, potwierdzamy chęć zmiany widoku i czyścimy zawartość.

Przepisz kod, dopasuj widok okna i uruchom symulację.

R1eTWyTafsKfS

Film z działania programu.

R1CfrbUc1npWO
Film dotyczący działania programu. Film przedstawia okno przeglądarki z otwartą stroną tinkercad. Pod adresem strony znajduje się pasek tytułowy "0940 Arduino – kółko i krzyżyk, część 1 – Wariant 2". Poniżej znajduje się pasek z opcjami. Po lewej paska znajdują się między innymi ikonka kosza, strzałki cofania i do przodu, po prawej stronie paska znajdują się następujące przyciski: Kod, Uruchom symulację, Eksportuj, Udostępnij, a pod nimi znajduje się wybrana opcja „Podstawowe” z listy „Komponenty”. Poniżej znajduje się pole, w którym umieszczono płytkę stykową. W płytkę wpięto diodę LED RGB mającą cztery nóżki. Do anod, czyli do nóżek od lewej: pierwszej i trzeciej podłączono rezystory 220 omów. Po prawej stronie płytki umieszczono moduł Arduino, a po prawo od modułu znajduje się kabel USB. Katodę połączono z masą GND modułu. Anodę od koloru czerwonego, czyli pierwszą od lewej nóżkę diody połączono przewodem z pinem D8 modułu. Anodę od koloru niebieskiego, czyli trzecią od lewej nóżkę diody połączono przewodem z pinem D9 modułu. W prawej części okna znajduje się pole z kodem zatytułowane Tekst. Kod jest następujący: 1. void setup() { 2. pinMode (8, OUTPUT); 3. pinMode (9, OUTPUT); 4. } 5. 6. void loop() { 7. digitalWrite (8, HIGH); 8. delay (500); 9. digitalWrite (9, HIGH); 10. delay (500); 11. digitalWrite (8, LOW); 12. delay (500); 13. digitalWrite (9, LOW); 14. delay (500); 15. } Osoba uruchamia program, klikając odpowiednią opcję z menu. Po uruchomieniu, dioda zaczyna świecić naprzemiennie światłem czerwonym, fioletowym i niebieskim.
Ciekawostka

Typ diody (wspólna anoda bądź katoda) możesz łatwo rozpoznać na podstawie struktury wewnątrz obudowy.

Ważne!

Większa elektroda w środku to katoda.

Słownik

GPIO
GPIO

General Purpose Input Output – wyjście/wejście ogólnego przeznaczenia

etykieta na schemacie
etykieta na schemacie

jeden ze sposobów zapewnienia lepszej czytelności schematu elektrycznego; nie wykonujemy bezpośredniego połączenia między elementami, tylko stosujemy etykietę o danej nazwie; czytając schemat, punkty o tej samej nazwie należy traktować jako elektrycznie połączone

analogowy GPIO
analogowy GPIO

pin, który w Arduino jest w stanie działać jako wejście analogowe; może zostać wykorzystany również jako pin cyfrowy, ale pin cyfrowy nie może być już pinem analogowym

funkcja random (min, max)
funkcja random (min, max)

funkcja, która zwraca w swoim wyniku pseudolosową liczbę całkowitą z przedziału wyznaczonego przez pierwszy i drugi argument

drganie styków
drganie styków

zjawisko powodujące wielokrotną krótką zmianę stanów przycisku mechanicznego przy jego wciśnięciu; program może każde z takich drgań zinterpretować jako wciśnięcie przycisku przez użytkownika