اتصال کلید به آردوینو با استفاده از دستورات تاخیری

آوریل 17, 2018 آردوینو, آموزش پروژه محور آردوینو, دیجیتال در آردوینو 5,457 بازدید

جلسه نهم:اتصال کلید به آردوینو

با توجه به سرعت بالای پردازش در میکروکنترلرهای AVR که پردازشگر برد آردوینو محسوب می شود، زمانیکه شما یک خط دستور در حلقه LOOP آردوینو می نویسید، آن دستور بسته به میزان فرکانس کلاک میکروکنترلر ممکن است هزاران و حتی میلیون ها بار در ثانیه بررسی و اجرا شود. حال فرض کنید در برنامه خود یک کلید تعریف کرده اید که با فشرده شدن آن می خواهید وضعیت یک لامپ LED را تغییر دهید، به عنوان مثال اگر لامپ روشن است آنرا خاموش و اگر خاموش است آنرا روشن کنید.

چیزی که مشخص است نوشتن این برنامه کار بسیار راحتی است، کافی است طبق توضیحاتی که در مثال (نحوه برنامه نویسی و اتصال کلید به آردوینو) از مبحث آموزش آردوینو داده شد یک ورودی تعریف کنید و در نهایت با نوشتن یک دستور شرطی وضعیت لامپ LED را با هر بار فشرده شدن کلید تغییر دهید. اما در زمان آزمایش ممکن لحضاتی برای شما پیش آید که با یک بار فشردن کلید وضعیت لامپ چندین بار تغییر کند، اما علت این موضوع چه چیزی می تواند باشد.

نقطه ضعف کلیدهای فشاری در مدارات آردوینو

کلیدها قطعات مکانیکی هستند و زمانیکه شما کلید را فشار می دهید ممکن است در کسری از ثانیه بدون اینکه شما متوجه شوید کلید در هنگام اتصال کامل دو نقطه از مدار ابتدا چندین بار دو نقطعه از مدار را قطع و وصل کند، از آنجا که سرعت پردازش آردوینو حداقل به چندین هزار بار در ثانیه میرسد هر بار از این قطع و وصل شدن های سریع را یکبار فشرده شدن کامل کلید در نظر می گیرد و در نهایت وضعیت لامپ ال.ای.دی را چندین بار تغییر می دهد. در این مثال می خواهیم شیوه حل این مشکل را بیان کنیم و نحوه صحیح و استاندارد تعریف یک کلید را آموزش دهیم.

مثالی که در این جلسه به شما عزیزان آموزش خواهیم داد کاربردهای دیگری نیز دارد، به عنوان مثال فرض کنید در پروژه خود نیاز دارید تا کلیدی تعریف کنید که کاربر اگر 3 ثانیه دست خود را بر روی کلید نگاه داشت عملیات مورد نظر اتفاق بیافتد، و یا اگر کلید مدت زمان 3 ثانیه رها شد اتفاقی رخ دهد. پس برای دریافت آموزش با ما تا انتهای این پست همراه باشید.

لیست قطعات مورد نیاز

برد آردوینو Arduino UNO R3 مدل DIP	1 عدد
تک سوئیچ 2 پایه DIP سایز 6x6x5 میلیمتر	1 عدد
ولوم 10kΩ	1 عدد
برد بورد (پروجکت برد) مدل GL	1 عدد
سیم جامپر برد بوردی مدل دو سر نری (سری 40تایی)	1 عدد

نقشه شماتیک پروژه

ابتدا مطابق تصویر زیر و نقشه شماتیک یک کلید را به آردوینو متصل کنید. برای این منظور کافی است ابتدا یک پایه کلید را توسط یک تکه سیم به مثبت منبع تغذیه با همان پایه VCC در آردوینو متصل کنید. سپس پایه دوم کلید را با یک تکه سیم به پین دیجیتال شماره 2 آردوینو متصل کنید. پس از اتصال کلید به آردوینو نوبت اتصال مقاومت 10 کیلو اهم می رسد برای این منظور کافی است یک پایه مقاومت را به ولتاژ منفی منبع تغذیه یا پین GND در آردوینو متصل کنید و بعد از آن پایه بعدی مقاومت را به وسیله یک تکه سیم به پین دیجیتال شماره 2 آردوینو متصل کنید.

بعد قبل

بعد قبل

شرح عملکرد پروژه

با توجه کردن به نقشه شماتیک متوجه خواهید شد پین دیجیتال شماره 2 آردوینو به صورت همزمان هم به یکسر مقاومت 10 کیلو اهمی و هم به یکسر کلید متصل شده است. زمانیکه کلید فشرده نشده و به طور ساده تر می توان گفت زمانی که کلید باز است، پایه دیجیتال شماره 2 آردوینو توسط مقاومت 10 کیلو اهمی به منفی منبع تغذیه متصل شده و یک ولتاژ منفی بسیار کوچک بر روی آن ایجاد می کند (در دیجیتال منظور از ولتاژ منفی یا منفی منبع تغذیه منطق 0 است). و بلعکس زمانیکه کلید فشرده شده باشد با به طور ساده تر کلید بسته باشد. پایه دیجیتال شماره 2 آردوینو توسط کلید به صورت مستقیم به مثبت منبع تغذیه متصل می شود و یک ولتاژ مثبت نزدیک به 5 ولت بر روی آن ایجاد می کند (در دیجیتال منظور از ولتاژ مثبت منطق 1 است).

در این مثال در حقیقت ما در مبحث دیجیتال با استفاده از کلید، حالت 1 را ایجاد می کنیم و با استفاده از مقاومت 10 کیلو اهمی حالت 0 را ایجاد می کنیم. چون در مدار این پروژه یکسر مقاومت به منفی منبع تغذیه متصل شده، آنرا مقاومت پائین کشنده می نامیم، این به این معنا است که تا زمانیکه کلید فشرده نشده است مقاومت 10 کیلو اهمی باعث 0 یا LOW نگه داشتن پایه دیجیتال شماره 2 آردوینو می شود.

سورس کد برنامه در نرم افزار آردوینو

همانطور که در برنامه زیر مشاهده می کنید ما در این پروژه از دستور Milis() استفاده کرده ایم، که این دستور را به صورت کامل در مثال قبلی (چراغ چشمک زن با آردوینو بدون استفاده از دستورات تاخیری) توضیح دادیم. در این مثال برای اینکه به صورت کامل از فشرده شدن کامل کلید اطمینان حاصل کنیم، الگوریتمی با استفاده از دستور Milis() نوشته ایم که کلید باید حداقل 50 میلی ثانیه کلید فشرده شود و بعد از آن عملیات مورد نظر که در این مثال همان تغییر وضعیت لامپ LED است انجام شود. همچنین با استفاده از این برنامه می توانید برنامه های بنویسید که در آن، به عنوان مثال بگوئید اگر کلید بیشتر از 3 ثانیه فشرده شدن عملیات مورد نظر انجام شود.

const int buttonPin = 2;
const int ledPin = 13;
int ledState = HIGH;
int buttonState;
int lastButtonState = LOW; 
unsigned long lastDebounceTime = 0;
unsigned long debounceDelay = 50;
void setup() {
  pinMode(buttonPin, INPUT);
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  digitalWrite(ledPin, ledState);
}

void loop() {
  int reading = digitalRead(buttonPin);
  if (reading != lastButtonState) {
    lastDebounceTime = millis();
  }

  if ((millis() - lastDebounceTime) > debounceDelay) {
  
  if (reading != buttonState) {
      buttonState = reading;

      if (buttonState == HIGH) {
        ledState = !ledState;
      }
    }
  }

  digitalWrite(ledPin, ledState);
  lastButtonState = reading;
}

const int buttonPin = 2;

const int ledPin = 13;

int ledState = HIGH;

int buttonState;

int lastButtonState = LOW;

unsigned long lastDebounceTime = 0;

unsigned long debounceDelay = 50;

void setup() {

pinMode(buttonPin, INPUT);

pinMode(ledPin, OUTPUT);

digitalWrite(ledPin, ledState);

}

void loop() {

int reading = digitalRead(buttonPin);

if (reading != lastButtonState) {

lastDebounceTime = millis();

}

if ((millis() - lastDebounceTime) > debounceDelay) {

if (reading != buttonState) {

buttonState = reading;

if (buttonState == HIGH) {

ledState = !ledState;

}

digitalWrite(ledPin, ledState);

lastButtonState = reading;

}

آموزش صفر تا صد برنامه نویسی بردهای آردوینو – جلسه نهم

دانلود ویدئو با لینک مستقیم از سرورهای پرقدرت الکترونیک 98

اطلاعات پروژه

رمز فایل : www.electronics98.com (این مطلب فاقد فایل جهت دانلود است)

محیط برنامه نویسی : Arduino (IDE)

برنامه نویسی شده به زبان : ترکیبی از برنامه نویسی به زبان سی (C) یا سی پلاس پلاس (++C)

نویسنده : فرهاد اکبری

تاریخ انتشار : 17 آوریل 2018

15 دیدگاه

شرایط و قوانین ثبت دیدگاه

فارسی بنویسید و از کیبورد فارسی استفاده کنید.

لطفاً بیش‌از‌حدِ معمول، شکلک یا ایموجی استفاده نکنید و از کشیدن حروف یا کلمات با صفحه‌کلید بپرهیزید.

به کاربران و سایر اشخاص احترام بگذارید. پیام‌هایی که شامل محتوای توهین‌آمیز و کلمات نامناسب باشند، حذف می‌شوند.

از ارسال لینک‌های سایت‌های دیگر و ارایه‌ی اطلاعات شخصی خودتان مثل شماره تماس، ایمیل و آی‌دی شبکه‌های اجتماعی پرهیز کنید.