Voorbeeld: sterkte van een LED aanpassen#
Inleiding#
In deze paragraaf leer je hoe je de sterkte, oftewel de lichtintensiteit, van een led kunt aanpassen. Het doel is om de lichtintensiteit van een LED aan te passen met behulp van de A-knop en de B-knop. Als de A-knop wordt ingedrukt gaat de LED feller branden. Als de B-knop wordt ingedrukt gaat de LED minder fel branden. Dat werkt op basis van pulsbreedtemodulatie (Pulse Width Modulation: PWM), ook dat zullen we toelichten.
We doorlopen de volgende stappen:
Aansluiten van de LED en het testen daarvan
Maken van een toestandsdiagram
Omzetten naar een programma
Stap 1 Aansluiten van de LED#
Maak de onderstaande opstelling (die is gelijk aan Voorbeeld: aansluiten LED en drukknop). Je ziet:
De LED is aangesloten op pin 1.
We gebruiken een weerstand van 47 Ohm om te voorkomen dat de LED (of de microbit) doorbrandt.
De platte kant van de LED sluiten we aan op de min (0V). Je kunt ook kijken naar de pootjes van de LED: het korte pootje sluiten we aan op de min (0V).
Fig. 17 Breadboard met LED-schakeling#
Test of de LED werkt, bijvoorbeeld met onderstaande programma. Dit programma laat de LED steeds met een andere sterkte branden. Daarbij is 1023 de maximale waarde.
from microbit import *
while True:
pin1.write_analog(512)
sleep(500)
pin1.write_analog(1023)
sleep(500)
pin1.write_analog(0)
sleep(500)
Waarschuwing
Let op: we gebruiken hier sleep() puur voor het testen. In de module leer je hoe je hiervoor een timer kunt gebruiken, zie cyclus 2 - timers.
Over PWM: Pulse With Modulation#
In het voorbeeld bij stap 1 zie je al een toepassing van Pulse With Modulation (PWM). De Micro:bit kan namelijk alleen maar een spanning van 3 volt of 0 volt op de pinnen zetten. Het is niet mogelijk om bijvoorbeeld 1,5 volt op de pin te zetten en daarmee de led minder fel te laten branden. De led is dus aan (3V) of uit (0V).
Toch is er een oplossing om de LED minder fel te laten branden. De Micro:bit wisselt de spanning op de pin heel snel tussen 0V en 3V. Als de spanning voor 50% van de tijd 0 volt is, dan zal de LED maar half zo sterk branden. Als de spanning 25% van de tijd 0 volt is, en dus 75% van de tijd 3 volt, dan zal de LED op 75% sterkte branden. Je ziet niet dat de LED steeds aan en uit gaat omdat het heel snel achter elkaar gaat. Dit noemen we Pulse Width Modulation.
De figuur hieronder laat drie situaties zien. Het gemiddelde geeft aan hoe sterk de LED zal branden.
Je hoeft maar weinig te doen om PWM te gebruiken. Je gebruikt pin1.write_analog(x) en de micro:bit handelt het verder af. Als je de LED op 50% wilt laten branden gebruik je pin1.write_analog(512). De waarde is 512, omdat dat de helft is van 1023, wat het maximum is.
Stap 2 Maken van een toestandsdiagram#
We maken een programma met 4 toestanden.
Toestand 0: de led is uit
Toestand 1: de led is aan op 33% sterkte
Toestand 2: de led is aan op 66% sterkte
Toestand 3: de led is aan op 100% sterkte
Het toestandsdiagram ziet er dan zo uit:
Fig. 19 Toestandsdiagram voor LED sterkteregeling#
Stap 3 Omzetten naar een programma#
Dit was de bedoeling van ons systeem: als knop A op de micro:bit wordt ingedrukt gaat de LED feller branden. Als knop B wordt ingedrukt gaat de LED minder fel branden.
Als je met de micro:bit wilt nagaan of knop A is gedrukt en weer losgelaten (“pressed” event) gebruik je de volgende opdracht:
button_a.was_pressed()
Daarmee hebben het programma als volgt opgebouwd:
from mictobit import *
led_state = 0
led = pin1
while True:
if button_a.was_pressed():
if led_state == 0:
led_state = 1
led.write_analog(341)
elif led_state == 1:
led_state = 2
led.write_analog(682)
elif led_state == 2:
led_state = 3
led.write_analog(1023)
else
pass # state remains 3
if button_b.was_pressed():
if led_state == 3:
led_state = 2
led.write_analog(682)
elif led_state == 2:
led_state = 1
led.write_analog(341)
elif led_state == 1:
led_state = 0
led.write_analog(0)
else
pass # state remains 0
Test het programma. Werkt het?