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让【micro bit】模拟交通信号灯

让【micro bit】模拟交通信号灯

作者: 河源杨浪 | 来源:发表于2018-11-20 00:12 被阅读0次

    在分叉路口,随处都能看到交通信号灯,信号灯用于显示图形(圆形、箭头、数字),这些图形颜色一般使用多种颜色显示。

    交通信号灯
    本章中,我们将演示如何使用micro bit控制双色二极管信号灯。
    【双色二极管】模拟交通信号灯中的红灯、黄灯和绿灯的切换效果。默认情况下,不显示颜色。当按下【A】键,显示红色;当按下【B】键,显示绿色;当按下【A+B】键,显示黄色。

    0 知识点

    -认识二极管
    -【micro bit】AB按键和引脚0、1、2、GND


    项目涉及引脚(来源:microbit.org)

    -欧姆定律

    1 耗材

    -【micro bit】开发板 X 1
    -面包片 X 1


    面包片

    -【micro bit】接口扩展板 X 1


    扩展板
    -公对公、公对母线若干
    -三脚双色二极管(集成电阻) X 1

    2 认识二极管

    发光二极管简称为LED,这是一种将电能转换成光能的固体半导体器件,由含镓(Ga)、砷(As)、磷(P)、氮(N)等的化合物制成。根据不同的化合物和波长,可以生产不同的颜色的发光二极管。另外又分为两脚,三脚,四脚,六脚二极管。


    发光二极管(来源:百度百科)

    3 【双色二极管】

    三脚双色二极管(来源:detail.1688.com)

    如果将红色和绿色的发光二极管集成在一起,有三个引脚,三个引脚中有一个是公共端,共阳极或者共阴极。接上公共端和红色二极管的引脚,则显示红色,接上绿色引脚和公共端则显示绿色,当两个二极管同时接通,红色和绿色混合,就发出黄色的光,但是这种混合色的一致性比较难把握。


    红绿蓝光合成(来源:百度百科)

    【案例1】使用一个集成红色和绿色的三脚二极管,形状和电路图如下所示。读者也可以使用二极管和电阻自行组装。


    三脚双色二极管
    三脚双色二极管电路图(来源:创乐博)
    在集成两个二极管的时候,还添加了两个220欧的电阻,这是为了防止电流过大,太大的电流会导致烧坏的二极管。一般发光二极管的电流控制为10~20mA,电流越大,发光二极管的亮度越大。
    由于【micro bit】引脚发送的的电压为 0~3V,所以这里使用220欧的电阻,这样依据欧姆定律 I = U / R ,可以计算出电流范围 0~14mA。

    4 接线

    在【micro bit】开发板中的25个引脚中,有5个大引脚。


    五个大引脚

    -GND(Ground)为接地端
    -P0~P3为通用数字输入和输出(带模拟-数字转换器),可以用它们来输出电压。
    -3V为电源输出 或者是 电源输入。
    通过扩展板和面包板,将发光二极管的三个脚与【micro bit】引脚连接好,其中红色二极管连接P0引脚,绿色二极管连接P1引脚,共阴极(负级)连接GND引脚。


    接线图(来源:创乐博)

    默认情况下,二极管不显示颜色。当点击【micro bit】中的【A】键时显示红色,即给P0引脚输出电压;当点击【micro bit】中的【B】键时显示绿色,即给P1引脚输出电压;当点击【A+B】键,显示两种颜色,即混合成黄色。

    5 编程

    模块代码
    注意:我们使用了两种方式向引脚P0和P1写入数据,分别是数字写入和模拟写入。

    5.1 数字写入

    数字写入值为【0,1】,0表示电压值为0,1表示电压值为3.3V;

    5.2 模拟写入

    模拟写入的范围【0-1023】,对应的电压值范围【0-3.3V】,当使用【A+B】键时,写入红色二极管的电压为模拟写入,且值远远小于绿色的二极管,这样才能看到黄色效果。

    6 效果

    视频效果

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