在开始本文内容之前,老周先纠正一个错误。在上一篇中,提到过 Arduino 开发板的 Vin 引脚,文中老周说这个供电口的输入电压不能高于 5.5V。这里有错,被卖家给的使用说明忽悠了,上 Arduino 官网看了一下说明和原理图,Vin 引脚的有效电压是 7 - 12V,和DC输入口一样;输入电压不能高于 5.5V 的是 5V 引脚。5V 引脚既可以为元器件供电(输出),也可以向这个引脚输入 5V 电压为开发板供电。
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本篇文章最后会完成一个很简单的实验,这个实验基本是电子实验中最经典的,被许多教程重复了几亿次。尽管是个老掉牙的实验,但该实验简单,而且有代表性。啥实验?就是标题上写着的,调节LED小灯的亮度。
当然了,不是你家里装的LED大灯泡,以开发板输出的功率,是不能点亮那种大灯泡的。咱们实验用的一般是发光二级管,如下面高清无码大图所示。
这个玩意儿很便宜,一两块钱能买到一堆,非常适合我们这种待脱贫人群的日常把玩。当你拿到这个玩意儿的时候,你可能会有一个疑问:这货有两个脚 ,没有标注正负极,我怎么区分呢?不知道你有没有仔细看,这货其实是国家三级残疾的,一条腿长,一条腿短,医学上叫啥来着,忘了。人家生产商是故意让它残疾,然后领养它的人就知道怎么照顾它了——长的那条腿是正极(阳极),短的是负极(阴极)。现在明白乎?
还有一种是四条腿的,分为“三长一短”和“三短一长”,咋理解?先看图。
这种叫 RGB 发光二极管,实际上和两个脚的是一样的,只是它分了蓝、绿、红三种颜色的光,然后三种光以不同亮度混合,可以组成各种颜色。“三长一短”就是 R G B 三个脚是正极,短的那个是负极,也就是说它们共一个负极,叫共阴;“三短一长”就是 R G B 三个脚是负极,长的那个是正极,即它们共用一个正极,叫共阳。
发灯二极管不同的颜色所需电压有差异,一般是 2.0 - 2.2 V,电压上下有波动没关系,烧不了,但是过高了就会烧。经老周实测,二极管如果不接电阻直接供 5V 就很危险,发热严重,3.3 V 情况相对好一点。但是,电阻肯定要加的,保险一点嘛,当然也不用加 1k 那么恐怖,200 Ω 左右就可以了。
你可以选可调电阻,这样比较灵活,就像这种,也很便宜。
这种电阻顶部有个螺丝,用“一”字螺丝刀旋转可以调节电阻。这种便宜,所以没有可视屏幕,可以用万用表来测电阻。你会发现电阻上面有三个脚,老周画了一个模拟图。
中间的 C 点类似个滑块,通过顶部的旋转螺丝,AC,CB两段的电阻会改变。假设这个电阻的最大阻值为 200 Ω,那么:
1、A、B 两端相接,其阻值就是固定的 200 Ω;
2、A、C 两端相接,可旋转螺丝来调节电阻大小,假如调节为 50 Ω;
3、B、C 两端相接,也可以通过旋转螺丝来调节阻值;
4、A-C 与 B-C 两段的电阻之和等于最大阻值,所以:若 A-C为160Ω,那么 B-C 段阻值为 200-160 = 40Ω。
以上计算为理论数据,使用万用表检测,会存在几欧姆的误差。
接下来咱们要了解一个概念—— PWM,全称为 Pulse Width Modulation,可译为“可调制脉冲”。在前面的烂文中,老周提过,GPIO 通信时输出两个状态信号,还记得不?哦,猜对了,就是高电平和低电平。好,现在你想一下,如果一个 GPIO 接口以一定的频率不断地输出电平信号,会发生什么?是不是会产生如下图所示的波形?
其中,突起来的就是高电平,与横轴重合的是低电平,由于通信接口只使用两个电平信号,于是发生的波形就成了方波。