讓【micro bit】模擬交通信號燈

在分叉路口,隨處都能看到交通信號燈,信號燈用于顯示圖形(圓形、箭頭、數(shù)字),這些圖形顏色一般使用多種顏色顯示。

交通信號燈

本章中,我們將演示如何使用micro bit控制雙色二極管信號燈。
【雙色二極管】模擬交通信號燈中的紅燈、黃燈和綠燈的切換效果。默認(rèn)情況下,不顯示顏色。當(dāng)按下【A】鍵,顯示紅色;當(dāng)按下【B】鍵,顯示綠色;當(dāng)按下【A+B】鍵,顯示黃色。

0 知識點(diǎn)

-認(rèn)識二極管
-【micro bit】AB按鍵和引腳0、1、2、GND


項(xiàng)目涉及引腳(來源:microbit.org)

-歐姆定律

1 耗材

-【micro bit】開發(fā)板 X 1
-面包片 X 1


面包片

-【micro bit】接口擴(kuò)展板 X 1


擴(kuò)展板

-公對公、公對母線若干
-三腳雙色二極管(集成電阻) X 1

2 認(rèn)識二極管

發(fā)光二極管簡稱為LED,這是一種將電能轉(zhuǎn)換成光能的固體半導(dǎo)體器件,由含鎵(Ga)、砷(As)、磷(P)、氮(N)等的化合物制成。根據(jù)不同的化合物和波長,可以生產(chǎn)不同的顏色的發(fā)光二極管。另外又分為兩腳,三腳,四腳,六腳二極管。


發(fā)光二極管(來源:百度百科)

3 【雙色二極管】

三腳雙色二極管(來源:detail.1688.com)

如果將紅色和綠色的發(fā)光二極管集成在一起,有三個(gè)引腳,三個(gè)引腳中有一個(gè)是公共端,共陽極或者共陰極。接上公共端和紅色二極管的引腳,則顯示紅色,接上綠色引腳和公共端則顯示綠色,當(dāng)兩個(gè)二極管同時(shí)接通,紅色和綠色混合,就發(fā)出黃色的光,但是這種混合色的一致性比較難把握。


紅綠藍(lán)光合成(來源:百度百科)

【案例1】使用一個(gè)集成紅色和綠色的三腳二極管,形狀和電路圖如下所示。讀者也可以使用二極管和電阻自行組裝。


三腳雙色二極管

三腳雙色二極管電路圖(來源:創(chuàng)樂博)

在集成兩個(gè)二極管的時(shí)候,還添加了兩個(gè)220歐的電阻,這是為了防止電流過大,太大的電流會(huì)導(dǎo)致燒壞的二極管。一般發(fā)光二極管的電流控制為10~20mA,電流越大,發(fā)光二極管的亮度越大。
由于【micro bit】引腳發(fā)送的的電壓為 0~3V,所以這里使用220歐的電阻,這樣依據(jù)歐姆定律 I = U / R ,可以計(jì)算出電流范圍 0~14mA。

4 接線

在【micro bit】開發(fā)板中的25個(gè)引腳中,有5個(gè)大引腳。


五個(gè)大引腳

-GND(Ground)為接地端
-P0~P3為通用數(shù)字輸入和輸出(帶模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器),可以用它們來輸出電壓。
-3V為電源輸出 或者是 電源輸入。
通過擴(kuò)展板和面包板,將發(fā)光二極管的三個(gè)腳與【micro bit】引腳連接好,其中紅色二極管連接P0引腳,綠色二極管連接P1引腳,共陰極(負(fù)級)連接GND引腳。


接線圖(來源:創(chuàng)樂博)

默認(rèn)情況下,二極管不顯示顏色。當(dāng)點(diǎn)擊【micro bit】中的【A】鍵時(shí)顯示紅色,即給P0引腳輸出電壓;當(dāng)點(diǎn)擊【micro bit】中的【B】鍵時(shí)顯示綠色,即給P1引腳輸出電壓;當(dāng)點(diǎn)擊【A+B】鍵,顯示兩種顏色,即混合成黃色。

5 編程

模塊代碼

注意:我們使用了兩種方式向引腳P0和P1寫入數(shù)據(jù),分別是數(shù)字寫入和模擬寫入。

5.1 數(shù)字寫入

數(shù)字寫入值為【0,1】,0表示電壓值為0,1表示電壓值為3.3V;

5.2 模擬寫入

模擬寫入的范圍【0-1023】,對應(yīng)的電壓值范圍【0-3.3V】,當(dāng)使用【A+B】鍵時(shí),寫入紅色二極管的電壓為模擬寫入,且值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于綠色的二極管,這樣才能看到黃色效果。

6 效果

視頻效果
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