الأهداف

في هذا النشاط نقوم بإنجاز تركيب نستعمل فيه مقاومة متغيرة للتحكم في شدة إضاءة اللد. نربط اللد بالتسلسل مع مقاومة متغيرة ومع مقاومة أمان قدرها 220 Ω حتى لا تحترق اللد عندما تكون قيمة المقاومة المتغيرة تساوي صفر.

تجربة اللد مع المقاومة المتغيرة

قم بانشاء التركيب التالي.

 

ما يلزمنا

لوحة أردوينو نستعملها هنا فقط كمنبع للتيار.

بواسطة مفك براغي قم بتدوير محور المقاومة و لاحظ التغير في شدة إضاءة اللد بالزيادة أو بالنقصان حسب جهة التغيير. المقاومة المتغيرة تعمل هنا كمقسم للتوتر الذي يغذي اللد.

الإشارات التماثلية أو التناظرية تأخذ قيم مختلفة و تكون متصلة في الوقت كإشارة الصوت مثلا أو تغير درجة الحرارة أو التيار الكهربائي المنزلي إلخ.

هذه الدارة أدت عملها جيدًا، و كذلك يمكن التحكم بواسطتها في سرعة محرك صغير ولكن المشكلة أنها مهدرة للطاقة و التي تذهب على شكل حرارة و يمكن أن تسخن المقاومة المتغيرة.

توجد طريقة أحسن، موفرة للطاقة و التي سوف نعرضها في مايلي.

المنافذ التماثلية

معظم الإشارات التي نستعملها في حياتنا اليومية هي تماثلية أما المتحكم الدقيق كأردوينو فيعتمد على الإشارات الرقمية و التي لا تأخذ إلا قيمتين 0 (0 فولت) و 1 (5 فولت). يمكن محاكات الإشارات التماثلية باستعمال تقنية تعديل طول النبضة (PWM : pulse width modulation).

مثلا لو شاهدت مصباح متوهج خلال مروحية فإنه يمكنك أن تغير شدة الضوء عبرها بتغيير سرعة دوران المروحية.

في هذه الطريقة بدلا من إنشاء تيار كهربائي متناوب تماثلي فإننا ننشي إشارة نبض ذات طول متغير ما ينتج أثر كالذي ينشؤه التيار المتناوب و بذلك يمكن التحكم في سرعة محرك كهربائي أو شدة إضاءة صمام لد.

لأردوينو تعليمة analogWrite تخرج إشارة تعديل طول النبضة (PWM).

لإنشاء تغير تماثلي، يكفي تغيير طول النبضة. بتغيير مستويات التيار مرتفع/منخفض بسرعة و بذلك يمكن تغيير شدة إضائة مصباح كما لو أننا قمنا بتغيير شدة تيار مستمر بين 0 و 5 فولت مثلا.

في الخطوط البيانية التالية تظهر الإشارات المختلفة التي تنتجها لوحة أردوينو ( تتردد هذه النبضات إلى 500 مرة في الثانية أو 500 هرتز) و ذلك عند تنفيذ التعليمة analogWrite بقيم بين 0 و 255.

قيمة 255 تخرج دور الخدمة %100 ما يعني إشارة دائماً مرتفعة (تقريبا 5 فولت مستمر).
قيمة 191 تخرج دور الخدمة %75.
قيمة 127 تخرج دور الخدمة %50 ما يعني إشارة نصف مرتفعة و نصف منخفضة.
قيمة 0 تخرج دور الخدمة %0 ما يعني إشارة دائماً منخفضة أو 0 فولت.
 

المنافذ التي تخرج إشارات بتعديل طول النبضة هي: 3، 5، 6، 9، 10 و 11