Как управлять яркостью светодиодов на Raspberry Pi с помощью ШИМ

Если вам понравилось создавать Светодиоды мигают на Raspberry Pi , подождите, пока вы не услышите об управлении его яркостью! В этом руководстве мы работаем с парой кнопок для регулировки яркости светодиода на Raspberry Pi.

Начинаете свой первый проект на Raspberry Pi? Вот как можно быстро установите ОС Raspberry Pi на свое устройство .

Что делает ШИМ со светодиодом

ШИМ, или широтно-импульсная модуляция, — это метод, который искусственно снижает выходное напряжение на контактах GPIO (вход/выход общего назначения) Raspberry Pi. Это искусственно, поскольку вы на самом деле не снижаете напряжение, а прост

Что делает ШИМ со светодиодом

Для светодиода или светоизлучающего диода увеличение общего напряжения делает его свет ярче, а уменьшение — тусклее. Но поскольку у Raspberry Pi нет аналогового выхода, мы используем ШИМ для управления яркостью светодиода.

Что вам понадобится

• 2 кнопки
• 3 резистора (250–550 Ом подойдут. Используйте меньший номинал, если светодиод слишком темный.)
• 1 светодиод (любого цвета)
• Макет
• Перемычки
• Raspberry Pi (любая модель, кроме Pi Pico)

Как использовать ШИМ для управления яркостью светодиодов на Raspberry Pi

В этом руководстве мы используем две кнопки, чтобы сделать свет светодиода ярче или тусклее с помощью ШИМ. Нажатие кнопки «ярче» увеличивает выходную мощность ШИМ, а нажатие кнопки «тусклее» уменьшает ее.

Подготовка схемы

1. Начнем со светодиода. На макетной плате разместите светодиод и подключите резистор с одной стороны. Сторона, на которой установлен резистор, не имеет значения.

2. Подключите перемычку к катодной стороне. Э

   Что вам понадобится

   кт 11 на Raspberry Pi. Добавьте еще одну перемычку, ведущую к синей направляющей на макетной плате, затем добавьте еще одну перемычку от этой синей направляющей к контакту 9 на Raspberry Pi, который является GND.

Как использовать ШИМ для управления яркостью светодиодов на Raspberry Piberry Pi для Raspberry Pi Pwm Led Guide">

Примечание. чтобы найти правильный номер контакта на Raspberry Pi, держите плату так, чтобы лоток для контактов GPIO находился справа. Левый верхний контакт должен быть контактом 1, правый — контактом 2, а нижний — контактом 3.

Подготовка схемыberry Pi">

3. Вам нужно будет создать кнопки. Поместите кнопки на макетную плату и добавьте резистор к одной ножке каждой кнопки. Другая сторона резистора должна вести к синей шине макетной платы.

Совет. хотите узнать больше о кнопках? У нас есть полное руководство, которое покажет вам, как используйте кнопки с контактами Raspberry Pi GPIO .

4. Добавьте перемычки параллельно резистору и кнопке. Подключите другую сторону этих контактов к контактам 13 (кнопка «Ярче») и 15 (кнопка «Диммер»).

5. Используйте перемычку, чтобы соединить кнопки сбоку с красной направляющей макетной платы.

6. Подключите красную шину к источнику 3,3 В на Raspberry Pi, например контакту 1.

Если вы предпочитаете Python, научитесь устанавливать и управлять несколькими версиями Python в Linux .

Подготовка кода

Создайте новый файл в своем любимом инструменте редактирования кода и сохраните его как «rpi-lcdpwm.py».

1. Начните с приведенного ниже кода, который дает вам два способа импорта модулей в Python: первый импортирует модуль RPi.GPIOи позволяет вызывать его с помощью всего лишь GPIO, и второй импортирует только функцию sleep()из всего модуля time.

import RPi.GPIO as GPIO
from time import sleep

2. Определите номера контактов, чтобы их было легче менять на случай, если вы передумаете позже.

ledPin = 11
brightenButton = 13
dimButton = 15

3. Необязательно : добавьте строку GPIO.setwarnings(False), чтобы избежать появления предупреждающего сообщения GPIO при последующем запуске сценария.

4. Установите метод выбора булавки. BOARD— хороший выбор для новичков, так как облегчает поиск контактов без необходимости сверяться с распиновкой. Другой метод — BCM, что означает «Broadcom». При этом используются номера Broadcom, присвоенные каждому контакту, которые могут отличаться в зависимости от марки вашего Raspberry Pi.

GPIO.setmode(GPIO.BOARD)

5. Назначьте контакты GPIO в качестве входов или выходов. Мы назначаем ledPinв качестве выходного контакта, и его состояние всегда будет начинаться с LOW. Следующие две строки устанавливают brightenButtonи dimButtonв качестве входных контактов, которые слушают нажатия кнопок. Им также следует установить значение GPIO.PUD_DOWN, чтобы обозначить, что они используют резисторы понижения напряжения.

GPIO.setup(ledPin, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)
GPIO.setup(brightenButton, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_DOWN)
GPIO.setup(dimButton, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_DOWN)

6. Давайте объявим ШИМ. pwmLEDPin— это переменная, которая упрощает последующий ввод GPIO.PWM(ledPin, 100), а команда .start(0)запускает процесс ШИМ. Теперь мы можем изменить выходной сигнал ledPinПодготовка кодаl>

   pwmLEDPin = GPIO.PWM(ledPin, 100)
   pwmLEDPin.start(0)

   7. Рабочий цикл — это процент времени, в течение которого вывод активен во время пульсовой волны. Здесь мы сначала устанавливаем рабочий цикл на 100%. У нас было довольно продолжительное обсуждение этой темы в руководство по использованию серводвигателей с Raspberry Pi, , если вам интересно.

   dutyCycle = 100
   GPIO.output(ledPin, GPIO.HIGH)

   1. Что касается цикла, мы устанавливаем цикл while, который работает практически вечно.

   while True:

   <старый старт="9">

7. В начале этого цикла цикла мы обновляем рабочий цикл.

pwmLEDPin.ChangeDutyCycle(dutyCycle)

if GPIO.input(brightenButton) == GPIO.HIGH:
                print("brightenButton is HIGH")
                if dutyCycle < 100:
                        dutyCycle += 5
                        sleep(0.25)
                else: dutyCycle = 100

elif GPIO.input(dimButton) == GPIO.HIGH:
                print("dimButton is HIGH")
                if dutyCycle > 0:
                        dutyCycle -= 5
                        sleep(0.25)
                else: dutyCycle = 0

import RPi.GPIO as GPIO
from time import sleep
 
ledPin = 11
brightenButton = 13
dimButton = 15
 
GPIO.setwarnings(False)
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setup(ledPin, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)
GPIO.setup(brightenButton, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_DOWN)
GPIO.setup(dimButton, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_DOWN)
pwmLEDPin = GPIO.PWM(ledPin, 100)
pwmLEDPin.start(0)
dutyCycle = 100
GPIO.output(ledPin, GPIO.HIGH)
 
while True:
        pwmLEDPin.ChangeDutyCycle(dutyCycle)
        if GPIO.input(brightenButton) == GPIO.HIGH:
                print("brightenButton is HIGH")
                if dutyCycle < 100:
                        dutyCycle += 5
                        sleep(0.25)
                else: dutyCycle = 100
        elif GPIO.input(dimButton) == GPIO.HIGH:
                print("dimButton is HIGH")
                if dutyCycle > 0:
                        dutyCycle -= 5
                        sleep(0.25)
                else: dutyCycle = 0