Конспект урока «Потенциал потенциометра» на Arduino с помощью среды программирования Mblok

Конспект урока «Потенциал потенциометра» на Arduino с помощью среды программирования Mblok

В этом уроке речь пойдет о том, как и зачем подключать потенциометр к плате Arduino, и что с ним потом делать.

Разбираться будем на примере пары простых устройств и пары скриптов в Scratch for Arduino.

Заметка сугубо практическая. Если вы не понимаете, как и почему работает потенциометр - ничего страшного, для программирования это никакого значения не имеет. Просто собирайте схему, как нарисовано. :)

Потенциометр, как подсказывает нам Википедия, это регулируемый делитель электрического напряжения.

Было бы неплохо рассказать также, что такое "делитель напряжения", но это тема отдельной статьи (которая скоро будет написана).

Каждый, кто вращал ручку регулировки громкости - имел дело с потенциометром. То есть мы его крутим, и что-то меняется от большего к меньшему или наоборот. В общем-то, этих познаний достаточно, чтобы сделать примеры из этой заметки. :)

Как он нам пригодится в наших играх с Arduino?

С помощью потенциометра мы сможем взять 5V с платы Arduino, а затем, вращая ручку, подавать на один из аналоговых разъемов, т.е. "входов", от нуля до 5V. Это напряжение будет пониматься платой как значение от 0 до 1023. В скрипте мы можем преобразовать это значение во что-то для нас полезное.

Впрочем, раз уж вся теоретическая теория остается за бортом, давайте сразу перейдем к практической практике.

Возьмите потенциометр (например, в магазине). Номинал в данном случае особого значения не имеет. Можно взять 1 кОм, можно 10 кОм - они точно будут работать.

Присоединим разъемы платы 5V и GND к крайним выводам потенциометра, а Analog0 (A0) - к среднему.

Собрав такую схему, подключим USB-кабелем плату к компьютеру, и запустим программу Scratch for Arduino.

Теперь посмотрите на панель сенсоров. При вращении ручки потенциометра значение сенсора Analog0 должно изменяться от 0 до 1023 (минимальные и максимальные значения могут быть чуть больше нуля и чуть меньше 1023).

Если значения меняются "не в ту сторону", то есть вместо минимума у вас максимум - то просто поменяйте местами провода 5V и GND.

Еще есть такие хитрые потенциометры, у которых средний вывод не посередине, но если вы приобрели такой как на картинке из Википедии - то у него средний вывод как раз посередине.

Когда все заработало как надо, займемся программированием.

Нажимаем кнопку "выбрать новый объект Arduino из файла", в папке "Things" находим футбольный мяч, и кнопкой изменения масштаба задаем ему нужный размер - какой-нибудь не очень большой. Существующий объект (спрайт) Arduino можно удалить, чтобы он не мешался.

Теперь значение с пина Analog0 сделаем скоростью перемещения мяча. Так как 1023 будет слишком быстро, поделим это значение, например, на 20. Делаем скрипт.

Запускаем. Вращаем ручку потенциометра. Та-дам! Скорость мяча изменяется поворотом ручки!

Вдоволь наигравшись в мячом, можно попробовать сделать что-то более сложное.

Давайте с помощью потенциометра управлять не скоростью объекта, а его положением.

Так как у нас две пространственных координаты, нам для этого понадобятся два потенциометра.

Собираем схему.

Так же как в предыдущем примере, создаем новый объект Arduino из файла. Я решил, что ведьма на метле будет неплохим выбором. Кнопкой масштаба задаем ей нужный размер.

Теперь запрограммируем это.

Для начала нам нужно будет преобразовать значение Analog0 в координату X (от -240 до 240), а значение Analog1 в координату Y (от -180 до 180). Значения на аналоговых пинах могут быть от 0 до 1023, значит, понадобится немного посчитать.

x = (A0 / (1023 / (240 + 240)) – 240

y = (A1 / (1023 / (180 + 180)) – 180

Упрощаем:

x = A0 / 2,13 – 240

y = A1 / 2,84 – 180

Можно сразу подставить эти формулы в скрипт (как мы делали со скоростью мяча), но для наглядности я все-таки добавлю переменные X и Y.

Запускаем, крутим ручки потенциометров, ведьма летает по экрану. :)

Поздравляю, мы только что сделали джойстик! Выглядит довольно-таки странно, но он работает.

Давайте еще сделаем так, чтобы ведьма не просто так летала по экрану, но еще и рисовала при этом. Модифицируем скрипт.

Поднимаем и опускаем перо, крутим ручки и пытаемся нарисовать что-то осмысленное. А это не так-то просто! :)

Обладая столь мощным инструментом, как самодельный джойстик, можно замахиваться уже на более серьезные задачи - например, написание собственных игр. Можно догонять, убегать, целиться, и так далее. Можно добавить еще пару потенциометров, удлинить провода, чтобы было удобнее, и играть вдвоем.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/558687-konspekt-uroka-potencial-potenciometra-na-ard