Лекция 3 (1)

1.

МДК 04.01
Программирование микроконтроллеров
Лекция №3. Разработка устройства,
имитирующего свет свечи.

2. Цель разработки

Устройство, имитирующее свет свечи, предназначено для
создания эффекта настоящего пламени с помощью
светодиода.
Основная идея заключается в том, чтобы светодиод не просто
постоянно светился, а плавно и случайно изменял яркость,
создавая впечатление мерцания огня.
Для разработки можно использовать плату Arduino Uno R3.

3. Принцип работы устройства

Основные элементы устройства:
• Arduino Uno R3;
• светодиод;
• резистор;
• макетная плата;
• соединительные провода.
Arduino управляет яркостью светодиода. Программа
постоянно изменяет значение яркости, поэтому свет
становится то ярче, то слабее.

4. Подключение светодиода

Светодиод подключается к цифровому выводу Arduino,
поддерживающему ШИМ (PWM).
Между выводом Arduino и светодиодом устанавливается
резистор для ограничения тока.
Пример подключения:
Arduino → резистор → светодиод → GND
Для имитации свечи удобно использовать жёлтый,
оранжевый или тёплый белый светодиод.

5. Что такое ШИМ

ШИМ — широтно-импульсная модуляция.
С её помощью Arduino может изменять среднюю мощность,
подаваемую на светодиод.
Чем больше значение ШИМ, тем ярче светодиод.
Например:
• 0 — светодиод выключен;
• 50 — слабое свечение;
• 150 — средняя яркость;
• 255 — максимальная яркость.

6. Создание эффекта пламени

Чтобы свет был похож на настоящее пламя, яркость должна
изменяться неравномерно.
Например:
1. выбрать случайное значение яркости;
2. установить его для светодиода;
3. сделать небольшую задержку;
4. снова выбрать значение;
5. повторять процесс.
Благодаря случайным изменениям светодиод будет мерцать,
создавая эффект свечи.

7. Пример программы

В программе
используется вывод 9,
который поддерживает
ШИМ.
Функция random()
создаёт случайные
значения яркости и
задержки.
void setup()
{
pinMode(9, OUTPUT);
}
void loop()
{
int brightness = random(80,
256);
analogWrite(9, brightness);
delay(random(50, 200));
}

8. Улучшение эффекта

Простого случайного изменения яркости достаточно для
создания базового эффекта.
Для большей реалистичности можно:
• использовать несколько светодиодов;
• добавить красный и жёлтый цвета;
• изменять яркость плавнее;
• подключить пьезодинамик для создания звукового эффекта;
• использовать фоторезистор для управления устройством в
зависимости от освещённости.

9. Результат работы

В результате получается электронное устройство, которое
имитирует горящую свечу.
Светодиод постоянно меняет яркость и создаёт эффект
мерцающего пламени.
Такое устройство можно использовать:
• в декоративном освещении;
• макетах;
• учебных проектах;
• системах автоматизации;
• электронных игрушках.