怎样使用Arduino制作Knight Rider LED扫描仪

曾经希望您拥有自己的Knight Industries 2000（KITT）汽车-您知道吗，来自Knight Rider？通过构建LED扫描仪，使您的梦想更接近现实！这是最终结果：

您需要什么

该项目不需要很多零件，您可能已经有很多零件了：

1 x Arduino UNO或类似的

1 x面包板

8 x红色LEDs

8 x 220欧姆电阻

1 x 10k欧姆电位器

公对公连接线

如果您有Arduino入门套件，则很可能所有这些部件都可以（用入门工具可以做什么）套件。）

只要有八个可用的引脚（几乎从未使用过Arduino？请从这里开始），几乎任何Arduino都可以使用。您可以使用移位寄存器来控制LED，尽管该项目不需要此操作，因为Arduino具有足够的引脚。

构建计划

这是一个非常简单的项目。尽管从大量的电线来看可能看起来很复杂，但是每个单独的部分都非常简单。每个发光二极管（LED）连接到其自己的Arduino引脚。这意味着每个LED均可单独打开和关闭。电位计连接到Arduino模拟输入引脚，用于调整扫描仪的速度。

电路

电位器的外部左引脚（从正面看，引脚在底部）接地。将相反的外部引脚连接到+ 5v。如果不能正常工作，则将这些引脚接反。在2中将中间引脚连接到Arduino模拟量。

将每个LED的阳极（长脚）连接到数字引脚1至8。将阴极（短脚）连接到Arduino地面。

代码

创建一个新草图并将其另存为“ knightRider”。代码如下：

const int leds［］ = {1，2，3，4，5，6，7，8}; // Led pins

const int totalLeds = 8;

int time = 50; // Default speed

void setup（） {

// Initialize all outputs

for（int i = 0; i 《= totalLeds; ++i） {

pinMode（leds［i］， OUTPUT）;

}

}

void loop（） {

for（int i = 0; i 《 totalLeds - 1; ++i） {

// Scan left to right

time = analogRead（2）;

digitalWrite（leds［i］， HIGH）;

delay（time）;

digitalWrite（leds［i + 1］， HIGH）;

delay（time）;

digitalWrite（leds［i］， LOW）;

}

for（int i = totalLeds; i 》 0; --i） {

// Scan right to left

time = analogRead（2）;

digitalWrite（leds［i］， HIGH）;

delay（time）;

digitalWrite（leds［i - 1］， HIGH）;

delay（time）;

digitalWrite（leds［i］， LOW）;

}

}

让我们对其进行分解。每个LED引脚都存储在一个数组中：

const int leds［］ = {1，2，3，4，5，6，7，8};

数组本质上是相关项目的集合。这些元素被定义为常量（“ const”），这意味着它们以后无法更改。尽管建议使用常量，但不必使用常量（如果删除“ const”，代码将正常工作）。

使用方括号（“ ［］”）访问数组的元素和一个称为索引的整数。索引从零开始，因此“ leds ［2］”将返回数组中的第三个元素—针脚3。数组使代码更快地编写且更易于阅读，它们使计算机难以完成工作！

一个for循环用于将每个引脚设置为输出：

for（int i = 0; i 《= totalLeds; ++i） {

pinMode（leds［i］， OUTPUT）;

}

此代码位于“ setup（）”函数内部，因为它仅需要在以下位置运行一次程序的开始。 For循环非常有用。它们允许您一次又一次地运行相同的代码，每次都使用不同的值。它们非常适合使用数组。声明了整数“ i”，并且只有循环内部的代码才能访问此变量（称为“作用域”）。 i的值从零开始，对于循环的每次迭代，i都增加1。一旦i的值小于或等于“ totalLeds”变量，则循环“中断”（停止）。

i的值用于访问“ leds”数组。该循环访问数组中的每个元素，并将其配置为输出。您可以手动键入“ pinMode（pin，OUTPUT）”八次，但是为什么您可以写八行却可以写三行呢？

尽管有些编程语言可以告诉您数组中有多少个元素（通常使用像array.length这样的语法），Arduino并没有使其变得如此简单（它涉及到更多的数学运算）。由于数组中元素的数目是已知的，所以这不是问题。

在主循环内部（ void loop（））是另外两个for循环。第一个循环将LED从1 – 8设置为ON，然后关闭。第二个循环将LED从8 – 1设置为ON，然后关闭。请注意，如何将电流引脚设置为ON，同时将电流引脚加一个也设置为ON。这样可以确保始终同时有两个LED，从而使扫描仪看起来更逼真。

在每个循环开始时，电位计的值都将被读取到“时间”变量中：/p》 time = analogRead（2）;

此操作执行两次，每个循环一次。这需要不断检查和更新。如果此操作不在循环中，它仍然可以工作，但是会有一个小的延迟-它仅在循环完成执行后才运行。电位计是模拟的，因此为什么要使用“ analogRead（pin）”。这将返回零（最小值）到1023（最大值）之间的值。 Arduino能够将这些值转换为更有用的值，但是对于这种使用情况，它们是完美的选择。

更改LED的间隔（或扫描仪的速度）之间的延迟以毫秒为单位（1/1000秒） ），因此最长时间仅为1秒。

高级扫描器

现在，您已经了解了基本知识，让我们来看一下在更复杂的地方。该扫描仪将从外部开始并在工作中成对点亮LED。然后将其反转，从内部到外部成对发光。以下是代码：

const int leds［］ = {1，2，3，4，5，6，7，8}; // Led pins

const int totalLeds = 8;

const int halfLeds = 4;

int time = 50; // Default speed

void setup（） {

// Initialize all outputs

for（int i = 0; i 《= totalLeds; ++i） {

pinMode（leds［i］， OUTPUT）;

}

}

void loop（） {

for（int i = 0; i 《 （halfLeds - 1）; ++i） {

// Scan outside pairs in

time = analogRead（2）;

digitalWrite（leds［i］， HIGH）;

digitalWrite（leds［（totalLeds - i） - 1］， HIGH）;

delay（time）;

digitalWrite（leds［i］， LOW）;

digitalWrite（leds［（totalLeds - i） - 1］， LOW）;

delay（time）;

}

for（int i = （halfLeds - 1）; i 》 0; --i） {

// Scan inside pairs out

time = analogRead（2）;

digitalWrite（leds［i］， HIGH）;

digitalWrite（leds［（totalLeds - i） - 1］， HIGH）;

delay（time）;

digitalWrite（leds［i］， LOW）;

digitalWrite（leds［（totalLeds - i） - 1］， LOW）;

delay（time）;

}

}

此代码稍微复杂一些。请注意，两个循环如何从零变为“ halfLeds – 1”（3）。这使扫描仪更好。如果两个循环都从4 – 0和0 – 4变为循环，则相同的LED将以相同的顺序闪烁两次-看起来效果不佳。

您现在应该拥有一台工作正常的Knight Rider LED扫描仪！修改它以使用更多或更大的LED或实现您自己的图案将很容易。该电路很容易移植到Raspberry Pi（是Pi的新功能？从此处开始）或ESP8266。

责任编辑：wv