如何利用电位器来控制LED灯的亮度

我是一个纯Arduino小白，为了完成老师安排的一个课题任务就开始了对Arduino的学习。上次看到一个观点：学习开发板，最好的方法就是自己把自己学到的东西写成技术文档，这样自己就必须把很多东西弄懂才能够写出来，这样也可以和别人分享自己的心得，还有就是可以让大家指处自己的错误。为了检验这个方法的有效性，也为了鼓励我自己继续学习Arduino，我开始了今天的这篇分享。

一、介绍

生活中，我们都见过一些可以调节亮度的小台灯，其实原理也比较简单，用一个简单的电位器就可以实现，下面我们就通过一个小实验来DIY一个吧。

二、材料准备

Arduino Uno 主板*1，电位器模块*1，USB电缆*1，面包板*1，LED灯*1，300Ω电阻*1，跳线若干。大家应该都知道，LED灯的长引脚是正极，短引脚时负极，提醒大家接线的时候不要接反了哦。

三、实验原理

电位器其实就是我们初中就学过的一个变阻器而已，就是通过调节滑块的位置来决定接入电路的阻值，进而来控制输出电压的大小。

如图所示，将电位器的一个引脚接5V的电压，另一个引脚接GND（0V），中间的引脚是电位器的输出引脚，通过调节中间一个滑块的位置就可以达到输出电压为0~5V变化的效果了。我们知道，在额定电压下，流过LED灯的电流越大，LED的亮度越大，所以我们通过观察LED灯的亮度就可以大致知道电位器的位置了。

四、实验步骤

首先我们的电脑上要安装一个开发环境，因为Arduino的很多东西都是开源的，这就为我们进行开发提供了很多便利，没有安装的小伙伴这里提供了Arduino的官网，大家直接在上面下载安装即可。接下来就是连线了，因为实物的连线图看着比较混乱，这里我用Fritzing软件画出了一个模拟的电路连线图。

如图所示，从左边开始看，面包板上首先是一个电位器、一个LED灯和一个电阻（这里我选的是300Ω），大家都知道LED灯正向导通的时候电阻是很小的，所以这里面电阻的作用是保护电路，如果有小伙伴忘了串联电阻的话，那么恭喜你，你成功烧坏了一块板子……

接线的时候首先把电位器的上下的两个引脚分别接+5V和GND，然后将中间一个引脚作为模拟信号输出（实物图中这三个引脚的位置变化了，接线的时候大家注意一下）接到板子的A0接口，然后就是把LED灯接在面包板上，我们在板子右边找到0~13接口，其中数字前带有一个“~”（模拟信号输入）的都可以作为作为LED的输入信号，然后其余的连线按照图接好就可以了。

线全部接好后就是图1.10的样子了。

图1.10  电路连线实物图

完成了硬件部分的搭建，接着我们就需要进行软件部分的工作了。首先打开Arduino IDE软件，新建一个工程文件如图1.11所示

图1.11  新建一个工程文件

然后将代码输入这个窗口就可以了。插上板子之后，先将板子配置好（型号和串口号），接着点击“上传”就可以了进行程序的烧录了。

五、代码

/*可变电阻器的模拟信号输入*    *功能：调节LED的亮度    *编写：南友*/   int Sensor=A0;//将A0引脚取名为Sensor   int SensorRead=0;   int newdata=0;     void setup()   {     Serial.begin(9600);   }   void loop()   {     SensorRead=analogRead(Sensor);//读出Sensor的值并将它赋给SensorRead     newdata=map(SensorRead,0,1023,0,225);     Serial.println(newdata);     analogWrite(3,newdata);     delay(200);   }

六、效果展示

首先我们打开右上角的串口监视器，然后通过旋动电位器上的旋钮就可以调节串口监视器上面的数字，大家可以发现，上面的数字每隔200毫秒刷新一次（代码里设置的延时时长），上面数字的变化范围是0~225，这个是通过代码newdata=map(SensorRead,0,1023,0,225)进行控制的，目的就是把这个原本是0~1023变化的数字改成了0~255，便于大家的观察。

图1.12  串口监视器

图1.13  结果1

图1.14  结果2

将旋钮旋到不同的位置时，如图1.13和1.14，我们可以观察到LED灯的亮度发生了明显的变化，另外串口监视器上的数值也随之在变化。并且亮度越大，串口监视器上的数值越大。

七、总结分析

这是我第一次用Arduino的板子去完成一个实例，总体感觉并不是很难，因为在这之前我接触过51单片机和FPGA开发板，这些开发板的入门都相对比较难，尤其是FPGA，需要进行很多文件的配置和引脚的约束，而Arduino入门的确要简单很多。首先硬件电路的搭建基本都没问题，关于软件，一般学过C语言的同学基本的代码也都能看懂，如果看不懂的话可以先选择去看看C语言的基础代码。

另外Arduino的语言比较简洁，代码里面就集成了很多函数，例如在51单片机里面的延时函数是需要自己编写再调用的，但在Arduino中就直接用可以，这大大节省了开发的时间，也提高了开发效率。本次实验中需要注意的地方是模拟信号的一些知识，接线的时候注意一下就好了，使用引脚的时候需要看该引脚上有没有“~”的标识，有的话就可以作为模拟信号输入，也才可以达到调节LED灯亮度的效果。

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