Um caçador ou sequenciador de LED é um circuito de acionamento de LED popular. É usado em displays de corda com luz de corrida para piscar diferentes padrões de iluminação. Em um circuito chaser ou sequenciador, um controlador comanda a sequência e o tempo dos LEDs piscantes para iluminar diferentes tipos de padrões de iluminação.
Este caçador de LED é construído em Arduino UNO. Arduino é atualmente o microcontrolador de placa única mais popular. Neste sequenciador, sete LEDs fazem interface com o Arduino para demonstrar 13 padrões de iluminação diferentes.
Na verdade, é possível projetar um caçador de LEDs com vários LEDs usando registradores de deslocamento. Neste caçador de LED, os LEDs têm interface direta com os pinos do Arduino, uma vez que o GPIO do Arduino pode gerar tensão direta e a corrente necessária para ligá-los/desligá-los.
Os LEDs são controlados através da saída digital do Arduíno. O UNO está programado para emitir sinais lógicos com sequências diferentes em seus pinos com o padrão de temporização apropriado para mostrar diferentes padrões de luz LED.
Componentes necessários
1. Arduino UNO x1
2. LEDx7
3. Resistor de 330 Ohms x7
4. Tábua de ensaio x1
5. Fios Jumper Macho para Macho
Conexões de circuito
O circuito deste caçador de LED é prototipado em uma placa de ensaio. Os LEDs fazem interface com os canais do Arduino para que os canais absorvam a corrente dos LEDs. (Para saber mais sobre a interface de LEDs com Arduino, confira o Tutorial de interface de LED).
Aqui estão as instruções para montar corretamente o circuito:
1. Conecte os cátodos dos LEDs aos pinos de E/S digital 0, 1, 2, 3, 5, 6 e 7 do Arduino UNO através do resistor em série limitador de corrente em cada canal.
2. Conecte o ânodo de todos os LEDs à linha de alimentação da placa de ensaio.
3. Carregue o esboço do LED Chaser no Arduino.
4. Use o pino de alimentação de 5V e um dos pinos de aterramento do Arduino para fornecer 5V DC e, em seguida, aterre a placa de ensaio.
5. LIGUE o Arduino UNO fornecendo energia de um USB ou de uma bateria.
Diagrama de circuito
Como funciona o circuito
Diodos emissores de luz (LEDs) são diodos semicondutores que emitem luz em uma condição de polarização direta. Esses diodos são semelhantes aos diodos de sinal que estão funcionando.
Os LEDs são diferenciados pela faixa de comprimentos de onda que emitem. De acordo com a largura de banda da luz emitida, eles exigem diferentes tensões diretas para polarização. A tensão operacional direta para a maioria dos LEDs varia de 1,2 a 3,6 V, dependendo da cor.
Assim como os diodos de sinal, os LEDs também são dispositivos controlados por corrente e requerem entre 12 a 30 mA para iluminação máxima. Para iluminação normal, os LEDs normalmente consomem 5 mA de corrente.
O GPIO do Arduino pode fornecer ou absorver até 40 mA de corrente. A saída de tensão dos canais de E/S digital do Arduino é 5 e 3,3 V para HIGH lógico em placas de 5 e 3,3 V. O nível de tensão para lógico LOW é 0V em ambos os tipos de placas. Os pinos podem afundar os mesmos níveis de tensão quando configurados como entrada. Assim, os LEDs podem ser acionados diretamente pelos canais de E/S do Arduino.
LEDs são dispositivos de dois terminais. Isso significa que eles podem ser interligados em um circuito de duas maneiras. De certa forma, um dispositivo (como o canal do Arduino) fornece corrente para o LED. Neste método de interface, o cátodo do LED é conectado ao terra enquanto o ânodo é conectado à fonte de corrente.
No segundo método, o dispositivo absorve a corrente através do LED. Neste método de interface, o ânodo do LED é conectado ao barramento da fonte de alimentação CC e o cátodo é conectado ao dissipador de corrente.
No entanto, deve haver um resistor em série conectado ao LED em ambos os casos para proteger o LED contra sobrecorrente.
Quando a corrente direta é fornecida ou dissipada através do LED, ele liga e começa a brilhar. A corrente direta flui através do LED quando ele está configurado para polarização direta aplicando a tensão apropriada. Quando a tensão direta cai ou a tensão reversa é aplicada a um LED, ele desliga e para de brilhar.
Neste circuito, sete LEDs são conectados aos canais 0, 1, 2, 3, 5, 6 e 7 do Arduino UNO para que os pinos devam absorver a corrente através dos LEDs. Os LEDs vermelhos são usados no circuito que requer uma tensão operacional direta entre 1,6 a 2V.
Resistores de 330 ohms também são conectados a cada LED da série. Com este valor de um resistor em série em cada pino, os canais do Arduino devem absorver 9 a 11 mA de corrente quando os LEDs são polarizados diretamente. (Para saber mais sobre a interface de LEDs com Arduino, confira o Tutorial de interface de LED).
Lembre-se de que o caçador ou sequenciador é um circuito driver de LED que opera LEDs com base em uma sequência e cronograma predeterminados. Neste circuito driver de LED, o controlador (Arduino UNO) está programado para piscar 13 padrões de iluminação diferentes. No primeiro padrão de iluminação, os LEDs são ligados um após o outro (da esquerda para a direita) e depois desligados um após o outro (também da esquerda para a direita).
Um atraso de 300 milissegundos é usado ao acender cada LED e um atraso de 200 milissegundos é usado ao desligá-los.
No segundo padrão de iluminação, os LEDs são ligados um após o outro (da direita para a esquerda) e depois desligados um após o outro (da direita para a esquerda).
Um atraso de 300 milissegundos é usado para acender cada LED e um atraso de 200 milissegundos é usado para desligá-los.
No terceiro padrão de iluminação, os LEDs ímpares são acesos enquanto os LEDs pares são apagados. Em seguida, os LEDs pares são ligados e os LEDs ímpares são desligados.
Este padrão é repetido oito vezes antes de todos os LEDs se apagarem. Um atraso de 300 milissegundos é usado entre cada sequência.
No quarto padrão de iluminação, os LEDs são acesos um após o outro (da esquerda para a direita) e depois são apagados um após o outro (da direita para a esquerda).
Um atraso de 300 milissegundos é usado para acender cada LED e um atraso de 200 milissegundos é usado para desligá-los.
No quinto padrão de iluminação, os LEDs são acesos um após o outro (da direita para a esquerda) e depois são apagados um após o outro (da esquerda para a direita).
Um atraso de 300 milissegundos é usado para acender cada LED e um atraso de 200 milissegundos é usado para desligá-los.
No sexto padrão de iluminação, um LED de ambos os lados é aceso um após o outro, de modo que acenda lentamente em direção ao centro do cabo de luz. Em seguida, ele é desligado em ambos os lados, desaparecendo no centro da corda leve. Este padrão é repetido cinco vezes e um atraso de 100 milissegundos é usado entre cada sequência.
No sétimo padrão de iluminação, os LEDs são ligados (da esquerda para a direita) de modo que a luz se move para a direita do cordão de luz, um LED por um LED. Depois que o cabo de luz estiver totalmente iluminado, os LEDs serão desligados (da esquerda para a direita), um após o outro.
Um atraso de 100 milissegundos é usado entre cada sequência ao iluminar a corda, enquanto um atraso de 200 milissegundos é usado entre cada sequência quando as luzes estão apagando.
No oitavo padrão de iluminação, os LEDs são ligados (da direita para a esquerda) para que a luz se mova da esquerda do cordão de luz, um LED por um LED. Depois que o cabo de luz estiver totalmente iluminado, os LEDs serão desligados (da direita para a esquerda) um após o outro.
Um atraso de 100 milissegundos é usado entre cada sequência ao iluminar a corda, enquanto um atraso de 200 milissegundos é usado entre cada sequência quando as luzes estão apagando.
No nono padrão de iluminação, os LEDs são ligados a partir do centro e depois em direção a ambas as extremidades. Assim que o cabo de luz estiver totalmente iluminado, os LEDs serão desligados do centro para ambas as extremidades, desaparecendo simultaneamente nos lados esquerdo e direito.
Este padrão é repetido cinco vezes com um atraso de 100 milissegundos entre cada sequência.
No 10º padrão de iluminação, os LEDs são ligados (da esquerda para a direita) para que a luz se mova da direita do cordão de luz, um LED por um LED. Depois que o cabo de luz estiver totalmente iluminado, os LEDs serão desligados (da direita para a esquerda) um após o outro.
Um atraso de 100 milissegundos é usado entre cada sequência ao iluminar a corda, enquanto um atraso de 200 milissegundos é usado entre cada sequência quando as luzes estão apagando.
No 11º padrão de iluminação, os LEDs são ligados (da direita para a esquerda) para que a luz se mova para a esquerda do cordão de luz, um LED por um LED. Depois que o cabo de luz estiver totalmente iluminado, os LEDs serão desligados (da esquerda para a direita) um após o outro.
Um atraso de 100 milissegundos é usado entre cada sequência ao iluminar a corda, enquanto um atraso de 200 milissegundos é usado entre cada sequência quando as luzes estão apagando.
O padrão de iluminação seis é repetido cinco vezes antes de iluminar o 12º padrão. No 12º padrão de iluminação, os LEDs são ligados (da esquerda para a direita) de modo que a luz se mova para a direita do cordão de luz, um LED por um LED. Depois que o cabo de luz estiver totalmente iluminado, os LEDs serão desligados (da esquerda para a direita) para que a luz desapareça da direita do cabo de luz, um por um.
Um atraso de 200 milissegundos é usado entre cada sequência.
No 13º padrão de iluminação, os LEDs são ligados (da direita para a esquerda) para que a luz se mova para a esquerda do cordão de luz, um LED por um LED. Depois que o cabo de luz estiver totalmente iluminado, os LEDs serão desligados (da direita para a esquerda) para que a luz diminua da esquerda do cabo de luz, um por um.
Um atraso de 200 milissegundos é usado entre cada sequência.
Finalmente, o nono padrão de iluminação é repetido cinco vezes. O Arduino continuará repetindo todos os padrões de iluminação por um número infinito de vezes até ser ligado. Sempre que for reiniciado ou a energia for reiniciada, ele começará a partir do primeiro padrão de iluminação.
Guia de programação
Os LEDs fazem interface com os pinos do Arduino de forma que os pinos devam absorver a corrente para polarizá-los diretamente. Os pinos são configurados como saída usando a função pinMode dentro da função setup . A função setup é executada uma vez quando o Arduino é inicializado.
configuração vazia {
pinMode(0, SAÍDA);
pinMode(1, SAÍDA);
pinMode(2, SAÍDA);
pinMode(3, SAÍDA);
pinMode(5, SAÍDA);
pinMode(6, SAÍDA);
pinMode(7, SAÍDA);
}
Quando um LOW lógico é definido como saída de um pino, a corrente passa pelo LED da interface e ele brilha. Quando um HIGH lógico é definido como saída de um pino, o LED da interface é privado da tensão direta necessária e irá parar de brilhar.
Os LEDs são interligados ao Arduino UNO desta forma:
Ao escrever LOW ou HIGH lógico para os canais de E/S do Arduino, a função digitalWrite é usada. Para fornecer um atraso entre cada sequência, a função delay é usada.
Por exemplo, o primeiro padrão de iluminação é exibido executando o seguinte trecho de código:
//Padrão 01
digitalWrite(0, BAIXO);
atraso(300);
digitalWrite(1, BAIXO);
atraso(300);
digitalWrite(2, BAIXO);
atraso(300);
digitalWrite(3, BAIXO);
atraso(300);
digitalWrite(5, BAIXO);
atraso(300);
digitalWrite(6, BAIXO);
atraso(300);
digitalWrite(7, BAIXO);
atraso(300);
digitalWrite(0, ALTO);
atraso(200);
digitalWrite(1, ALTO);
atraso(200);
digitalWrite(2, ALTO);
atraso(200);
digitalWrite(3, ALTO);
atraso(200);
digitalWrite(5, ALTO);
atraso(200);
digitalWrite(6, ALTO);
atraso(200);
digitalWrite(7, ALTO);
atraso(200);
O código para todos os padrões de iluminação está escrito na função loop . Este código continua se repetindo um número infinito de vezes, iterando através de cada padrão de iluminação até que o Arduino permaneça ligado.
Sempre que o Arduino for reiniciado ou reiniciado após um desligamento, o código será iniciado a partir da função setup . O esboço completo deste caçador de LED baseado em Arduino aparece abaixo do vídeo.
Vídeo de demonstração:
