Bài 2. Điều khiển LED

Trong bài học này, bạn sẽ học cách thay đổi độ sáng của LED bằng cách sử dụng các điện trở khác nhau

Linh kiện cần thiết

Để thực hành bài tập này, chúng ta cần sử dụng một số linh kiện như sau

LED

LED là loại đèn thường được dùng để báo hiệu. Chúng sử dụng ít điện và có tuổi thọ cao.

Trong bài này, chúng ta sẽ sử dụng một loại phổ biến nhất của đèn LED là loại LED 5mm. 5mm là đường kính của LED, các kích thước phổ biến khác 3mm và kích thước LED lớn hơn là 10mm.

Bạn không thể kết nối trực tiếp LED với pin hoặc nguồn điện. Trước tiên, bởi LED có cực dương và âm và sẽ không sáng nếu chúng mắc sai cực và thứ hai, đèn LED phải sử dụng điện trở để giới hạn dòng điện chạy qua LED – nếu không LED có thể bị hỏng.

Nếu bạn không sử dụng điện trở với LED, nó có thể bị hỏng ngay lập tức, khi dòng điện quá lớn chạy qua LED, làm nóng và phá hủy ‘nối’, nơi phát ra ánh sáng.

Có hai cách để phát hiện cực dương và âm của đèn LED

• Thứ nhất, cực dương thường dài hơn
  
• Thứ hai, cực âm khi vào thân của LED sẽ là một bản phẳng
  

Điện trở

Điện trở cản trở dòng điện. Giá trị của điện trở càng cao, khả năng cản trở càng nhiều và dòng điện chạy qua nó sẽ càng thấp. Chúng ta sẽ sử dụng nó để điều khiển mức độ dòng điện chạy qua LED và do đó thay đổi được độ sáng của LED.

Nhưng trước hết, chúng ta nên tìm hiểu một chút về điện trở.

Đơn vị của điện trở là Ohm, kí hiệu Ω. Bởi một Ohm là một giá trị điện trở rất thấp (hầu như không cản trở được dòng điện), chúng ta cần sử dụng giá trị điện trở ở kΩ (1.000 Ω) hoặc MΩ (1.000.000 Ω). Được gọi là kilo-ohm và mega-ohm.

Trong bài học này, chúng ta sử dụng 4 loại điện trở khác nhau. 270Ω, 470Ω, 2.2kΩ và 10kΩ. Nhìn các điện trở này rất giống nhau, ngoại trừ các dải màu trên chúng. Các dải màu này cho biết giá trị của điện trở.

Thông thường, mã màu trên điện trở gồm ba dải màu và một dải màu vàng nhũ cuối cùng. Mỗi màu thể hiện một con số, như sau:

Hai dải màu đầu tiên là hai số đầu tiên của giá trị điện trở, ví dụ đỏ, tím là 2, 7. Dải tiếp theo là giá trị nhân thêm (hay là số lượng số 0 theo sau). Nếu dải màu thứ 3 là màu nâu, có nghĩa sẽ có một số 0 được viết theo vào. Như vậy với điện trở có dải màu đỏ-tím-nâu thì giá trị của nó là 270Ω.

Tương tự như vậy, bạn hãy kiểm tra và đối chiếu với các điện trở còn lại trong bài này.

Không giống như LED, điện trở không có cực âm, dương. Chúng có thể được kết nối theo bất kì chiều nào.

Sơ đồ breadboard

Kết nối các linh kiện theo sơ đồ bên dưới, sử dụng điện trở 270Ω.

Arduino đã có sẵn nguồn 5V, chúng ta sẽ sử dụng để cấp nguồn cho LED và điện trở. Bạn không cần phải làm gì với Arduino, ngoài việc cấp nguồn cho nó bằng cáp USB.

Với điện trở 270Ω, đèn LED sẽ rất sáng. Thử thay thế đèn điện trở 270Ω bằng điện trở 470Ω, lúc này LED sẽ tối hơn. Thử thay thế các điện trở khác và quan sát sự thay đổi về độ sáng của đèn LED.

Dịch chuyển điện trở

Ngay lúc này, bạn để ý rằng chân 5V được nối vào một chân của điện trở, chân khác của điện trở nối vào cực dương của LED và chân khác của LED kết nối vào GND. Tuy nhiên, nếu bạn chuyển vị trí của điện trở ra phía sau LED, như hình bên dưới, LED vẫn sáng.

Như vậy, việc đặt điện trở để hạn chế dòng vào LED không phụ thuộc vào vị trí của điện trở và LED.

Nhấp nháy LED

Với một chút thay đổi trên sơ đồ breadboard, chúng ta kết nối đèn LED với một ngõ ra của Arduino. Dịch chuyển dây từ chân 5V sang chân D13, như bên dưới:

Giờ mở lại chương trình ‘Blink’ ở Bài 1, nạp vào Arduino. Bạn sẽ thấy rằng cả đèn LED ‘L’ tích hợp và cả đèn LED ngoài đều nhấp nháy.

Bây giờ, chúng ta thử thay đổi ngõ ra khác của Arduino để điều khiển LED, ví dụ chân D7. Chuyển dây nối từ chân D13 sang chân D7. Chỉnh sửa lại mã chương trình như sau:

//give output pin a name
int led = 7;

// the setup function runs once when you press reset or power the board

void setup() {
// initialize digital pin led as an output.
pinMode(led, OUTPUT);
}

// the loop function runs over and over again forever
void loop() {
digitalWrite(led, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level)
delay(1000); // wait for a second
digitalWrite(led, LOW); // turn the LED off by making the voltage LOW
delay(1000); // wait for a second
}

Ở đây, chúng ta thấy có dòng lệnh

int led = 7;

Dòng lệnh tạo ra một biến mang tên led, và gán cho nó giá trị bằng 7. Nghĩa là ta đặt ngõ ra D7 một cái tên, để sau đó khi cần chúng ta sẽ gọi nó dễ dàng hơn. Bạn có thể để ý rằng tên led được gọi trong các dòng lệnh điều khiển sau đó.

Nạp chương trình đã chỉnh sửa vào board Arduino và đèn LED vẫn tiếp tục nhấp nháy, mặc dù chúng ta sử dụng ngõ D7.

Trong bài học tiếp theo, chúng ta sẽ tiếp tục sử dụng LED, và học cách điều khiển LED từ Arduino.