【中学生创客.Arduino】第2课 闪烁LED

    灯是我们日常生活中最常见的电器之一，已经成为我们日常生活中必不可少的电器，我们可以通过开关或者声音控制灯的亮灭，那么我们能否用Arduino来实现呢？如何实现？这节课我们来用Arduino点亮一盏灯。

【任务导航】

1.熟悉ArduBlock；

2.搭建电路；

3.制作一个闪烁的LED。

【材料阅读】

    1.ArduBlock    

ArduBlock（图1.2.1所示）是一款为Arduino设计的图形化编程软件，是Arduino官方编程环境的第三方软件，目前必须依附于Arduino IDE软件运行。ArduBlock是使用图形化积木搭建的方式编程的，这样的方式加强了编程的可视化和交互性，降低了编程门槛，即使没有编程经验的人也可以尝试给Arduino控制器编写程序。除此之外我们还可以对程序进行批注。

 

   图 1.2.1 ArduBlock编程环境

程序中的各个模块都是从左侧的模块库里“拖进”编程界面的，然后用这些模块积木进行拼接，拼接对了，会发出一声“咔”的清脆响声。如果要删去模块，直接把不需要的模块“拖出”编程界面即可。当我们编写好一个程序，点击编程环境上方的“上载到Arduino”按钮，会发现Arduino文本式的编程环境上的“上传”图标也开始工作了，而且在Arduino文本式的编程环境里还生成了文本式的代码。程序上传成功之后，文本式的文本环境下面会提示我们上传成功。

    2.Arduino与LED模块的连接

LED（Light Emitting Diode，发光二极管）是一种能够将电能转化为可见光的固态半导体器件，如图1.2.2所示。它可以直接把电能转化为光，具有体积小、耗电量低、高亮度低热量、使用寿命长的特点，是Arduino机器人作品中实现光效功能的最佳选择。LED发光模块具有红、绿、蓝等多种颜色，并且只能显示一种颜色，如图1.2.3所示。一般来说，LED接到Arduino上，需要串联限流电阻。

     

      图 1.2.2发光二极管                      图 1.2.3 LED发光模块

本书使用的LED发光模块是由DFRobot出品的数字食人鱼LED发光模块，如图1.2.3所示。该发光模块利用SMT将LED二极管焊在可爱的PCB板上，然后引出3P接口，我们通过3P线将LED发光模块插到Arduino的数字口上即可。

不管是LED发光模块还是连接到Arduino控制器的其他传感器，一般有三条连接线，分别为输入电压（标注为“+”或“5V”或“VCC”等）、输出信号（标注为“D”或“S”等）以及地线（标注为“-”或“GND”等），这三条线分别和Arduino控制器的数字口或者模拟口连接。这三条线分别连接电压、数字口或者模拟口、地。以LED发光模块与Arduino的连接为例，连接图如图1.2.4所示。

 

 图1.2.4 控制器与LED发光模块的接连

接好线之后要记住接的针脚号，如图接的是数字针脚3。这里要提醒大家的是在接线的时候，黑色的线接黑色的针脚，即GND，红色的线接红色针脚，即VCC，绿色的线接信号针脚，即D。除此之外，数字针脚0和1用于计算机和Arduino之间的通信，其中数字针脚0用于接收信号，数字针脚1用于发送信号，所以在接线的时候数字针脚0和1不要接。

    3.制作闪烁的LED

数字针脚的值为1或0，即高电平或低电平，我们使用的这款LED发光模块，高电平可以点亮LED，而低电平则熄灭LED。

其中【延迟】模块的功能是上一个模块执行的持续时间，例如延迟1000毫秒，指的是上一个模块会持续执行1000毫秒。

【动手操作】

     主题一：制作闪烁的LED

 在了解了Arduino的相关知识，也熟悉了ArduBlock编程环境之后，我们自己动手制作闪烁的LED吧。

 器材：Arduino板子、LED、USB数据线。

1.硬件搭建

    同学们在连接LED发光模块与Arduino控制器时，要注意黑线一般接GND，红线接5V，第三根线接数字针脚，同时要记住自己接的针脚号。在这里提醒大家数字针脚0和1不要接。

2.参考程序

 

 图 1.2.5 闪烁LED程序

3.程序下载，观察现象

在下载程序之前，要提醒同学们是查看自己的板卡和端口号是否正确，ArduBlock编程环境里面的数字针脚号是否与LED发光模块接到Arduino控制器上的数字针脚号一致。

    主题二：模拟交通灯

  红灯亮A秒之后灭掉，绿灯亮B秒之后灭掉，黄灯亮C秒之后灭掉，以此类推。

 器材：Arduino板子、三个LED、USB数据线。

1.硬件搭建

     将三个LED发光模块分别接在Arduino控制器的数字口。

    2.参考程序

 

 图 1.2.6模拟交通灯

【探究思考】

    大家已经学会了制作闪烁的LED，想想日常生活中哪些地方用到了LED？这些LED有何功能？有什么效果？

【视野拓展】

全彩的LED

我们前面使用的LED发光模块，尽管有红、绿、蓝等多种颜色，但是只能显示一种颜色。其实，还有一种类型的LED，它可以显示多种颜色，这类LED称为全彩LED。全彩LED内置了红（Red）、绿（Green）和蓝（Blue）三种颜色的灯珠，通过控制不同颜色灯珠的亮度，根据三原色的原理调出多种颜色。常见的LED大屏幕都是利用这用原理进行调色，呈现出全彩的效果。

8*8 LED RGB Matrix是由DFRobot出品的一个XY轴可任意级联的三色全彩LED显示矩阵模块，如图1.2.6所示。它可以用于显示图片和文字，支持多图层和各图层的各种平移效果。

 

图 1.2.7  8*8 LED RGB Matrix

【挑战自我】

    大家已经学会了制作闪烁的LED，想想还能做哪些效果的LED？流水灯的效果能否实现？