ESP32:Примеры/Изменение яркости светодиода при помощи ШИМ

Содержание

Основы

Платы

Прошивки

Примеры

Проекты

Типовые проблемы

Библиотеки

Перевод: Максим Кузьмин

Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.

Изменение яркости светодиода при помощи ШИМ

На этом примере мы научимся менять яркость светодиода при помощи ШИМ-контроллера платы ESP32, программируемого с помощью IDE Arduino.

ШИМ-контроллер ESP32 оснащен 16 независимыми каналами, которые можно настроить на генерирование ШИМ-сигналов с различными свойствами.

Чтобы поменять яркость светодиода при помощи ШИМ и IDE Arduino, нужно сделать следующее:

• Выберите ШИМ-канал. Всего их 16 (с номерами от «0» до «15»)
• Задайте частоту ШИМ-сигнала. Для светодиода подойдут 5000 Гц
• Вам также нужно будет задать разрешение ШИМ-сигнала: оно может варьироваться между 1 и 16 битами. Мы воспользуемся 8-битным разрешением, т.е. управление яркостью светодиода будет осуществляться при помощи значений между «0» и «255»
• Далее нужно задать GPIO-контакт или GPIO-контакты, где будет генерироваться ШИМ-сигнал. Для этого используется следующая функция:

ledcAttachPin(GPIO, channel)

Эта функция использует два параметра: «GPIO» – это контакт, на который будет выведен ШИМ-сигнал, а «channel» – это канал, который будет генерировать ШИМ-сигнал.

• Наконец, для управления яркостью светодиода при помощи ШИМ-сигнала понадобится следующая функция:

ledcWrite(channel, dutycycle)

У нее два параметра: «channel» – канал, генерирующий ШИМ-сигнал, и «dutycycle» – коэффициент заполнения ШИМ-сигнала.

В начале скетча мы задаем контакт, к которому подключен светодиод. В нашем случае светодиод подключен к контакту GPIO16.

const int ledPin = 16; // значение «16» соответствует контакту GPIO16

Затем задаем свойства ШИМ-сигнала: частота – 5000 Гц, канал для генерирования сигнала – 0, разрешение – 8 бит. Если хотите, можете поэкспериментировать с этими свойствами, чтобы получить какие-нибудь другие ШИМ-сигналы.

// задаем свойства ШИМ-сигнала:
const int freq = 5000;
const int ledChannel = 0;
const int resolution = 8;

В блоке setup() настраиваем ШИМ-сигнал при помощи свойств, заданных выше. Делаем это при помощи функции ledcSetup(), параметрами для которой служат канал для генерирования ШИМ, частота и разрешение:

ledcSetup(ledChannel, freq, resolution);

Далее нам нужно задать контакт, на который будет выведен ШИМ-сигнал. Делаем это при помощи функции ledcAttachPin(), которая принимает в качестве параметров GPIO-контакт, на который нужно вывести ШИМ-сигнал, и канал, который будет его генерировать. В нашем случае GPIO-контактом для вывода ШИМ будет «ledPin» (т.е. контакт GPIO16), а каналом, генерирующим ШИМ-сигнал – «ledChannel» (т.е. канал 0):

ledcAttachPin(ledPin, ledChannel);

В блоке loop() мы сначала меняем коэффициент заполнения с «0» до «255», тем самым увеличивая яркость светодиода.

// увеличиваем яркость светодиода:
for(int dutyCycle = 0; dutyCycle <= 255; dutyCycle++){
 // меняем яркость светодиода при помощи ШИМ:
 ledcWrite(ledChannel, dutyCycle);
 delay(15);
}

Затем уменьшаем коэффициент заполнения с «255» до «0», уменьшая яркость светодиода.

// уменьшаем яркость светодиода:
for(int dutyCycle = 255; dutyCycle >= 0; dutyCycle--){
 // меняем яркость светодиода при помощи ШИМ:
 ledcWrite(ledChannel, dutyCycle);
 delay(15);
}

Чтобы задать яркость светодиода, нам нужна лишь функция ledcWrite(), параметрами в которой служат канал, генерирующий ШИМ, и коэффициент заполнения ШИМ-сигнала.

ledcWrite(ledChannel, dutyCycle);

Поскольку мы используем 8-битное разрешение, коэффициент заполнения ШИМ-сигнала будет варьироваться между «0» и «255». Обратите внимание, что в функции ledcWrite() первым параметром является канал, генерирующий ШИМ, а не GPIO-контакт.

Загрузите код на ESP32. Убедитесь, что в IDE Arduino выбраны правильная плата и COM-порт.

Взгляните на цепь. Яркость светодиода должна то увеличиваться, то уменьшаться.

Необходимое оборудование

• Плата ESP32 - 1шт.;
• Резистор 330 Ом - 1шт.;
• Светодиод - 1шт.;
• Провода-перемычки;
• Макетная плата - 1шт;

Схема

Примечание

На данной схеме используется плата ESP32S-HiLetgo, если вы используете другую, сверьтесь с вашей распиновкой.

Светодиод через резистор соединен с GPIO16.

Код

// номер контакта для светодиода:
const int ledPin = 16;  // значение «16» соответствует контакту GPIO16 

// задаем свойства ШИМ-сигнала:
const int freq = 5000;
const int ledChannel = 0;
const int resolution = 8;
 
void setup(){
  // настраиваем ШИМ-сигнал, используя свойства выше:
  ledcSetup(ledChannel, freq, resolution);
  
  // привязываем канал к GPIO-контакту, которым будем управлять:
  ledcAttachPin(ledPin, ledChannel);
}
 
void loop(){
  // увеличиваем яркость светодиода:
  for(int dutyCycle = 0; dutyCycle <= 255; dutyCycle++){   
    // меняем яркость светодиода при помощи ШИМ:
    ledcWrite(ledChannel, dutyCycle);
    delay(15);
  }

  // уменьшаем яркость светодиода:
  for(int dutyCycle = 255; dutyCycle >= 0; dutyCycle--){
    // меняем яркость светодиода при помощи ШИМ:
    ledcWrite(ledChannel, dutyCycle);   
    delay(15);
  }
}