PWM vs Analog (LED)
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Пнд, 28/01/2019 - 01:22
Здравствуйте,
Я новичок с Arduino и схемотехнике в частности. Купил базовый набор Arduino из Китая, делаю примеры из прилогавшейся инструкции. На 3 задании возникли трудности. А именно:
Имеем простую задачу, при повороте потенциометра меняется яркость светодиода.
Схема собрана как на картинке:
int potpin = 0; // initialize analog pin 0
int ledpin = 11; // initialize digital pin 11
int val = 0; // temp store values from sensor
void setup()
{
pinMode(ledpin,OUTPUT); // define digital pin 11 as output
Serial.begin(9600); // set baud rate at 9600
// all analog ports automatically set as input
}
void loop()
{
val = analogRead(potpin); // read the analog value from sensor and assign it to val
Serial.println(val); // display val
analogWrite(ledpin,val / 4); // turn on LED and set up brightness, analogRead values go from 0 to 1023, analogWrite values from 0 to 255
delay(10); // qait for 0.01s
}
Все работает, яркость меняется. Ставим потенциометр в "условное" положение. Светодиод горит (это важно)! Замеряем напряжение на светодиоде. Оно дает 1.26V. Далее делаю следующее:
1. Отключаю от светодиода зеленый провод идущий от pin 11.
2. Отключаю от пина A0 второй зеленый провод, идущий от среднего контакта потенциометра, и подаю на анод светодиода. Т.е. в данном случае Arduino просто как батарейка работает, 5V выдает. Положение потенциометра не меняю. Получаю:
Светодиод не горит!, напряжение на светодиоде 1.33V.
Почему так происходит?
Там не 1.26V. Там импульсы с амплитудой 5V. Осцилографом посмотрите, а не вольтметром.
И это... Для светодиода основополагающим является не напряжение, а текущий через него ток.
А Вы ток посчитайте, который через светодиод идёт. Потенциометр то поди килоом на 20-50?
1. Вам правильно советуют: посмотрите осциллографтм, станет намного яснее.
2. Посмотрите по справочнику типовую ВАХ светодиода - она очень не похожа на прямую линию.
Добрый вечер!
К сожалению осцилографа у меня нет, приходится обходиться тестером. Разобрался в вопросе с вашей помощью. Всё дело было в токе!
В "условном" положении, при подключении потенциометра напрямую тока не было вообще (а это почти треть хода!), при том как в том же самом положении Arduino выдавал 3.14 мА. Что еще интересно, при максимальном положении потенциометра, он выдает 13 мА, а через Arduino ток был 12.1 мА, что почти на 1 мА меньше! Поэтому светодиод горел тускнее.
Всем большое спасибо!
ПС: а как может быть так что напряжение есть, а тока нет? o.O
дальше объяснять ?
ПС: а как может быть так что напряжение есть, а тока нет? o.O
PS. И еще: если хотите разобраться - осциллограф обязателен.
дальше объяснять ?
Да, пожалуйста обьясните.
0 = 1.33 / R
Или перепишем формулу для наглядности: U=I*R, т.е. 1.33 = 0*R
R = ?
Закон Ома работает для цепей с линейными элементами. У любого диода, включая свето, ВАХ нелинейная.
ПС: а как может быть так что напряжение есть, а тока нет? o.O
PS. И еще: если хотите разобраться - осциллограф обязателен.
Да, я смотрел. График не линейный.
Но я замеряю ток между потенциометром и диодом (может как-то не так делаю). Почему не горит светодиод теперь стало понятно (I=0). Но почему там при этом есть напряжение, и напряжение чего, если тока нет - тут вопрос.
ПС: у нас осцилографы очень дорогие, вчера спросил, цена почти 400 Евро. :( Слишком дорого как дополнение к конструктору в цену 50 USD. Ну, буду искать альтернативные варианты.
Закон Ома работает для цепей с линейными элементами. У любого диода, включая свето, ВАХ нелинейная.
Закон Ома работает для всего, если его с головой применять.
А вот по-поводу тока 0 - как измеряли?
Раз пошла такая пьянка, наливай - а то уйду!!!
1) как тыщу раз написано - Закон Ома работает всегда! главное научиться его понимать и правильно применять.
2) Светодиод имеет очень малую емкость и почти не интегрирует сигнал, в отличие от нашего инерционного глаза.
3) кто бы, что бы не писал ИМХО светодиод токовый прибор и требует ток для нормальной работы и контроль температуры кристалла и управлять нужно током а не напряжением. В случае с PWM ШИМ мы просто подаем и убираем ток. не будет тока или тока будет много - диод не будет светить или светить но не долго.
4) используя "Замеритель напряжения" нужно четко представлять как он работает. Некоторые "замерители" интегрируют, другие сходят с ума. Чем Вы измеряли ток и напряжение вы не написали, да и если напишете это не поможет. Самый нормальный вариант это - осцилллограйф, которым нужно уметь пользоваться. В том плане, что необходимо понимать, чего ожидаешь увидеть и что видишь.
Интегрирование - от слова интеграл, в очень примитивном (ознакомительном) варианте преподают в школе. Все электроники знакомятся с ним на примере RC цепочки, при рассчете фильтров и еще много чего...
поможет Думатель, который унутре. И неонка.
Там ещё анализатор был. Без нго никак. Думатель должен думать, анализатор - анализировать, а неонка - мигать.
1) как тыщу раз написано - Закон Ома работает всегда! главное научиться его понимать и правильно применять.
Цитата:
"Закон Ома, в отличие от, например, закона Кулона, является не фундаментальным физическим законом, а лишь эмпирическим соотношением, хорошо описывающим наиболее часто встречаемые на практике типы проводников в приближении небольших частот, плотностей тока и напряжённостей электрического поля, но перестающим соблюдаться в ряде ситуаций."
Там ещё анализатор был. Без нго никак. Думатель должен думать, анализатор - анализировать, а неонка - мигать.
абсолютно с Вами согласен.
Закон Ома работает для цепей с линейными элементами. У любого диода, включая свето, ВАХ нелинейная.
тоесть сопротивление в цепи светодиода с известной ВАХ, вы расчитываете по какому-то другому закону ?
1) как тыщу раз написано - Закон Ома работает всегда! главное научиться его понимать и правильно применять.
Цитата:
"Закон Ома, в отличие от, например, закона Кулона, является не фундаментальным физическим законом, а лишь эмпирическим соотношением, хорошо описывающим наиболее часто встречаемые на практике типы проводников в приближении небольших частот, плотностей тока и напряжённостей электрического поля, но перестающим соблюдаться в ряде ситуаций."
Млин! Опять нашествие ПТУшников!
Закон Ома, видишь ли, чисто терминологически НЕ МОЖЕТ не соблюдаться, потому, что это определение электрического сопротивления.
Сопротивлением именно НАЗЫВАЕТСЯ отношение напряжения на изучаемом элементе к току через него.
Неожиданно, но оно может меняться во времени, зависеть от тока и/или напряжения и от погоды в Занзибаре. Но это не меняет того факта, что закон Ома - не некое правило, а ОПРЕДЕЛЕНИЕ понятия "сопротивление".
--------------
Еще раз, популярно:
Есть сопротивление, оно бывает:
- среднее - отношение напряжения на элементе к среднему значению тока за промежуток времени много больше характерных времен системы (вот про это и написано в твоей цитате);
- мнгоновенное - отношение мнгновенного значения напряжения на элементе к значению тока в тот же момент;
- дифференциальное - отношение изменения напряжения на элементе за малый промежуток времени, к изменению тока за тот же промежуток, при устремлении величины указанного промежутка к нулю.
------------------------
Для примера. У конденсатора есть всякие ESR - это первое сопротивление, но есть и мнгновенные значения, например незаряженный конденсатор имеет нулевое мнгновенное сопротивление и мнгновенный ток через него ограничен только ESR.
Примеры дифференциального сопротивления бывают даже отрицательные, хорошо известны туннельные диоды и диоды Ганна имеющие нисходящие участки ВАХ.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ понятия "сопротивление".
Ничего не хочу сказать против, но формально в физике нет понятия "сопротивление" и определения для нее тоже нет. Есть понятие "проводимость", которая имеет физический смысл, а "сопротивление" просто величина обратная ей.
Эх... снова высоки материи пошли в ход ... тогда и сменя копейная
Закон Ома в интегральной форме читаем, вспоминаем...
UPD в смысле плюсом к вышесказанному
UPUPD ну и диффку до кучи...
UP.UP.UPD сторонники квантово корпускулярной теории теории и волновики спокойно таки уживаются в физике, многие пользуют обе теории вполне успешно. Даи знаменитая формула Эйнштейна тоже имеет нарушение при скоростях близких к скорости света. Да и частицы с отрицательным квадратом массы - слух режит, но они есть... теоретически.. ну я не уверен, но физики они такие...
ОПРЕДЕЛЕНИЕ понятия "сопротивление".
Ничего не хочу сказать против, но формально в физике нет понятия "сопротивление" и определения для нее тоже нет. Есть понятие "проводимость", которая имеет физический смысл, а "сопротивление" просто величина обратная ей.
Набери в гугле "электрическое сопротивление". Там, в Вики, и ссылки есть, откуда они что взяли, наример из БСЭ.
Можно не любить политические и исторические материалы в Вики, но технически это достаточный источник. В технике нет спорных теорий, слава Б..гу! ;))
Можно не любить политические и исторические материалы в Вики, но технически это достаточный источник. В технике нет спорных теорий, слава Б..гу! ;))
всегда в вики смотрю обсуждения по теме статьи, и бывают и там закуси, во всех областях.
Набери в гугле "электрическое сопротивление".
неа. Лучше ты растолкуй мне, под стакан и лехкую закуску, физический смысл этого термина своими словами. :)
Набери в гугле "электрическое сопротивление".
неа. Лучше ты растолкуй мне, под стакан и лехкую закуску, физический смысл этого термина своими словами. :)
Дед! Ну написано же - нет никакого физического смысла, есть отношение напряжения к току... это и есть смысл.
Есть хреновина, к ней приложена разность потенциалов, через нее течет ток. Поделил U/I и просто НАЗВАЛ результат деления - словом "сопротивление". Слово такое использовал, потому, что в случае проводника оно и в самом деле обратно проводимости. Но в случае конденсатора или дросселя, когда нужны мнгновенные значения, оно к проводимости уже вообще никакого отношения не имеет. Или дифференциальное сопротивление диода Ганна, там тоже никакой проводимости рядом не стояло.
Последнее, что я читал на схожую тему - это битва между сторонниками космического эфира и чистейшего вакуума.
Досок всё равно нет, так что перешли ко второму вопросу :)))
Да, пожалуйста обьясните.
0 = 1.33 / R
Или перепишем формулу для наглядности: U=I*R, т.е. 1.33 = 0*R
R = ?
ну умничать, так умничать. как выше спросили откуда 0?
изначально у нас было 1.33в и R которое неизвестно. погуглил в набор кладут потонциометр 10к.
считаем, допустим потонциометр в среднем положении, сопротивление 5к (условно!)
I = 1.33/5000 -> 0.000266 А или 0.266 мА.
вот таким током вы пытались зажечь светодиод. средние значения для светодиодов 5-20 мА.
Да, пожалуйста обьясните.
0 = 1.33 / R
Или перепишем формулу для наглядности: U=I*R, т.е. 1.33 = 0*R
R = ?
ну умничать, так умничать. как выше спросили откуда 0?
изначально у нас было 1.33в и R которое неизвестно. погуглил в набор кладут потонциометр 10к.
считаем, допустим потонциометр в среднем положении, сопротивление 5к (условно!)
I = 1.33/5000 -> 0.000266 А или 0.266 мА.
вот таким током вы пытались зажечь светодиод. средние значения для светодиодов 5-20 мА.
Там изначально входные данные с ошибко, нет ни схемы измерения, ни типов приборов измерения, ни описания подаваемого сигнала (ну кроме -того что это ШИМ... какой-то)
Набери в гугле "электрическое сопротивление".
неа. Лучше ты растолкуй мне, под стакан и лехкую закуску, физический смысл этого термина своими словами. :)
Дед! Ну написано же - нет никакого физического смысла, есть отношение напряжения к току... это и есть смысл.
Есть хреновина, к ней приложена разность потенциалов, через нее течет ток. Поделил U/I и просто НАЗВАЛ результат деления - словом "сопротивление". Слово такое использовал, потому, что в случае проводника оно и в самом деле обратно проводимости. Но в случае конденсатора или дросселя, когда нужны мнгновенные значения, оно к проводимости уже вообще никакого отношения не имеет. Или дифференциальное сопротивление диода Ганна, там тоже никакой проводимости рядом не стояло.
Лана. Чем формальностями блистать, лучше накатить за прошедший день. И баю. Тока мне мног нельзя накатывать, таблетки от сахара внезапно кончились. Ужос. :(
алкоголь вроде как понижает сахар
Закон Ома работает для всего, если его с головой применять.
А вот по-поводу тока 0 - как измеряли?
Для измерения силы тока я подключаю мультиметр последовательно в цепь, при чем перед светодиодом (если это имеет значение). Т.е. либо между потенциометром и светодиодом, либо между Arduino и светодиодом. Т.е. я размыкаю зеленые контакты на схеме.
Для измерения силы тока я подключаю мультиметр последовательно в цепь,
перечитайте пост 12, вы все понимаете, что там написано?
что делать , Erdji апсолютно точно знает
Да, пожалуйста обьясните.
0 = 1.33 / R
Или перепишем формулу для наглядности: U=I*R, т.е. 1.33 = 0*R
R = ?
ну умничать, так умничать. как выше спросили откуда 0?
изначально у нас было 1.33в и R которое неизвестно. погуглил в набор кладут потонциометр 10к.
считаем, допустим потонциометр в среднем положении, сопротивление 5к (условно!)
I = 1.33/5000 -> 0.000266 А или 0.266 мА.
вот таким током вы пытались зажечь светодиод. средние значения для светодиодов 5-20 мА.
Отнюдь! Вы написали формулу, я подставил свои значения. У меня нет цели вычислить сопротивление. Или же брать значение сопротивления, и вычислять силу тока, как Вы делаете выше. Силу тока у меня мультиметр показывает. Может показывает неправильно? В любом случае понятнее не становится. :( Т.е. в Ваших вычислениях все понятно, но у меня по факту совсем другое.
там единственно полезное, что наконец вспомнили, что потенциометр это таки 2 резистора в эквивалетной схеме и что по нему течет ток, который долго, с семью собаками, искали
Для измерения силы тока я подключаю мультиметр последовательно в цепь,
перечитайте пост 12, вы все понимаете, что там написано?
Раз пошла такая пьянка, наливай - а то уйду!!!
1) как тыщу раз написано - Закон Ома работает всегда! главное научиться его понимать и правильно применять.
Да
2) Светодиод имеет очень малую емкость и почти не интегрирует сигнал, в отличие от нашего инерционного глаза.
Нет
3) кто бы, что бы не писал ИМХО светодиод токовый прибор и требует ток для нормальной работы и контроль температуры кристалла и управлять нужно током а не напряжением. В случае с PWM ШИМ мы просто подаем и убираем ток. не будет тока или тока будет много - диод не будет светить или светить но не долго.
Да
4) используя "Замеритель напряжения" нужно четко представлять как он работает. Некоторые "замерители" интегрируют, другие сходят с ума. Чем Вы измеряли ток и напряжение вы не написали, да и если напишете это не поможет. Самый нормальный вариант это - осцилллограйф, которым нужно уметь пользоваться. В том плане, что необходимо понимать, чего ожидаешь увидеть и что видишь.
Осцилографа нет, пользуюсь мультиметром. Ответ ниже будет.
Интегрирование - от слова интеграл, в очень примитивном (ознакомительном) варианте преподают в школе. Все электроники знакомятся с ним на примере RC цепочки, при рассчете фильтров и еще много чего...
что делать , Erdji апсолютно точно знает
Можете пояснить что имеете в виду?
прямые измерения превалируют над теориями и расчетами, разумеется, если корректно выполнены.
вся физика на том стоит
Цитата:
"Закон Ома, в отличие от, например, закона Кулона, является не фундаментальным физическим законом, а лишь эмпирическим соотношением, хорошо описывающим ...
Млин! Опять нашествие ПТУшников!
Закон Ома, видишь ли, чисто терминологически НЕ МОЖЕТ не соблюдаться, потому, что это определение электрического сопротивления.
Давайте не путать закон с определением.
Вспомнилась история
"Помнится, лет в семь рассказал деревенским, что солнце - это звезда, а меня обозвали дураком, потому что солнце круглое и жёлтое, а звезда пятиконечная. "
а я подключаю мультиметр последовательно в цепь, при чем перед светодиодом (если это имеет значение). Т.е. либо между потенциометром и светодиодом, либо между Arduino и светодиодом. Т.е. я размыкаю зеленые контакты на схеме.
В каком режиме? Умеет ли он микроамперы измерять?
Для измерения силы тока я подключаю мультиметр последовательно в цепь,
перечитайте пост 12, вы все понимаете, что там написано?
2) Светодиод имеет очень малую емкость и почти не интегрирует сигнал, в отличие от нашего инерционного глаза.
Нет
что такое ШИМ - маленький опыт. Собирем схему из батарейки, кнопки, амперметра и лампочки. Подадим питание следующим образом - 5 секунд удерживаем кнопку + 25 секунд не удерживаем. вопрос: какой ток мы измерим, когда, какой из них средний ток, какой мгновенный? Теперь увеличим частоту нашего испытания в 1000 раз. что мы увидем на нашем приборе???
про инерцию глаза найдите информацию в интернете, подсказка - вы видите кадры в старом кино с частотой 30кадров/сек?
потом ответьте на вопрос ниже, с довеском - как происходит измерение.
а я подключаю мультиметр последовательно в цепь, при чем перед светодиодом (если это имеет значение). Т.е. либо между потенциометром и светодиодом, либо между Arduino и светодиодом. Т.е. я размыкаю зеленые контакты на схеме.
В каком режиме? Умеет ли он микроамперы измерять?
Уважаемые форумчане.
Видимо я что-то не так делаю/замеряю, или может неправильно изъясняюсь. Я сделал видео своих действий для более наглядной демонстрации.
https://www.youtube.com/watch?v=IcPeJd0ON3A
а я подключаю мультиметр последовательно в цепь, при чем перед светодиодом (если это имеет значение). Т.е. либо между потенциометром и светодиодом, либо между Arduino и светодиодом. Т.е. я размыкаю зеленые контакты на схеме.
В каком режиме? Умеет ли он микроамперы измерять?
Да, умеет. Перевел в положение микроампер. Там был минимальный ток (где-то 0.004), подкрутил потенциометр так, чтобы ток снова был 0. Замерил напряжение, оно стало чуть ниже (1.2V), но не пропало.
Аппарат у меня Mastech MS8229
Ток у вас течет по потенциометру, он представляет собой два последовательно включенных резистора, т.е. делитель напряжения, вот его напряжение вы и измеряете, когда светодиод заперт. Можете собвсем убрать светодиод, напряжение останется на месте, никуда не денется.
Когда светодиод будет открыт напряжение на нем будет слабо зависеть от тока и для кр. св. составит около 1,5в.
До упора ручку потенциометра крутить к + не рекомендуется, если нет доп. ограничивающего резистора, а то и его спалите и светодиод.
Ток у вас течет по потенциометру,
Да, и на выходе через средний контакт я его и ловлю. До светодиода. Собственно по идее что идет после потенциометра наверное уже не важно, лишь бы цепь замкнутая была. Ну так на выходе с потенциометра у меня ток=0, напряжение=1.33 (ну или 1.2, как сейчас). "Если нечему течь, то что тогда напрягается?)"
Да, и на выходе через средний контакт я его и ловлю. До светодиода. Собственно по идее что идет после потенциометра наверное уже не важно, лишь бы цепь замкнутая была. Ну так на выходе с потенциометра у меня ток=0, напряжение=1.33 (ну или 1.2, как сейчас). "Если нечему течь, то что тогда напрягается?)"
Вторая кличка потенциометра - делитель напряжения. А в пустой розетке 220В откуда-то.
"Если нечему течь, то что тогда напрягается?)"
Да, Вы просто так измеряете. Есть там ток.
Какая забавная тема...Тока нет, а напряжение есть и чему же тогда равно эр? :)
Уважаемый ТС, надо рисовать схемы и их фоткать, а не видео снимать. Надо читать учебник физики и с дробями баловаться чаще. Надо понимать, что любой прибор (в том числе и измерительный) вносит изменения в поведение схемы при измерениях. Есть точность прибора. И вооще если левая часть стремится к нулю, то знаменатель правой к бесконечности, не более того (при фиксированном числителе).
Уважаемые форумчане.
Видимо я что-то не так делаю/замеряю, или может неправильно изъясняюсь. Я сделал видео своих действий для более наглядной демонстрации.
https://www.youtube.com/watch?v=IcPeJd0ON3A
если я правильно понял схему на видео
так вот, у вольтметра есть входное сопротивление, и оно не бесконечное. Подключив вольтметр таким образом (схема справа) получаем делитель с очень высоким общим сопротивлением, при этом по цепи течет наноток нА или даже пикоАмперы. Этого тока светодиоду недостаточно, чтобы светить, а вот вольтметру хватает для измерения напряжения этого делителя и при этом пошевелив провода получам колебание показаний на приборе т.е. нестабильность измерения этого напряжения (причин много, основная наводка - наводимый потенциал, статический заряд, прикасновение руками к токоведущим частям... и прочее)