使用Arduino实现映射功能的过程

　　前言

　　您可能注意到了，尽管互连电子设备采用不同单位，有不同的上限和下限，但在它们的工作范围内始终是兼容的。例如，在Playstation 4上玩电子游戏时，当您将摇杆一直拉到右边时，它会转换为角色向右的最大移动量。我们可以看到，摇杆的移动范围与角色的移动范围是匹配的。在不同阶段校准范围的这个过程称为“映射”。

　　映射过程通常用于根据期望的驱动来校准来自传感器的输入值。例如，现代汽车中采用电子方向盘的情况，当方向盘旋转720度时，车轮大约会转动40度。因此，我们可以看到，0-720度的范围被电子方向盘使用的电子控制系统映射为0-40度。这种电子控制系统会结合使用微控制器或PLC。微控制器上必须有模拟输入，可以通过PWM或数字引脚来映射所需的驱动。本DIY项目结束时，您将能够了解：

　　概述

　　在这个DIY项目中，我们将开发一个进程，使用Arduino UNO将电位计的电阻变化转换为所需的LED数量。换句话说，在本例中，电位计被用作“传感器输入”，Arduino UNO被用作“映射设备”，10个ROHM LED被用作执行机构。LED通常是精密零件，经常会出现随机故障。因此，我们选择了ROHM LED，它们足以耐受电流尖峰，而且性能稳定。十个蓝光ROHM LED将根据电位计的旋转进行映射。将按照以下顺序介绍这个项目：

　　所需元器件有：10 x 蓝光ROHM LED、Arduino UNO R3、USB B数据线（通常随Arduino UNO R3一起提供）、10k 电位计、830 孔无焊面包板 breadboard、20 根公头转公头跳线、1个1kΩ电阻器、基于Windows的计算机，用于编程。

　　电路原理图

　　所有元器件都采购齐全后，第一步是把所有元器件都连接起来。连接要求如下所述：

　　对于这个项目来说，您需要将10个蓝光ROHM LED的正极引脚（较长的一端）分别连接到Arduino的数字引脚。

　　在本例中，我们使用了数字引脚4-13。

　　每个LED的负极引脚需要通过1kΩ的电阻器接地。

　　电位计有三个引脚。第一个连接到Arduino的接地引脚，第二个连接到模拟引脚A5，第三个引脚连接到5V。执行此操作将使第二个引脚的电压在0-5V之间变化。

　　连接示意图如下所示：

　　

　　实际接线如下所示：

　　

　　现在，您的系统已经连接好，您已经准备好对Arduino UNO R3进行编程。

　　设置Arduino IDE

　　Arduino编程需要设置Arduino IDE。Arduino IDE可在Linux和Windows上使用。对于这个DIY项目，我们将使用Windows桌面应用程序。访问以下链接下载并安装Arduino IDE：

　　https://www.arduino.cc/en/Main/Software

　　选择以下链接：

　　Windows Installer， 适用于Windows XP及更高版本

　　成功安装后，打开Arduino IDE并使用USB B数据线连接Arduino UNO R3：

　　

　　在Arduino IDE中，从“工具”》“端口”》“COM 3 （Arduino Genuino / UNO）”中选择适当的COM端口。

　　这时，您的设置已准备好开始编程。

　　编程

　　在Arduino编程中，有两个基本函数：Void Setup和Void Loop。完整代码及其解释如下所示：

void setup() {

//Declare A5 Analog pin as input pin

pinMode(A5, INPUT);

//Declare  4-13 Digital Pins as Output Pins (For controlling 10 x ROHM LEDs)

pinMode(4, OUTPUT);

pinMode(5, OUTPUT);

pinMode(6, OUTPUT);

pinMode(7, OUTPUT);

pinMode(8, OUTPUT);

pinMode(9, OUTPUT);

pinMode(10, OUTPUT);

pinMode(11, OUTPUT);

pinMode(12, OUTPUT);

pinMode(13, OUTPUT);

Serial.begin(9600);

}

void loop() {

//Check Analog value at pin A5 and store it in variable x

  int x = analogRead(A5);

//Map analog values ranging from 1-1023 to values 0-10

  int y=map(x,0,1023,0,10);

/*Use a loop to turn off LEDs having number greater than y. Here “i+3” corresponds to pin number on arduino. Since 10th LED is connected to Digital Pin number 13. Therefore +3 offset has been used*/

  for (int i=10; i>y; i—)

  {

    digitalWrite(i+3,LOW);

  }

//Use a loop to turn on LEDs having number lesser than y

  for (int i=0; i;>

  {

    digitalWrite(i+4,HIGH);

  }

  delay(5);

}

//As a result number of LEDs lit will corresponding to the position of potentiometer

　　执行

　　如果您没有通过外部插孔为Arduino UNO供电，在执行过程中，请保持它与电脑连接。现在将电位计从一端旋转到另一端。当电位计在模拟引脚上给出0值时，没有LED点亮。旋转电位计时，点亮LED的数量会不断增加。电位计给出的值达到1023时，点亮LED的数量将达到10。可以看到，我们已经将传感器值的范围映射到了LED的数量。

　　电位计的起始位置。（模拟值0）

　　

　　电位计的中间位置。（模拟值512）

　　

　　电位计的最终位置。（模拟值1023）