如何用调光器控制灯光

这篇文章来源于DevicePlus英语网站的翻译稿。

调光器只是另一种类型的电位器。我们已经探索过如何使用一个调光器来控制伺服，本指南将展示如何使用它来控制LED。由于LED（像大多数灯一样）在通过它们的功率过大时会被烧坏，本文将能够帮助您了解如何校准电位计以限制 Arduino的电压输出。

LED和调光电位计的工作原理

LED在大多数项目中用于测试电路或指示某些部件是否正常工作。但是，在本项目中，我们想直接控制LED的亮度。我们将通过两种方式来展示如何使用电位计直接控制通过LED的电压，以及如何使用Arduino的编程来对其进行间接控制。

首先，我们需要了解LED的工作原理。当电流通过LED时，它会发光。通过LED的电流量将决定它的亮度，但电流过大会烧坏LED。这就是为什么大多数使用LED的项目需要一个220欧姆的电阻来阻碍电流流通。

电位计也是一种电阻可变的电阻器。表盘转的幅度越大，它给电路增加的电阻就越大。在接线环节的第一部分，我们将展示如何在不使用Arduino的情况下直接降低LED的亮度。然后，我们将调光器添加到电路中，以通过草图对亮度进行多的控制。

所需组件

我们在这里所进行的项目的两个版本都很简单，所以您可能已经具有所需的大部分组件了，尤其是如果您曾经购买过基本的电子设备套件的话。无论哪种版本，您都需要以下组件以及电源：

Arduino Uno
Arduino IDE
一个面包板
一个220 欧姆 电阻
一个电位计 任何电位计都可以，但是如果您有滑块电位计可以使用该电位计，因为在将灯光调暗时该电位计比表盘式更加自然

Arduino和IDE仅用于该电路的第二种版本。但是，我们将使用它为第一个版本的面包板供电。您还可以使用类似这样的电源模块来添加与 Arduino供电效果相同的电源。请注意，如果您使用其他电源（例如9V电池），第一个电路可能无法正常工作，并且可能会烧坏您的LED。

接线

我们将要使用的第一个接线模型完全不需要Arduino，所以我们首先对第一个模型进行接线。使用该电路，您将能够看到电位计是如何直接影响其电阻的。首先，使用面板板将以下组件接线：

● 首先，将电源线和地线分别连接到面包板侧面的导轨和Arduino上的5V和GND引脚。
● 将电源轨连接到电位计的一侧引脚。
● 将电位计上的中心引脚连接到LED的长引脚。
● 将LED的短引脚连接到220欧姆电阻。
● 将电阻的另一端连接到接地轨。

为您的Arduino或电源模块供电，LED将亮起。现在，您可以滑动电位计，电路的电阻将发生变化，从而调整流经LED的电流，使光线变得更亮或更暗。

这样就用一种小规模电路展示了大多数调光电路的工作原理。电路中加入220欧姆电阻，防止电流过载烧坏LED灯。连接好电阻后，电位计将会在可调范围内对电流进行进一步限制。

然而，直接修改电路中的电流并不是调节灯光亮度的唯一方法。为了展示另一种方案，我们将扩展电路以读取电位计的电阻，并使用草图为LED分配一个值（我们将在下一节解释）。

完成第一个版本的电路后，请进行以下更改：

● 将LED的长端插入Arduino上的引脚6（而不是之前电路中电位计的中心引脚）。
● 将电位计的中心引脚连接到Arduino的引脚A0。
● 将电位计的第三个引脚连接到接地轨（第一个引脚仍然连接到电源轨）。

在该电路中，电位计的电阻不直接影响LED的亮度，而是被Arduino读取为模拟值。然后，可以在草图中对该值进行缩放和调整，我们将在下文中进行说明。

代码

首先，这是您可以直接上传到Arduino中的完整代码。它的功能几乎与原始电路相同，只是添加了更多的软件控制。

int blueLED = 6;
int dimmerPIN = A0;
int dimmerValue = 0;
int ledValue = 0;

void setup() {
pinMode(dimmerPIN, INPUT);
pinMode(blueLED,OUTPUT);
Serial.begin(9600);
}

void loop(){
dimmerValue = analogRead(dimmerPIN);
ledValue = map(dimmerValue, 0, 1023, 0, 255);
analogWrite(blueLED, ledValue);
}

大部分代码都是相当基础的——变量声明、分配引脚等等，但是我们需要注意loop()部分中的三行。

dimmerValue = analogRead(dimmerPIN);
ledValue = map(dimmerValue, 0, 1023, 0, 255);
analogWrite(blueLED, ledValue);

这里的第一行用于从引脚A0读取电位计的值，该值的测量范围为0到1023。我们可以将此值转换为用于控制LED的引脚6的输出。该代码的第二行用于将电位计的值重新映射到0到255的范围内（PWM引脚的输出范围）。最后一行代码用于将该值写入引脚6。

但是，我们可以通过调整第二行的最后两个数字来设置最小或最大亮度。第二个0用于设施最小亮度级别（在这种情况下将完全熄灭）。提高此级别之后，即使您将调光器调到最低，灯光也会保持您所设置的最低级别的亮度。同样，此行中的255是设置的最高级别。如果您想降低最大亮度级别—毕竟LED可以变得非常亮—降低这个数字可以保证即使一直将亮度调高灯光也不会变得太亮。

在此特定示例中，将0到5V范围内的值（取决于您设置的限制）写入LED引脚输出，并且使用220欧姆电阻进一步限制通过LED的电流。当您处理更大、更复杂的灯光设备（如LED灯条、灯泡或任何电压高于Arduino可以输出的5V电压的设备）时，请牢记这一点。

DevicePlus 编辑团队

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审核编辑 黄宇