Parte 2/6: Ingressi e uscite, digitali e analogici

Aggiornato il 08.04.2014

La volta scorsa vi ho descritto come collegare un display 16x2 ad Arduino, questa volta passiamo a cose più concrete come la gestione degli INPUT e degli OUTPUT.

Nello schema di Arduino UNO in verde sono raffigurati i 14 PIN digitali ON/OFF sia IN che OUT.
I PIN 0 e 1 solitamente non vengono utilizzati nei collegamenti perché adibiti alla comunicazione seriale con il PC  (USB) o un altro Arduino.
In basso a destra sono rappresentati con il colore celeste i 6 PIN analogici, utilizzabili in ingresso con una risoluzione di 2^10 (1024) e in potenza con un risoluzione di 2^8 (256).



I/0 DIGITALE.
Nella figura sottostante è raffigurato un semplice collegamento che permette di accendere un led mediante un pulsante.

In entrambi i componenti è presente una resistenza: nel caso del LED dobbiamo limitare la corrente a 10mA, quindi andremo ad utilizzare una resistenza di 330Ω = (5V-2V)/0,01A.

Nel caso dell'ingresso, invece, dobbiamo proteggere ARDUINO; l'amperaggio massimo consentito è di 40mA ma la guida ufficiale consiglia di utilizzare una resistenza di 470Ω quindi con i 10mA che otteniamo stiamo su una soglia decisamente più sicura. Per la cronaca è possibile attivare le resistenze interne di ARDUINO via software, cosa che io non ho voluto fare. Detto ciò passiamo allo scketch presente tra i file di esempio dell'IDE. Controlliamo l'accensione del LED mediante il PIN 13 e leggiamo lo stato del pulsante tramite il PIN 3. Lo stato del pulsante dipende ovviamente dal fatto se è normalmente aperto o chiuso e dalla resistenza applicata. Vi consiglio di fare delle prove per capire cosa sta leggendo ARDUINO e quindi eventualmente modificare resistenze o codice.

const int buttonPin = 2;     // il numero del PIN del tasto

const int ledPin =  13;       // il numero del PIN del LED

int buttonState = 0;          // variabile che assumerà il valore letto dal PIN del tasto

void setup() {

  // inizializzo il PIN del LED indicando il numero e che si tratta di un'uscita:

  pinMode(ledPin, OUTPUT);      

  // inizializzo il PIN del Tasto indicando il numero e che si tratta di un ingresso:

  pinMode(buttonPin, INPUT);     

}

void loop(){

  // a ogni ciclo leggo il valore del tasto:

  buttonState = digitalRead(buttonPin);

  // controllo se il tasto è premuto.

  // se lo stato è HIGH:

  if (buttonState == HIGH) {     

    // accendo il LED:    

    digitalWrite(ledPin, HIGH);  

  } 

    // altrimenti:    

  else {

    // spengo il LED:

    digitalWrite(ledPin, LOW); 

  }

}

I/0 ANALOGICO.

Il procedimento è simile a quello precedentemente descritto, la differenza sta nei comandi e sul fatto che in lettura avremo un valore intero che va da 0-1023 (step di 5V/1024) mentre in potenza da 0-255 (step di 5V/256).

Trattandosi di uscite/ingressi il valore massimo è sempre di 5V e il minimo di 0V.

Consiglio di dichiarare sempre all'inizio la variabile o costante del PIN dove il nostro elemento analogico verrà collegato (A0-A5).

Per la lettura è sufficiente utilizzare questo comando analogRead(PIN );  mentre per comandare l'uscita analogWrite(PIN, 0-255);

Di seguito un esempio in lettura tramite un potenziometro utilizzato come partitore di tensione:

http://www.mauroalfieri.it/elettronica/partitore-di-resistenze.html

Per quanto riguarda l'uscita in potenza potreste collegare un LED e, superata la tensione di giunzione, modificarne la luminosità.