如何使用Arduino實現映射功能
前言
您可能注意到了，盡管互連電子設備采用不同單位，有不同的上限和下限，但在它們的工作范圍內始終是兼容的。例如，在Playstation 4上玩電子游戲時，當您將搖桿一直拉到右邊時，它會轉換為角色向右的最大移動量。我們可以看到，搖桿的移動范圍與角色的移動范圍是匹配的。在不同階段校準范圍的這個過程稱為“映射”。
映射過程通常用于根據期望的驅動來校準來自傳感器的輸入值。例如，現代汽車中采用電子方向盤的情況，當方向盤旋轉720度時，車輪大約會轉動40度。因此，我們可以看到，0-720度的范圍被電子方向盤使用的電子控制系統映射為0-40度。這種電子控制系統會結合使用微控制器或PLC。微控制器上必須有模擬輸入，可以通過PWM或數字引腳來映射所需的驅動。本DIY項目結束時，您將能夠了解：
- 什么是映射？
- 如何讀取傳感器輸入
- 如何將傳感器輸入映射到所需的值范圍
- 映射的范圍如何用于所需的驅動
- Arduino中映射功能的語法
- 使用Arduino UNO實現的映射功能的應用
概述
在這個DIY項目中，我們將開發一個進程，使用Arduino UNO將電位計的電阻變化轉換為所需的LED數量。換句話說，在本例中，電位計被用作“傳感器輸入”，Arduino UNO被用作“映射設備”，10個ROHM LED被用作執行機構。LED通常是精密零件，經常會出現隨機故障。因此，我們選擇了ROHM LED，它們足以耐受電流尖峰，而且性能穩定。十個藍光ROHM LED將根據電位計的旋轉進行映射。將按照以下順序介紹這個項目：
所需元器件
| 元器件 | 鏈接/圖片 |
| 10 x 藍光ROHM LED |
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| Arduino UNO R3 |
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USB B數據線
（通常隨Arduino UNO R3一起提供） |
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| 10k 電位計 |
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| 830 孔無焊面包板 breadboard |
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| 20 根公頭轉公頭跳線 |
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| 1個1kΩ電阻器 |
任何電子商店
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| 基于Windows的計算機，用于編程 |
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電路原理圖
所有元器件都采購齊全后，第一步是把所有元器件都連接起來。連接要求如下所述：
- 對于這個項目來說，您需要將10個藍光ROHM LED的正極引腳（較長的一端）分別連接到Arduino的數字引腳。
- 在本例中，我們使用了數字引腳4-13。
- 每個LED的負極引腳需要通過1kΩ的電阻器接地。
- 電位計有三個引腳。第一個連接到Arduino的接地引腳，第二個連接到模擬引腳A5，第三個引腳連接到5V。執行此操作將使第二個引腳的電壓在0-5V之間變化。
連接示意圖如下所示：
實際接線如下所示：
- 現在，您的系統已經連接好，您已經準備好對Arduino UNO R3進行編程。
設置Arduino IDE
Arduino編程需要設置Arduino IDE。Arduino IDE可在Linux和Windows上使用。對于這個DIY項目，我們將使用Windows桌面應用程序。訪問以下鏈接下載并安裝Arduino IDE：
Windows Installer, 適用于Windows XP及更高版本
成功安裝后，打開Arduino IDE并使用USB B數據線連接Arduino UNO R3：
- 在Arduino IDE中，從“工具”>“端口”>“COM 3 (Arduino Genuino / UNO)”中選擇適當的COM端口。
- 這時，您的設置已準備好開始編程。
編程
在Arduino編程中，有兩個基本函數：Void Setup和Void Loop。完整代碼及其解釋如下所示：
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void setup() {
pinMode(A5, INPUT);
//Declare4-13 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<y; i++)
{
digitalWrite(i+4,HIGH);
}
delay(5);
}
//As a result number of LEDs lit will corresponding to the position of potentiometer
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執行
如果您沒有通過外部插孔為Arduino UNO供電，在執行過程中，請保持它與電腦連接。現在將電位計從一端旋轉到另一端。當電位計在模擬引腳上給出0值時，沒有LED點亮。旋轉電位計時，點亮LED的數量會不斷增加。電位計給出的值達到1023時，點亮LED的數量將達到10。可以看到，我們已經將傳感器值的范圍映射到了LED的數量。
- 電位計的起始位置。（模擬值0）
- 電位計的中間位置。（模擬值512）
- 電位計的最終位置。（模擬值1023）
工商網監
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