Arduino بورڈ پر ایل ای ڈی کیسے لگائیں

Arduino پلیٹ فارم پوری دنیا میں بے حد مقبول ہے۔ ہارڈ ویئر کو پروگرام اور کنٹرول کرنے کا طریقہ سیکھنے کے پہلے مراحل کے لیے یہ ایک مثالی ٹول ہے۔ جیسے جیسے آپ کی مہارتیں بڑھتی ہیں، آپ پیریفرل بورڈز کو شامل کر کے فن تعمیر کو بڑھا سکتے ہیں اور مزید پیچیدہ نظام بنا سکتے ہیں جو زیادہ پیچیدہ پروگرام چلاتے ہیں۔ Arduino Uno اور Arduino Nano بورڈ ابتدائی تربیت کے لیے موزوں ہیں۔ اس مثال پر ہم ایل ای ڈی کو آرڈوینو سے جوڑیں گے۔

Arduino Uno اور Arduino Nano کیا ہیں؟

Arduino Uno بورڈ کی بنیاد ATmega328 مائکروکنٹرولر ہے۔ اس میں اضافی عناصر بھی ہیں:

• کوارٹج گونجنے والا؛
• ری سیٹ بٹن؛
• USB کنیکٹر؛
• مربوط وولٹیج ریگولیٹر؛
• پاور کنیکٹر؛
• موڈ اشارے کے لیے کئی ایل ای ڈی؛
• USB چینل کے لئے مواصلاتی چپ؛
• آن چپ پروگرامنگ کے لیے کنیکٹر؛
• کچھ مزید فعال اور غیر فعال عناصر۔

یہ سب آپ کو سولڈرنگ آئرن کا استعمال کیے بغیر پہلا قدم بنانے اور سرکٹ بورڈ بنانے کے قدم سے بچنے کی اجازت دیتا ہے۔ یونٹ بیرونی 7...12V پاور سپلائی سے یا USB کنیکٹر کے ذریعے چلتا ہے۔ خاکہ لوڈ کرنے کے لیے ماڈیول پی سی سے بھی منسلک ہے۔ بیرونی آلات کو طاقت دینے کے لیے بورڈ میں 3.3V وولٹیج کا ذریعہ ہے۔ آپریشن کے لیے 6، 14 عام مقصد کے ڈیجیٹل آؤٹ پٹ دستیاب ہیں۔ 5 V سے چلنے پر ڈیجیٹل آؤٹ پٹ کی بوجھ کی گنجائش 40 mA ہے۔اس کا مطلب یہ ہے کہ ایل ای ڈی کو براہ راست اس سے منسلک کیا جاسکتا ہے۔ محدود مزاحمت.

Arduino Uno.

Arduino Nano بورڈ Uno کے ساتھ مکمل طور پر مطابقت رکھتا ہے، لیکن سائز میں چھوٹا ہے اور اس میں کچھ فرق اور آسانیاں ہیں جیسا کہ جدول میں دکھایا گیا ہے۔

آرڈوینو نینو۔

اختلافات بنیادی نہیں ہیں اور اس جائزے کے موضوع کے لیے اہم نہیں ہیں۔

آپ کو ایل ای ڈی کو Arduino بورڈ سے جوڑنے کی ضرورت ہے۔

ایل ای ڈی کو جوڑنے کے دو طریقے ہیں۔ تربیتی مقاصد کے لیے آپ کسی ایک کا انتخاب کر سکتے ہیں۔

1. بلٹ ان ایل ای ڈی استعمال کریں۔. اس صورت میں، آپ کو USB کے ذریعے پی سی سے جڑنے کے لیے کیبل کے علاوہ کسی اور چیز کی ضرورت نہیں ہے - پاور اور پروگرامنگ کے لیے۔ بورڈ کو طاقت دینے کے لیے بیرونی وولٹیج کا ذریعہ استعمال کرنا کوئی معنی نہیں رکھتا: موجودہ کھپت کم ہے۔
   Arduino Uno کو پی سی سے مربوط کرنے کے لیے ایک USB A-B کیبل۔
2. بیرونی ایل ای ڈی کو جوڑیں۔. یہاں آپ کو اضافی طور پر ضرورت ہو گی:
   • خود ایل ای ڈی؛
   • 250-1000 اوہم (ایل ای ڈی پر منحصر) کی درجہ بندی کے ساتھ 0.25W کرنٹ محدود کرنے والا ریزسٹر (یا اس سے زیادہ)؛
   • بیرونی سرکٹ کو جوڑنے کے لیے تاریں اور سولڈرنگ آئرن۔

بیرونی ایل ای ڈی کو براہ راست کنٹرولر آؤٹ پٹ سے مربوط کریں۔

ایل ای ڈی کیتھوڈ کے ساتھ مائیکرو کنٹرولر کے کسی بھی ڈیجیٹل پن سے منسلک ہوتے ہیں، انوڈ کے ساتھ بیلسٹ ریزسٹر کے ذریعے عام تار سے۔ اگر آپ کے پاس بڑی تعداد میں ایل ای ڈی ہیں تو آپ کو اضافی بجلی کی فراہمی کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔

کیا ایک سے زیادہ ایل ای ڈی کو ایک ٹرمینل سے جوڑنا ممکن ہے؟

بیرونی ایل ای ڈی یا ایل ای ڈی کے گروپ کو کسی پن سے جوڑنا ضروری ہو سکتا ہے۔ مائیکرو کنٹرولر کے ایک پن کی بوجھ کی گنجائش، جیسا کہ اوپر بتایا گیا ہے، چھوٹی ہے۔ 15mA کی موجودہ کھپت کے ساتھ ایک یا دو ایل ای ڈی اس کے متوازی طور پر براہ راست منسلک ہوسکتے ہیں۔ آپ کو پن کی بقا کو اس کے دہانے پر یا اس سے زیادہ بوجھ کے ساتھ نہیں جانچنا چاہیے۔ ٹرانزسٹر پر سوئچ استعمال کرنا بہتر ہے۔ (فیلڈ یا بائی پولر)۔

بائپولر ٹرائیوڈ پر ٹرانزسٹر سوئچ کے ذریعے ایل ای ڈی کو جوڑنا۔

ریزسٹر R1 اس کا انتخاب کرنا ضروری ہے تاکہ اس کے ذریعے کرنٹ آؤٹ پٹ کی لے جانے کی صلاحیت سے زیادہ نہ ہو۔ زیادہ سے زیادہ آدھا یا کم لینا بہتر ہے۔ تو، کا ایک اعتدال پسند کرنٹ سیٹ کرنا 10 ایم اے5 وولٹ کی فراہمی میں مزاحمت ہونی چاہیے۔ 500 اوہم۔.

ہر ایل ای ڈی کا اپنا بیلسٹ ریزسٹر ہونا چاہیے، اسے ایک عام ریزسٹر سے بدلنا ناپسندیدہ ہے۔ ہر ایل ای ڈی کو اس کے آپریٹنگ کرنٹ پر سیٹ کرنے کے لیے Rbal کا انتخاب کیا جاتا ہے۔ لہذا، سپلائی وولٹیج کے لیے 5 وولٹ اور ایک کرنٹ 20 ایم اے، مزاحمت 250 اوہم یا قریب ترین معیاری قدر ہونی چاہئے۔

اس بات کو یقینی بنانا چاہیے کہ ٹرانجسٹر کے کلیکٹر کے ذریعے کل کرنٹ اس کی زیادہ سے زیادہ قیمت سے زیادہ نہ ہو۔ لہذا ٹرانزسٹر KT3102 کے لیے سب سے زیادہ Ik 100 mA تک محدود ہونا چاہیے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ اس سے 6 سے زیادہ ایل ای ڈی کو کرنٹ کے ساتھ نہیں جوڑا جا سکتا ہے۔ 15 ایم اے. اگر یہ کافی نہیں ہے، تو آپ کو زیادہ طاقتور سوئچ استعمال کرنا ہوگا۔ اس سرکٹ میں n-p-n ٹرانزسٹر کے انتخاب کے لیے یہ واحد حد ہے۔ نظریاتی طور پر، آپ کو ٹرائیوڈ گین پر بھی غور کرنا چاہیے، لیکن دی گئی شرائط کے لیے (ان پٹ کرنٹ 10 ایم اے، آؤٹ پٹ 100) یہ کم از کم 10 ہونا چاہیے۔ یہ h21e کسی بھی جدید ٹرانزسٹر سے تیار کیا جا سکتا ہے۔

یہ سرکٹ نہ صرف مائیکرو کنٹرولر کے آؤٹ پٹ کو کرنٹ بڑھانے کے لیے موزوں ہے۔ اس طرح آپ زیادہ وولٹیج (مثلاً 12 وولٹ) سے چلنے والے کافی طاقتور ایکچویٹرز (ریلے، سولینائڈز، موٹرز) کو جوڑ سکتے ہیں۔ حساب لگاتے وقت، آپ کو مناسب وولٹیج کی قیمت لینا چاہیے۔

آپ بھی استعمال کر سکتے ہیں۔ MOSFET ٹرانجسٹرلیکن انہیں کھولنے کے لیے زیادہ وولٹیج کی ضرورت پڑ سکتی ہے جتنا کہ Arduino آؤٹ پٹ فراہم کر سکتا ہے۔ اس صورت میں آپ کو اضافی سرکٹس اور عناصر فراہم کرنے ہوں گے۔ اس سے بچنے کے لیے آپ کو نام نہاد "ڈیجیٹل" فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹر استعمال کرنا چاہیے - انہیں صرف 5 کی ضرورت ہے۔ 5 وولٹ کھولنے کے لئے. لیکن وہ کم عام ہیں۔

ایل ای ڈی کا سافٹ ویئر کنٹرول

صرف ایل ای ڈی کو مائیکرو کنٹرولر کے آؤٹ پٹ سے جوڑنے سے زیادہ کام نہیں ہوتا ہے۔آپ کو یہ سیکھنا ہوگا کہ کس طرح Arduino سے پروگرام کے مطابق ایل ای ڈی کو کنٹرول کرنا ہے۔ آپ یہ Arduino زبان کے ساتھ کر سکتے ہیں جو C (C) پر مبنی ہے۔ یہ پروگرامنگ زبان ابتدائی تربیت کے لیے C کی موافقت ہے۔ اس میں مہارت حاصل کرنے کے بعد، C++ میں منتقلی مشکل نہیں ہوگی۔ خاکے لکھنے کے لیے (یہ Arduino کے پروگراموں کا نام ہے) اور انہیں لائیو ڈیبگ کرنے کے لیے، آپ کو درج ذیل کام کرنا ہوں گے:

• پرسنل کمپیوٹر پر Arduino IDE ماحول انسٹال کریں۔
• آپ کو USB کمیونیکیشن چپ کے لیے ڈرائیور انسٹال کرنا پڑ سکتا ہے۔
• بورڈ کو USB-microUSB کیبل سے پی سی سے جوڑیں۔

Arduino IDE کا انٹرفیس ایک پروگرام لکھنے کی دعوت ہے۔

آپ سادہ پروگراموں اور سرکٹس کو ڈیبگ کرنے کے لیے کمپیوٹر سمیلیٹر استعمال کر سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر، پروٹیس (ورژن 8 سے) Arduino Uno اور Nano بورڈز کے تخروپن کی حمایت کرتا ہے۔ سمیلیٹر کی سہولت یہ ہے کہ اگر سرکٹ کو غلط طریقے سے اسمبل کیا جائے تو لوہے کو غیر فعال کرنا ناممکن ہے۔

پروٹیس 8.23 ​​میں منسلک ایل ای ڈی کے ساتھ آرڈوینو کی نقل۔

اسکیمیٹکس دو ماڈیولز پر مشتمل ہے:

• سیٹ اپ - جب پروگرام شروع ہوتا ہے اور متغیرات اور آئرن کے طریقوں کو شروع کرنے پر ایک بار عمل میں لایا جاتا ہے۔
• لوپ - سیٹ اپ کے بعد لامحدودیت تک سائیکل سے چلتا ہے۔

کے لیے ایل. ای. ڈی 14 مفت پنوں (پنوں) میں سے کسی کو بھی استعمال کر سکتے ہیں، جنہیں اکثر غلط طور پر پورٹس کہا جاتا ہے۔ درحقیقت، ایک بندرگاہ، سادہ الفاظ میں، پنوں کا ایک گروپ ہے۔ ایک پن صرف ایک عنصر ہے۔

پن 13 کے لیے کنٹرول کی ایک مثال پر غور کیا جاتا ہے - بورڈ پر ایک ایل ای ڈی پہلے سے ہی اس سے منسلک ہے (Uno بورڈ پر ریپیٹر ایمپلیفائر کے ذریعے، نینو بورڈ پر ایک ریزسٹر کے ذریعے)۔ پورٹ پن کے ساتھ کام کرنے کے لیے اسے ان پٹ یا آؤٹ پٹ موڈز میں کنفیگر کیا جانا چاہیے۔ سیٹ اپ کے باڈی میں ایسا کرنا آسان ہے، لیکن واجب نہیں - آؤٹ پٹ کی منزل کو متحرک طور پر تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ پروگرام کے عمل کے دوران پورٹ ان پٹ یا آؤٹ پٹ کے لیے کام کر سکتا ہے۔

Arduino کے پن 13 کی ابتداء (ATmega 328 microcontroller کے پورٹ B کا پن PB5) اس طرح نظر آتی ہے

باطل سیٹ اپ ()

{

پن موڈ (13، آؤٹ پٹ)؛

}

اس کمانڈ پر عمل کرنے کے بعد بورڈ کا پن 13 آؤٹ پٹ موڈ میں کام کرے گا اور بطور ڈیفالٹ اس میں کم منطق کی سطح ہوگی۔ آپ پروگرام کے عمل کے دوران اس پر صفر یا ایک لکھ سکتے ہیں۔ ایک کی تحریر اس طرح نظر آتی ہے:

باطل لوپ ()

{

ڈیجیٹل رائٹ (13، ہائی)؛

}

اب بورڈ کے پن 13 کو ایک اعلی سطح پر سیٹ کیا جائے گا، ایک منطقی، اور اسے ایل ای ڈی کو روشن کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

ایل ای ڈی کو بند کرنے کے لیے، آپ کو آؤٹ پٹ کو صفر پر سیٹ کرنا ہوگا:

ڈیجیٹل رائٹ (13، کم)؛

اس طرح آپ پورٹ رجسٹر کے متعلقہ بٹ پر باری باری ایک اور صفر لکھ کر بیرونی آلات کو کنٹرول کر سکتے ہیں۔

اب آپ ایل ای ڈی کو کنٹرول کرنے کے لیے Arduino پر پروگرام کو پیچیدہ بنا سکتے ہیں اور روشنی خارج کرنے والے عنصر کو جھپکنے کا طریقہ سیکھ سکتے ہیں:

باطل سیٹ اپ ()

{

پن موڈ (13، آؤٹ پٹ)؛

}

باطل لوپ ()

{

ڈیجیٹل رائٹ (13، ہائی)؛

تاخیر (1000)؛

ڈیجیٹل رائٹ (13، کم)؛

تاخیر (1000)؛

}

حکم تاخیر(1000) کمانڈ 1000 ملی سیکنڈ یا ایک سیکنڈ کی تاخیر پیدا کرتی ہے۔ اس قدر کو تبدیل کر کے آپ LED کی فریکوئنسی یا چمکنے والی فریکوئنسی کو تبدیل کر سکتے ہیں۔ اگر آپ کسی بیرونی ایل ای ڈی کو بورڈ کے کسی دوسرے پن سے جوڑتے ہیں، تو آپ کو پروگرام میں 13 کے بجائے منتخب پن کا نمبر بھی بتانا ہوگا۔

وضاحت کے لیے ہم ویڈیوز کی ایک سیریز تجویز کرتے ہیں۔

ایک بار جب آپ نے Arduino سے LED کنکشن میں مہارت حاصل کر لی اور اسے کنٹرول کرنے کا طریقہ سیکھ لیا، تو آپ اگلے درجے پر جا کر دوسرے، زیادہ پیچیدہ پروگرام لکھ سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر، آپ یہ سیکھ سکتے ہیں کہ بٹن کے ساتھ دو یا دو سے زیادہ ایل ای ڈی کو کیسے تبدیل کرنا ہے، بیرونی پوٹینشیومیٹر سے چمکنے والی فریکوئنسی کو تبدیل کرنا، پی ڈبلیو ایم کے ساتھ چمک کی چمک کو ایڈجسٹ کرنا، آر جی بی ایمیٹر کا رنگ تبدیل کرنا۔ کاموں کی سطح صرف تخیل تک محدود ہے۔