Projeto 17 - Dez efeitos de iluminação sequencial com leds ou barra gráfica

Básico - Projeto 17

Efeitos com leds ou barra gráfica

Objetivo

Criar 10 efeitos diferentes de iluminação sequencial com 10 LEDs ou utilizando uma barra gráfica.

Aplicação

Para fins didáticos e aplicações em efeitos de iluminação com leds.

Componentes necessários

Referência	Componente	Quantidade	Imagem	Observação
Protoboard	Protoboard 830 pontos	1		Utilizar protoboard com pelo menos 830 pontos
Led Difuso 5mm	Led 5mm ou 3mm	10		10 leds vermelhos Você poderá utilizar leds de outras cores (Utilize leds de 5mm ou 3mm)
Barra Gráfica (bargraph)	Barra Gráfica de Leds	1		Barra gráfica cor azul (10 segmentos) Você poderá utilizar barras gráficas de outras cores
Resistor	Resistor	10		10 Resistores 100 Ω (para LEDs) 1 Resistores 100 Ω (para barra gráfica) Se precisar usar outros valores, calcule o resistor apropriado para o led ou barra grafica utilizada - Calcular Resistor.
Arduino UNO R3	Arduino UNO	1

Obs.: Utilizar também cabos de ligação (jumpers).

a) Montagem do Circuito com LEDs

Conecte os componentes no Protoboard como mostra a figura abaixo. Verifique cuidadosamente os cabos de ligação antes de ligar seu Arduino. Lembre-se que o Arduino deve estar totalmente desconectado da força enquanto você monta o circuito. Veja a simulação no link --> Projeto 17 - simulação online.

Atenção:

1) Lembre-se que o LED tem polaridade: O terminal maior tem polaridade positiva e o lado do chanfro tem polaridade negativa.

2) A montagem abaixo foi simulada em um protoboard com linhas de alimentação contínuas. Verifique se o seu protoboard possui linhas de alimentação contínuas ou separadas - sabia mais em protoboard

b) Montagem do Circuito com Barra Gráfica

Atenção:

1) A barra gráfica (bargraph) possui polaridade. O lado com chanfro recebe ligação positiva ou negativa dependendo do fabricante. Caso o projeto não funcione, inverta a posição da barra gráfica.

2) Em função do "datasheet" da barra gráfica, calculamos o valor do resistor em 100 ohms (barra gráfica azul). Entretanto, por segurança, pode-se utilizar um resistor de 300 ohms para barra gráfica de qualquer cor para que o projeto funcione normalmente sem que o componente seja danificado.

3) A montagem do circuito abaixo foi realizada em um protoboard com linhas de alimentação contínuas. Verifique se o seu protoboard possui linhas de alimentação contínuas ou separadas - sabia mais em protoboard.

Código do Projeto (sketch) - Para circuito com LED's ou com Barra Gráfica

/*******************************************************************************
*
*    Projeto 17 – Efeito de iluminação sequencial através de um potênciometro
*                   www.squids.com.br/arduino
*
*******************************************************************************/

byte ledPin[] = {4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13}; // cria um array para os pinos digitais dos LEDs
int ledDelay;
int direction;
int currentLED;
int ledDir;
int ledEsq;
int l;
int h;

void setup() {
    for (int x=0; x<10; x++) { // define todos os pinos dos LEDs como saída
    pinMode(ledPin[x], OUTPUT); }
}

void loop() {

// EFEITO 1 - vai e volta
      currentLED = 0;
      direction = 1;
      for(int i = 0; i < 72; i++){ // efeito 1: vai e volta
            
        digitalWrite(ledPin[currentLED], HIGH); // acende o LED atual
        currentLED += direction; // incrementa de acordo com o valor de direction
        delay(100);
        for (int x=0; x<10; x++) { // apaga todos os LEDs
        digitalWrite(ledPin[x], LOW);
        }
        // altera a direção se tivermos atingido o fim
        if (currentLED == 9) {direction = -1;}
        if (currentLED == 0) {direction = 1;}
    }

// EFEITO 2 - girando
    currentLED = 0;
    direction = 1;
    for(int i = 0; i < 144; i++){ // efeito 2: girando
            
        digitalWrite(ledPin[currentLED], HIGH); // acende o LED atual
        if (currentLED>0){digitalWrite(ledPin[currentLED-1], LOW);} // acende o LED atual
        currentLED += direction; // incrementa de acordo com o valor de direction
        delay(35);
        if (currentLED == 10) {digitalWrite(ledPin[currentLED-1], LOW);currentLED = 0;}
        }
        
    
// EFEITO 3 - pares e ímpares    
    currentLED = 0;
    direction = 1;
    for(int i = 0; i < 80; i++){ // efeito 3: pares e ímpares

                 
        if (direction==1) {
        if ( currentLED % 2 == 0 ) {
        digitalWrite(ledPin[currentLED], HIGH); // acende o LED atual
        currentLED += direction; // incrementa de acordo com o valor de direction
        }
        else {
        digitalWrite(ledPin[currentLED], LOW); // apaga o LED atual
        currentLED += direction; // incrementa de acordo com o valor de direction
        }
        delay (65);
        }
        if (direction==-1){
        if ( currentLED % 2 == 0 ) {
        digitalWrite(ledPin[currentLED], LOW); // acende o LED atual
        currentLED += direction; // incrementa de acordo com o valor de direction
        }
        else {
        digitalWrite(ledPin[currentLED], HIGH); // apaga o LED atual
        currentLED += direction; // incrementa de acordo com o valor de direction
        }
        delay (65);
        }
        
        // altera a direção se tivermos atingido o fim
        if (currentLED == 10) {direction = -1;}
        if (currentLED == -1) {direction = 1;}
    }

//EFEITO 4 - pares e ímpares 2
   for(int i = 0; i < 15; i++){ // efeito 4: pares e ímpares
        

        for (int x=0; x<10; x++) { // ACENDE OS LEDs PARES
            if ( x % 2 == 0 ) {
            digitalWrite(ledPin[x], HIGH); // ACENDE o LED atual
            }
        }
       
        for (int x=0; x<10; x++) { // APAGA OS LEDs IMPARES
            if ( x % 2 != 0 ) {
            digitalWrite(ledPin[x], LOW); // apaga o LED atual
            }
        }
        delay(200);

        for (int x=0; x<10; x++) { // APAGA OS LEDs PARES
            if ( x % 2 == 0 ) {
            digitalWrite(ledPin[x], LOW); // apaga o LED par atual
            }
        }
        for (int x=0; x<10; x++) { // acende OS LEDs IMPARES
            if ( x % 2 != 0 ) {
            digitalWrite(ledPin[x], HIGH); // apaga o LED atual
            }
        }
        delay(200);
    }
       for (int x=0; x<10; x++) { // APAGA OS LEDs IMPARES
            if ( x % 2 != 0 ) {
            digitalWrite(ledPin[x], LOW); // apaga o LED atual
            }
        }
        delay(100);

//EFEITO 5 - VU Meter
    currentLED = 0;
    direction = 1;
    for(int i = 0; i < 80; i++){ // efeito 5: Vu Meter
            
        if (direction==1) {
        digitalWrite(ledPin[currentLED], HIGH); // acende o LED atual
        currentLED += direction; // incrementa de acordo com o valor de direction
        delay(35);
        }
        if (direction==-1){
        digitalWrite(ledPin[currentLED], LOW); // acende o LED atual
        currentLED += direction; // incrementa de acordo com o valor de direction
        delay(35);
        }
        delay (200);
        // altera a direção se tivermos atingido o fim
        if (currentLED == 10) {direction = -1; currentLED=9;}
        if (currentLED == -1) {direction = 1; currentLED=0;}
    }

// EFEITO 6 - Giroflex
    for(int i = 0; i < 30; i++){
        digitalWrite(ledPin[0], HIGH);
        digitalWrite(ledPin[5], HIGH);
        delay(50);
        digitalWrite(ledPin[0], LOW);
        digitalWrite(ledPin[5], LOW);
        digitalWrite(ledPin[1], HIGH);
        digitalWrite(ledPin[6], HIGH);
        delay(50);
        digitalWrite(ledPin[1], LOW);
        digitalWrite(ledPin[6], LOW);
        digitalWrite(ledPin[2], HIGH);
        digitalWrite(ledPin[7], HIGH);
        delay(50);
        digitalWrite(ledPin[2], LOW);
        digitalWrite(ledPin[7], LOW);
        digitalWrite(ledPin[3], HIGH);
        digitalWrite(ledPin[8], HIGH);
        delay(50);
        digitalWrite(ledPin[3], LOW);
        digitalWrite(ledPin[8], LOW);
        digitalWrite(ledPin[4], HIGH);
        digitalWrite(ledPin[9], HIGH);
        delay(50);
        digitalWrite(ledPin[4], LOW);
        digitalWrite(ledPin[9], LOW);
    }
// EFEITO 7
    for(int i = 0; i < 12; i++){
        for (int x=0; x<10; x++) { // acente todos os LEDs
        digitalWrite(ledPin[x], HIGH);
        }
        delay(150);

        for (int x=0; x<10; x++) { // APAGA OS LEDs PARES
            if ( x % 2 == 0 ) {
            digitalWrite(ledPin[x], LOW); // apaga o LED par atual
            }
        }
        delay(350);

        for (int x=0; x<10; x++) { // ACENDE OS LEDs PARES
            if ( x % 2 == 0 ) {
            digitalWrite(ledPin[x], HIGH); // ACENDE o LED atual
            }
        }
        delay(150);

        for (int x=0; x<10; x++) { // APAGA OS LEDs IMPARES
            if ( x % 2 != 0 ) {
            digitalWrite(ledPin[x], LOW); // apaga o LED atual
            }
        }
        delay(350);

        for (int x=0; x<10; x++) { // APAGA OS PARES
            if ( x % 2 == 0 ) {
            digitalWrite(ledPin[x], LOW); // apaga o LED atual
            }
        }
        delay(150);
    }

// EFEITO 8 - Começa nos cantos
    ledDir = 0;
    ledEsq = 9;
    for(int i = 0; i < 4; i++){
        
        for(int i = 0; i < 5; i++){
            digitalWrite(ledPin[ledDir], HIGH); // acende o LED atual
            
            ledDir = ledDir +1;
            delay(182);
            
            digitalWrite(ledPin[ledEsq], HIGH); // acende o LED atual
            ledEsq = ledEsq -1;
            delay(182);
        }

         ledDir = 0;
         ledEsq = 9;   
         for(int i = 0; i < 5; i++){
            digitalWrite(ledPin[ledDir], LOW); // apaga o LED atual
            ledDir = ledDir +1;
            delay(182);
            
            digitalWrite(ledPin[ledEsq], LOW); // apaga o LED atual
            ledEsq = ledEsq -1;
            delay(182);
        }   
    }

// EFEITO 9 - zig e zag
        
    for(int i = 0; i < 7; i++){
        
        l = 1; // apaga
        h = 0; // acende

        for(int i = 0; i < 10; i++){
            
            digitalWrite(ledPin[l], LOW); // apaga o LED atual
            l = l - 1;
            digitalWrite(ledPin[h], HIGH); // acende o LED atual           
            h = h + 2;
            delay(90);
            
            digitalWrite(ledPin[l], LOW); // apaga o LED atual
            l = l + 2;
            digitalWrite(ledPin[h], HIGH); // acende o LED atual           
            h = h - 1;
            delay(90);
        }
    }

// EFEITO 10 - três em três
        
    for(int i = 0; i < 7; i++){
        
        l = 7; // apaga
        h = 0; // acende

        for(int i = 0; i < 10; i++){
            
            digitalWrite(ledPin[l], LOW); // apaga o LED atual
            l = l + 1;
            if (l>9) {l = 0;}
            digitalWrite(ledPin[h], HIGH); // acende o LED atual           
            h = h + 1;
            delay(103);         
        }
        l = 7;
        for(int i = 0; i < 3; i++){
        digitalWrite(ledPin[l], LOW); // apaga o LED atual
        l = l + 1;
        delay(103);
        }
    }

 } // DO VOID LOOP

Vídeo do projeto com Barra Gráfica

Como o projeto deve funcionar

1. Após iniciar o programa, as sequências de iluminação vão sendo visualizadas na barra gráfica ou na fila de LEDs. Observe que criamos 10 efeitos de iluminação sequencial.

Explicando o código do Projeto

1. Primeiro declaramos as variáveis utilizadas no programa (sketch).

byte ledPin[] = {4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13}; // cria um array para os pinos digitais dos LEDs
int ledDelay;
int direction;
int currentLED;
int ledDir;
int ledEsq;
int l;
int h;

1.1. Observe que utilizamos variáveis tipo "byte" e "int". Veja na tabela abaixo as diferenças nos tipos de constantes e variáveis:

Tipo	Valores Válidos para Variáveis e Constantes
byte	de 0 a 255 (valores de 8 bits não sinalizados)
unsigned long	de 0 a 429967295 (valores de 32 bits(4 bytes) não sinalizados)
char	letras e símbolos: 'a', 'b', 'H', '^', '*','1','0'
int	de -32767 até 32767 (apenas números inteiros)
float	de -3.4 x 10³⁸ até +3.4 x 10⁺³⁸com até 6 dígitos de precisão (2 casas depois da vírgula)
double	de -1.7 x 10³⁰⁸ até +1.7 x 10⁺³⁰⁸com até 10 dígitos de precisão

1.2. A variável ledPin[ ] se refere à uma Array. Isto significa que no nosso exemplo, a variável ledPin será declarada com valores de 4 a 13, ou seja, os LEDs ou segmentos da barra gráfica deverão estar conectados do pino digital 4 até ao pino digital 13 sucessivamente, como mostra o esquema de montagem do circuito mais acima.

2. Através da strutura void setup(), definimos:

void setup() {
    for (int x=0; x<10; x++) { // define todos os pinos dos LEDs como saída
    pinMode(ledPin[x], OUTPUT); }
}

2.1.Através a estrutura for loop, de o a 9 (10 repetições), definimos os índices da variável array ledPin, sendo: ledPin[0] até ledPin[9] conectados na saída (OUTPUT) do controlador. Portanto no nosso exemplo, a constante ledPin[0] ficará definida como saída do pino digital 4, ledPin[1] como saída do pino digital 5, e sucessivamente até ledPin[9] definido como saída do pino digital 13. Observe a montagem do circuito onde conectamos os leds ou os segmentos da barra gráfica aos pinos digitais do Arduino.

3. Através da estrutura voip loop(), criamos o loop definido como:

void loop (){

3.1. Na estrutura de loop, criamos 10 efeitos sequenciais de iluminação. Cada efeito, utilizamos diversas formatações, comandos e estruturas básicas do Arduino já aprendidas nos projetos anteriores.

Observação: Recomendamos que leia sobre operadores no link: https://www.arduino.cc/en/Reference/HomePage (Referência Arduino).