Top 16 아두 이노 아날로그 출력 All Answers

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[아두이노중급] LED 밝기, 모터 속도를 제어할 수 있는 PWM 핀에 대해 알아 봅시다!

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아두이노 강좌 #13 아날로그 출력 PWM 와 analogWrite()::Blacklog

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PWM 아두이노에서 아날로그 출력 방법 과 예제

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아두이노 강좌 #13 아날로그 출력 PWM 와 analogWrite()::Blacklog

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아두이노 기초 7. analog(아날로그) 출력 :: sizzF의 프로그래밍 공부

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Arduino PWM(아날로그처럼 출력하기) :: Kamang's IT Blog — Arduino PWM(아날로그처럼 출력하기) :: Kamang’s IT Blog

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analogWrite() – ìëì´ë¸ ì°¸ì¡°

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5.3 아날로그 출력 코딩 – 엔트리-아두이노

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아두이노 강좌 #13 아날로그 출력 PWM 와 analogWrite()

아날로그 PWM 출력 방법 : analogWrite()

일반적으로 아날로그 전압 출력을 할 수 있는 주변장치(Peripheral)는 고급 마이크로컨트롤러(MCU)나 특수 목적 용 MCU에 존재합니다. 아두이노는 아날로그 출력을 하기 위해 analogWrite() 함수를 지원합니다. 이 analongWrite() 함수는 아날로그 전압을 출력하는 것은 아니고, PWM(Pulse Width Modulation)으로 구형파(사각파)의 듀티비를 제어하는 방법으로 아날로그 전압 출력이 되는 것처럼 사용 가능합니다. 본 포스트에서는 PWM, 아두이노에서 아날로그 출력 방법 과 예제 에 대해 작성하였습니다.

관련포스트 본 포스트는 아날로그 출력 방법에 대해 작성하였습니다. 아날로그 입력 방법에 대한 대용이 필요하시면 참고해주세요. 2020/07/11 – [Arduino/Basic] – 아두이노 강좌 #12 아날로그 입력 analogRead() 와 map() 함수

PWM

PWM은 Pulse Width Modulation으로 사각파의 펄스폭(듀티비) 변조를 의미 합니다. 이 PWM은 아래 그림과 같이 듀티비 조절로 평균값을 변화시켜 아날로그 전압처럼 사용할 수 있습니다.

PWM 파형

이 PWM 파형이 LED 출력 회로에 연결 되면 아래 그림과 같이 LED On, LED Off 시간을 조정하여 LED 의 밝기를 제어하는 용도로 사용될 수 있습니다. LED의 밝기는 듀티비에 의존하고, 이 듀티비는 디지털 파형의 평균 값과 동일합니다. 이와 같은 방법으로, DC 모터의 속도를 제어하거나, 조명장치의 밝기 조정 등 다양한 곳에 사용될 수 있습니다.

PWM 파형과 LED 밝기

아두이노의 PWM 출력

Hardware

아두이노에서 PWM 출력이 가능한 핀은 정해져 있습니다. 보드 마다 다르지만, Arduino Uno 보드는 아래 그림에서 나타내는 핀이 PWM 출력이 가능한 핀입니다. 아두이노 보드에서 핀 번호 앞에 ~ 문자가 있는 핀이 PWM 이 출력 가능한 핀입니다.

Arduino Uno 아날로그 출력핀

Software

아두이노에서는 아날로그 출력(PWM 출력)으로 analogWrite() 함수를 지원 합니다. analogWrite() 함수 사용법은 아래와 같습니다. 아래 표는 Arduino Uno 보드 기준으로, 다른 아두이노 보드를 사용하는 경우 지원하는 핀 번호와 PWM 주파수가 다르므로 확인이 필요합니다.

Syntax

analogWrite( pin , value )

Parameters

pin : 아날로그 출력 핀 (Arduino Uno Board : 3,5,6,9,10,11)

: 아날로그 출력 핀 (Arduino Uno Board : 3,5,6,9,10,11) value : 0 ~ 255 사이의 숫자 (Datatype : int )

Returns : 리턴 값 없음

Remark

490 Hz : 3,9,10,11 pin

980 Hz : 5,6 pin

Example

analogWrite(9, 63) : 9번 핀에 듀티비 25%의 PWM 파형 출력 (63/255 * 100%)

※ 아날로그 출력 모드로 사용될 핀은 analogWrite() 함수를 사전에 pinMode() 함수를 사용하여 출력핀으로 설정 되어야 합니다.

PWM 출력 써먹어 보기

예시2 : 보드 내장 LED Dimming

아래 코드는 보드 내장 LED 의 밝기를 조정하는 예제입니다.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 const int ledPin = 11 ; void setup (){ pinMode (ledPin, OUTPUT ); } void loop (){ for ( int i = 0 ; i < = 255 ; i + + ) { analogWrite (ledPin, i); delay ( 3 ); //LED Dimming 속도 천천히 } for ( int i = 255 ; i > = 0 ; i – – ) { analogWrite (ledPin, i); delay ( 3 ); //LED Dimming 속도 천천히 } } Colored by Color Scripter cs

LED DImming 회로도

예제2 : 가변저항으로 LED Dimming

아래 코드는 가변저항으로 LED 를 Dimming 하는 코드 입니다. 아날로그 입력으로 10kΩ 가변저항을 사용했습니다.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 const int ledPin = 11 ; const int potentionmeterPin = A0; void setup (){ pinMode (ledPin, OUTPUT ); pinMode (potentionmeterPin, INPUT ); } void loop (){ int value = analogRead (potentionmeterPin); int duty = map (value, 0 , 1023 , 0 , 255 ); analogWrite (ledPin, duty); delay ( 2 ); } Colored by Color Scripter cs

가변저항으로 LED DImming 회로도

마무리

본 포스트에서는 PWM에 대한 설명과 analogWrite() 함수 출력 방법과 예제에 대해 작성하였습니다. 예제에 사용했던 GPIO 초기화 함수 또는 for문 사용법에 대한 내용을 모르시는 분은 아래의 이전 포스트를 참고부탁드립니다.

끝까지 읽어주셔서 감사합니다.^^

아두이노 기초 7. analog(아날로그) 출력

[아두이노 기초] 전체 글 목록 2017/07/27 – [분류 전체보기] – [아두이노 기초] 전 과정 목록 우리는 저번에 디지털입출력을 통해 아두이노가 동작을 할수 있도록 해 보았습니다. 장치를 on 하거나 off 하는일은 세밀한 정보가 필요하지 않았죠. 0이거나 1이거나 둘중하나만 있으면 충분했습니다.

하지만 이런경우는 어떨까요?

단지 led가 켜지고 꺼지는 것이 아니라 led의 밝기를 조절해야 한다면 디지털입출력을 사용해서는 쉽지않을 것입니다.

이럴때 사용해야하는 것이 바로 아날로그 입출력입니다.

그럼 입출력중에서 아날로그 출력에 대해 알아보도록 하겠습니다.

우선 알아야 할것이 아두이노 자체에서 전압을 조절하는 능력은 없습니다. 그렇기 때문에 PWM(Pulse Width Modulation) 펄스폭변조 이란 방법을 사용하는 것이죠.

PWM은 펄스폭을 조절해서 전류를 조정하는 것으로 간단한 무드등을 제어하거나 부저의 음계 제어, 스마트 폰등에서 화면의 밝기를 조정하는 것 등등 많은 곳에서 사용됩니다.

이 그림을 보시면PWM이 어떤 식으로 전류를 조정하는지 알수 있습니다.

5v출력의 on/off반복을 통해서 평균전압을 낮추는 방법입니다. 간단하게 생각해서 100번 동안 5v출력이 100번 = 5v, 100번 동안 5v출력이 50번 = 2.5v가 되는것이죠. 이과정을 빠르게 반복하므로 아날로그 출력이 가능해 지는 것입니다.

아두이노 UNO에서 PWM기능을 가진 핀은 핀번호 앞에 (~)표시가 써져있습니다. 3,5,6,9,10,11번 핀이 PWM핀입니다.

그럼이제 PWM을 이용하여 LED밝기를 조절해보도록 하겠습니다.

1. PWM을 이용한 LED의 밝기 조절

간단한 회로를 구성해 봅시다. 빨간선은 신경쓰지 않으셔도 됩니다.

회로구성후 아래의 코드를 작성하고 실행시켜 보도록 하죠.

int led = 9; // the pin that the LED is attached to int brightness = 0; // how bright the LED is int fadeAmount = 5; // how many points to fade the LED by void setup() { pinMode(led, OUTPUT); } void loop() { analogWrite(led, brightness); brightness = brightness + fadeAmount; if (brightness == 0 || brightness == 255) { fadeAmount = -fadeAmount ; } delay(30); }

brightness라는 변수를 정해주어 0에서 255가 될때까지는 5씩 brightness값이 증가하고 255가 되면 반대로 5씩 brightness값을 감소시켜 LED가 천천히 켜지고 천천히 꺼지는 동작을 구현 할수 있습니다.

이번에는 펄스(PWM)을 이용하여 부저를 연주해보도록 하겠습니다.

2. 펄스(PWM)으로 부저 연주하기

회로를 보시면 새로운 부품이 보일겁니다. 아날로그회로에서 증폭기 역할을 해주는 npn트랜지스터입니다.

int speakerPin = 8; int numTones = 10; int tones[] = {261, 277, 294, 311, 330, 349, 370, 392, 415, 440}; // mid C C# D D# E F F# G G# A void setup() { } void loop() { for (int i = 0; i < numTones; i++) { tone(speakerPin, tones[i]); delay(500); } noTone(speakerPin); delay(1000); } 새로운 함수가 보입니다. tone(pin,frequency)함수입니다. tone(pin,frequency)는 pin번호에 frequncey값에 맞는 주파수를 출력하여 소리를 내게해주는 함수입니다. 이때 tone(pin,frequency,duration)으로 시간(ms)까지 설정이 가능 합니다. 또한 tone함수는 아두이노3번핀과 11번핀에서는 사용이 불가능 하며 31~65545의 주파수를 재생 가능합니다. 소리를 끄고 싶을때는 notone()함수를 사용하시면 됩니다. 소스코드 설명 : tones배열의 각각의 음계에 맞는 주파수를 저장한뒤 for문을 통해서 해당음계를 하나씩 소리냄 이것을 응용하면 녹음이 가능한 간단한 연주기계를 만드는 것도 가능합니다. 녹음기능 피아노에 대한 내용한 후에 포스팅 하도록 하겠습니다.

Arduino PWM(아날로그처럼 출력하기)

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아두이노에서 Arduino LED 켜기(저항,LED,digital출력)에서 보면 디지털 출력에서는 HIGH와 LOW 두상태 밖에 없다.

쉽게 말해서 가장 쎈 밝기와 꺼진 상태 두개 밖에 없는 것이다.

만약 연속된 값을 출력하고 싶다면 아날로그출력을 해야한다는 것이다.

애석하게도 아두이노 우노의 경우 아날로그 출력이 없다. 이때를 위해서 PWM이라는 것이있다.

PWM은 Pulse Width Modulation의 약자로 디지털 출력을 신호를 끊어서 마치 디지털 출력을 아날로그출력처럼 보이는 기법이다.

예를 들어 5V가 최고 밝기일때 5V에 도달하지말자 꺼버리고 하자말자 꺼버리고를 주기를 주면 마치 4V처럼 보이는 방식을 쓰는 것이다.

모든 핀에서 지원을 해주는건 아니고 아두이노를 잘 확인해 봐야 한다.

아두이노의 우노를 보면 물결표시가 있는것이 PWM이다.

PWM을 쓰고싶다면 이 핀에 꽂아야된다.

아두이노 듀에의 경우 2번핀 부터 13번핀까지가 PWM이다. 여기에 꽂아주면된다.

회로도는 저번과 비슷한데 1번에서 5번으로만 옮겨주면된다.

PWM출력 코드는 아래와 같다.

const int pinLED = 5 ;

void setup() {

Serial.begin( 9600 );

pinMode(pinLED,OUTPUT);

}

void loop() {

analogWrite(pinLED, 0 );

delay( 300 );

analogWrite(pinLED, 64 );

delay( 300 );

analogWrite(pinLED, 128 );

delay( 300 );

analogWrite(pinLED, 255 );

delay( 300 );

}

아날로그 출력은 일반적으로 0에서 255까지 출력할 수 있다.

여기서 숫자가 커질수록 출력하는 전압이 높아지게 된다.

위의 예제는 꺼졌다가 서서히 밝아지는 예제이다. 시간간격은 0.3초이다.

보다시피 시간간격으로 밝기가 지속적으로 변환화는 것을 확인할 수 있다.

위의 예제를 응용해서 불빛이 무드등처럼 켜졌다 꺼졌다 하는 예제를 만들 수도 있다.

const int pinLED = 5 ;

void setup() {

Serial.begin( 9600 );

pinMode(pinLED,OUTPUT);

}

void loop() {

for ( int i= 0 ;i< 256 ;i++){ analogWrite(pinLED,i); delay( 5 ); } for ( int i= 255 ;i>= 0 ;i–){

analogWrite(pinLED,i);

delay( 5 );

}

}

위의 코드는 5밀리세컨드 간격으로 불이 서서히 밝아지고

최고 점에 도달하면 5밀리세컨드간격으로 서서히 꺼져서 0까지 내려간다.

무드등 처럼 서서히 켜졌다가 서서히 꺼지는 것을 볼 수있다.

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