项目22 调光灯

1. 项目介绍：

电位器是一个带有滑动或旋转触点的三端电阻器，它形成一个可调的分压器。它的工作原理是在均匀电阻上改变滑动触点的位置。在电位器中，整个输入电压被施加到电阻的整个长度上，输出电压是固定触点和滑动触点之间的电压值。

在这个项目中，我们将学习使用ESP32读取电位器的值，并结合LED制作一个调光灯。

2. 项目元件：

ESP32*1	面包板*1	可调电位器*1	红色 LED*1
220Ω电阻*1	USB 线*1	跳线若干

3. 元件知识：

可调电位器： 可调电位器是电阻和模拟电子元件的一种，具有0和1两种状态(高电平和低电平)。模拟值不同，其数据状态呈现为1 ~ 1024等线性状态。

ADC： ADC是一种电子集成电路，用于将模拟信号(如电压)转换为由1和0组成的数字或二进制形式。我们在ESP32上的ADC的范围是12位，这意味着分辨率是2^12=4096，它表示一个范围(3.3V)将被平均划分为4096份。模拟值的范围对应于ADC值。因此，ADC拥有的比特越多，模拟的分区就越密集，最终转换的精度也就越高。

分节1: 0V—(3.3/4095)V 范围内的模拟量对应数字0;

分节2: (3.3/4095)V—2*(3.3/4095)V 范围内的模拟量对应于数字1;

…

下面的模拟将被相应地划分。换算公式如下：

DAC： 这一过程的可逆需要DAC，数字到模拟转换器。数字I/O端口可以输出高电平和低电平(0或1)，但不能输出中间电压值，这就是DAC有用的地方。ESP32有两个8位精度的DAC输出引脚GPIO25和GPIO26，可以将VCC(这里是3.3V)分成2^8=256个部分。例如，当数字量为1时，输出电压值为3.3/256×1V，当数字量为128时，输出电压值为3.3/256 ×128=1.65V, DAC的精度越高，输出电压值的精度就越高。

换算公式如下：

ESP32主板上的ADC：

ESP32有16个引脚，可以用来测量模拟信号。GPIO引脚序列号和模拟引脚定义如下表所示：

ESP32主板上的DAC：

4. 读取电位器的模拟值：

我们将电位器连接到ESP32的模拟IO口上来读取电位器的模拟值。接线请参照以下接线图：

代码说明：

从指定的模拟管脚读取旋转电位器的模拟信号，模拟信号的范围为：0 ~ 4095 。

详细了解请参考链接：https://vimsky.com/examples/usage/arduino-language-functions-analog-io-analogread-ar.html 。

将旋转电位器的模拟信号（0 ~ 4095）映射给LED的亮度（0 ~ 255）。

你可以打开我们提供的代码，也可以自己编写代码，其如下：

1. 从 “” 拖出 “”。

2. 从 “” 拖出 “” 放入 “”，设置波特率为 115200 。

3. 先从 “” 拖出 “” ；接着从 “ ” 拖出 “ ”，管脚为 36 。

4. 从 “” 拖出 “”，设置延时为100毫秒。

完整代码：

编译并上传代码到ESP32，代码上传成功后，利用USB线上电，单击图标 进入串行监视器，设置波特率为115200。可以看到的现象是：串口监视器窗口将打印出电位器的模拟值，转动电位器手柄时，模拟值发生变化。

5. 调光灯的接线图：

在前面一步，我们读取了电位器的模拟值，现在我们需要将电位器的模拟值转换成LED的亮度，来做成一个亮度可调的灯。见如下所示接线图：

6. 项目代码：

7. 项目现象：

编译并上传代码到ESP32，代码上传成功后，利用USB线上电，你会看到的现象是：转动电位器手柄，LED的亮度会相应地改变。