Smart之通訊埠控制LED燈

1. 說明

  使用Smart智慧控制平臺，通過通訊埠控制連線到Arduino的LED。當從通訊埠輸出高電平時，開啟Arduino開發板上的LED，當通訊埠輸出低位電平時，關閉Arduino開發板上的LED。

  LED發光二極管是電子電路中常用的元器件，它便宜且耐用，通常用於訊號指示的電路中。在本範例中，我們使用一個LED發光二極管，它的正極（二極管腳較長的一端）與一個電阻相連，LED發光二極管的負極（二極管腳較短的一端）與Arduino開發板的地線(GND)相連。此處使用到一個限流電阻，因為Arduino開發板輸出的電流為5V，超出二極管的工作電壓，接入電阻后可以降低二極管的電壓，避免二極管被擊穿。

  此處電阻與Arduino的針腳8相連，因此針腳8為訊號輸出端，我們在程式中也對該針腳進行了定義。當針腳8輸出高位電平時，LED發光二極管點亮；針腳8輸出低位電平時，LED發光二極管熄滅。

  通過範例學習，可以掌握TComport元件的基本屬性，並結合Arduino開發板，通過通訊埠控制LED燈的功能。

2. 零件連線圖

3. 使用零件

序號	零件名稱	數量
1	Arduino UNO R3 開發板	1
2	USB數據線	1
3	麵包板	1
4	杜邦線	若干
5	LED發光二極管	1
6	220歐姆電阻	1

4. Arduino流程圖

5. Arduino程式

  使用Arduino IDE 編譯並上傳以下Arduino程式。

#define LED_PIN 8                          // 定義第8針腳輸出LED亮滅的狀態

bool LLedState = false;                    // 設定初始值
int LVal = 0;

void setup() {
   pinMode(LED_PIN, OUTPUT);               //設定第8針腳為輸出模式
   Serial.begin(9600);                     //設定通訊位元率為9600
}

void loop() {
  if(Serial.available() > 0) {             // 檢查是否可以從通訊埠讀取數據
    LVal = Serial.read();                  // 從通訊埠讀取數據
    if(LVal != 0) {                        // 讀取的數據不能為空
      if(LVal == 45) {
        Serial.print("READY");             // 傳輸準備完成的字串
      } else {
         OnSerialCommand(LVal);            // 運行LED開關的子程式
      }
      LVal = 0;                            // 重新設定初始值
    } 
  }
 }

void OnSerialCommand(int cmd) {
  if(cmd == 49) {                          // 如果接收到的字串為'1'
    LLedState = true;                      // 設定LED開關狀態為True
  } else if(cmd == 48) {                   // 收到的字串如果'0'
    LLedState = false;                     // 設定LED開關狀態為False
  }
  if(LLedState) {                          // 檢查LED燈開關狀態
    digitalWrite(LED_PIN, HIGH);           // 第8針腳輸出高位電平，LED燈亮
    Serial.print("LED_ON_OK");             // 傳送LED燈亮的資訊
  } else {
    digitalWrite(LED_PIN, LOW);            // 第8針腳輸出低位電平，LED燈滅
    Serial.print("LED_OFF_OK");            // 傳送LED燈滅的資訊
  }
} 

6. 設計明細

  開啟Smart智慧控制平臺，分別加入下插圖之控制元件。或者通過點選功能表欄[檔案]-[打開專案]選擇範例專案檔案來打開該範例。

  ①：TImage元件，控制元件名稱為Image1。

  ②：TImage元件，控制元件名稱為Image2，Image2控制元件顯示在Image3上面。

  ③：TImage元件，控制元件名稱為Image3，Image3控制元件顯示在Image2下面。

  ④：TImage元件，控制元件名稱為Image4。

  ⑤：TImage元件，控制元件名稱為Image5。

  ⑥：TComPort元件，控制元件名稱為ComPortLED。

• Main窗體屬性設定

  • Caption：主窗體標題，設定為通訊埠控制LED燈。
  • ClientHeight：窗體客戶區高度=411。
  • ClientWidth：窗體客戶區寬度=720。

• ①Image1屬性設定

  • Height：設定圖片高度=411。
  • Width：設定圖片寬度=720。
  • Picture：設定圖片(背景圖片)。點選Picture屬性右側的[...]按鈕，打開檔案上傳界面，點選[Load...]從檔案瀏覽器中選擇對應的圖片檔案上傳，返回該界面下，待顯示出圖片後點擊[OK]載入圖片。

  

• ②Image2屬性設定

  • Height：設定圖片高度=50。
  • Width：設定圖片寬度=50。
  • Visible：設定圖片可見=True。
  • Picture：設定圖片(滅燈)。點選Picture屬性右側的[...]按鈕，打開檔案上傳界面，點選[Load...]從檔案瀏覽器中選擇對應的圖片檔案上傳，返回該界面下，待顯示出圖片後點擊[OK]載入圖片。

  

• ③Image3屬性設定

  • Height：設定圖片高度=50。
  • Width：設定圖片寬度=50。
  • Visible：設定圖片可見=False。
  • Picture：設定圖片(亮燈)。點選Picture屬性右側的[...]按鈕，打開檔案上傳界面，點選[Load...]從檔案瀏覽器中選擇對應的圖片檔案上傳，返回該界面下，待顯示出圖片後點擊[OK]載入圖片。

  

• ④Image4屬性設定

  • Height：設定圖片高度=50。
  • Width：設定圖片寬度=50。
  • Picture：設定圖片(開關開)。

• ⑤Image5屬性設定

  • Height：設定圖片高度=50。
  • Width：設定圖片寬度=50。
  • Picture：設定圖片(開關關)。

• ⑥ComPortLED屬性設定

  • BaudRate：設定通訊埠通訊速率=br9600。
  • DataBits：設定通訊埠傳輸數據位數=db8。
  • DeviceName：設定通訊埠對應設備的埠號，依據設備實際情況進行填寫。
  • Name：控制元件名稱，設定為ComPortLED。

7. 程式設計

7.1. 程式初始設定

  在初始啟動時，需打開通訊埠以啟動設備與Arduino開發板的連線。

constructor TMyHandler.Create(AOwner: TComponent);
begin
  FThis :=TBaseForm(AOwner);
  //打開通訊埠通訊
  FThis.ComPortLED.Open;
end;

7.2. 事件設定

• ④Image4 - OnClick事件

Image4是開關關閉狀態的影象，點選該影象，ComPortLED會向通訊埠發送字元'0'，Image4隱藏，顯示被遮蓋的Image5影象（開關開啟狀態）。同時Image3(燈滅狀態影象)也會隱藏。連線Arduino開發板的LED發光二極管如處於點亮狀態則會被熄滅。

procedure TMyHandler.Image4Click;
begin
    //關燈
    FThis.ComPortLED.WriteChar('0');
    FThis.Image4.Visible := False;
    FThis.Image3.Visible := False;    
end;

• ⑤Image5 - OnClick事件

Image5是開關打開狀態的影象，點選該影象，ComPortLED會向通訊埠發送字元'1'，Image4（開關關閉狀態）會顯示並遮住Image5影象。同時Image3(燈滅狀態影象)也會顯示並遮住Image2影象。連線Arduino開發板的LED發光二極管如果處於熄滅狀態則會被點亮。

procedure TMyHandler.Image5Click;
begin
    //開燈
    FThis.ComPortLED.WriteChar('1');
    FThis.Image4.Visible := True;
    FThis.Image3.Visible := True;  
end;

8. 運行結果

  通過工具欄儲存，將程式儲存為 sdb 專案檔案。

  使用滑鼠點選工具欄運行（Run），測試運行結果。

  點選右側的開關影象，開關打開，上方的燈泡切換為亮燈的狀態，同時連線Arduino開發板的LED發光二極管處於點亮的狀態；在亮燈狀態下，點選右側的開關影象，開關關閉，上方的燈泡切換為燈滅的狀態，同時連線Arduino開發板的LED發光二極管處於關閉的狀態。