נורית נשימה — PWM ו-duty

מה נלמד כאן

• אות דיגיטלי מול אנלוגי
• PWM ו-duty()
• הבדל קריטי: הטווח הוא 0-1023, לא 0-255
• לולאת range()

קצב

נורית נשימה: האור מתגבר ונחלש לאט, כמו נשימה.

בשיעור הקודם הנורית הייתה דולקת או כבויה. עכשיו נשלוט בכמה.

הידע שצריך

1. דיגיטלי מול אנלוגי

אות דיגיטלי יש לו שני מצבים בלבד — כמו led.value(1) או value(0). אין אמצע.

אות אנלוגי משתנה ברציפות. רוב הדברים בעולם כאלה: טמפרטורה, קול, אור.

⚠️ ה-ESP32 לא יודע להוציא מתח רציף. אז איך שולטים בבהירות?

2. PWM

PWM מדמה אות אנלוגי באמצעות אות דיגיטלי: מדליקים ומכבים מהר מאוד, והיחס ביניהם קובע את ההספק בפועל.

3. duty() — והמספר שחייבים לזכור

from machine import Pin, PWM

led = PWM(Pin(5))
led.duty(512)

⚠️ הנקודה הכי חשובה בשיעור: ב-MicroPython הטווח הוא 0 עד 1023, ולא 0 עד 255.

ב-Arduino analogWrite מקבלת 0-255. כאן duty() מקבלת 0-1023 — כי היא חושפת את הרזולוציה האמיתית של ה-ESP32, 10 ביט.

אם אתם ממירים קוד מ-Arduino — זו הטעות הראשונה שתעשו.

4. הבהירות והפיזיקה

לפי חוק אוהם (U=IR), כשההתנגדות קבועה — מתח גבוה יותר נותן זרם גדול יותר. PWM לא משנה את המתח באמת, אלא את הזמן שבו הוא מופעל. הנורית "רואה" ממוצע.

5. range() במקום for של C

for brightness in range(0, 1024):
    led.duty(brightness)
    time.sleep_ms(1)

range(0, 1024) מייצר את המספרים 0 עד 1023 — הגבול העליון לא נכלל. זו פייתון רגילה לחלוטין.

לספירה לאחור:

for brightness in range(1023, -1, -1):

שלושת הפרמטרים: מאיפה, עד איפה (לא כולל), בכמה לקפוץ. ‎-1 כצעד = יורדים.

השוו ל-Arduino: שם היה for (int i = 0; i <= 255; i++) עם שלושה ביטויים ונקודה-פסיק. כאן שורה אחת קריאה. זה היתרון של פייתון.

הניסוי

המטרה: הנורית מתבהרת ונחלשת בהדרגה.

רשימת רכיבים

אותו חיבור כמו בשיעור הקודם.

התרשים החשמלי

החיבור

הקוד

from machine import Pin, PWM
import time

LED_PIN = 5
led = PWM(Pin(LED_PIN))        # אובייקט PWM על הפין

while True:
    # התבהרות
    for brightness in range(0, 1024):
        led.duty(brightness)
        time.sleep_ms(1)

    # היחלשות
    for brightness in range(1023, -1, -1):
        led.duty(brightness)
        time.sleep_ms(1)

שימו לב ל-sleep_ms — מילי-שניות. time.sleep(0.001) היה עושה אותו דבר, אבל sleep_ms קריא יותר ומדויק יותר.

מה אמור לקרות

נסו בעצמכם

• שנו ל-sleep_ms(5). מה קרה לקצב?
• שנו את range ל-range(0, 256). הנורית מגיעה לבהירות מלאה? למה לא?
• קפצו בצעדים של 5: range(0, 1024, 5). מה השתנה?
• הגבילו לטווח 200-800. איך זה נראה?
• ב-Shell: צרו led = PWM(Pin(5)) והקלידו led.duty(300). שליטה חיה בבהירות.