LED e potenziometro con Arduino: regolare la luminosità con PWM

Cosa imparerai

Questo progetto è molto utile perché mette insieme tre concetti fondamentali della programmazione e dell’elettronica con Arduino:

• come funziona un ingresso analogico;
• come leggere un potenziometro con analogRead();
• come convertire un intervallo di valori con map();
• come controllare la luminosità di un LED tramite PWM;
• la differenza tra un valore analogico letto e un’uscita PWM generata.

Come funziona il potenziometro

Un potenziometro è una resistenza variabile dotata normalmente di tre terminali. I due terminali esterni vengono collegati ai riferimenti di alimentazione, mentre il terminale centrale, chiamato cursore, restituisce una tensione che cambia mentre ruotiamo la manopola.

Collegando un estremo a 5 V, l’altro a GND e il cursore al pin A0, Arduino può misurare una tensione compresa indicativamente tra 0 e 5 V.

Materiale necessario

Collegamenti del circuito

Schema di collegamento di Arduino, potenziometro e LED.

Da 0–1023 a 0–255: perché servono due scale?

Quando Arduino Uno legge il potenziometro con analogRead(A0), ottiene un valore compreso tra 0 e 1023. Il comando analogWrite(), utilizzato nel progetto per il PWM, lavora invece con valori compresi tra 0 e 255.

Per questo utilizziamo la funzione map():

int brightness = map(potValue, 0, 1023, 0, 255);

In questo modo, alla posizione minima del potenziometro corrisponde circa un valore PWM pari a 0, mentre alla posizione massima corrisponde 255.

Cos’è il PWM

PWM significa Pulse Width Modulation. Il pin digitale non genera una vera tensione analogica continua: viene acceso e spento molto rapidamente. Modificando la percentuale di tempo in cui il segnale rimane acceso, Arduino può controllare la potenza media fornita al carico.

Questa percentuale viene chiamata duty cycle. Con un duty cycle basso il LED appare poco luminoso; aumentando il duty cycle aumenta anche la luminosità percepita.

Codice Arduino

// Control LED brightness with a potentiometer

const int ledPin = 9;
const int potPin = A0;

void setup() {

  // Set LED pin as output
  pinMode(ledPin, OUTPUT);

}

void loop() {

  // Read the potentiometer value
  int potValue = analogRead(potPin);

  // Convert the value (0-1023) to PWM range (0-255)
  int brightness = map(potValue, 0, 1023, 0, 255);

  // Set LED brightness
  analogWrite(ledPin, brightness);

}

Il codice spiegato passo passo

Perché utilizziamo il pin 9?

Nel progetto il LED è collegato al pin 9 perché questo pin supporta il PWM sulla classica Arduino Uno. Se sposti il LED su un altro pin, assicurati che anche quel pin supporti il PWM.

Come controllare i valori con il Monitor Seriale

Durante le prove può essere utile visualizzare il valore letto dal potenziometro. Puoi aggiungere temporaneamente il Monitor Seriale al progetto per capire se A0 varia correttamente.

void setup() {
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  int potValue = analogRead(potPin);
  int brightness = map(potValue, 0, 1023, 0, 255);

  analogWrite(ledPin, brightness);

  Serial.print("Potenziometro: ");
  Serial.print(potValue);
  Serial.print("  PWM: ");
  Serial.println(brightness);

  delay(50);
}

Simulazione online

Puoi provare il circuito prima di montarlo realmente utilizzando la simulazione Tinkercad associata al progetto.

Scarica lo sketch

Puoi anche scaricare direttamente il file Arduino originale del progetto.

Debug rapido

• controlla che il cursore centrale del potenziometro sia collegato ad A0;
• verifica che gli altri due terminali siano collegati a 5V e GND;
• controlla la polarità del LED;
• verifica la resistenza da 220 Ω;
• assicurati che il LED sia collegato al pin PWM 9;
• usa il Monitor Seriale per verificare che potValue cambi ruotando la manopola.

Varianti del progetto

Una volta capito il principio puoi riutilizzarlo per molte altre applicazioni:

• controllare la luminosità di più LED;
• regolare i canali di un LED RGB;
• impostare la velocità di un motore DC tramite un circuito di pilotaggio adatto;
• utilizzare il potenziometro come comando per un servomotore;
• visualizzare il valore su un display LCD o OLED;
• creare un semplice pannello di controllo analogico per altri progetti.

Cosa devi ricordare

Domande frequenti