آموزش الکترونیک از صفر با شبیه‌ساز مدار آنلاین

// LED نفس‌کش: نور آرام کم و زیاد می‌شود و برنامه جریان و توان آن را حساب می‌کند
const int LED = 9;          // پایهٔ PWM
const float VCC = 5.0;      // ولتاژ پایه وقتی روشن است
const float V_LED = 2.0;    // افت ولتاژ LED قرمز
const float R = 220.0;      // مقاومت سری، اهم
 
float fullMa;               // جریان LED وقتی پایه روشن است، میلی‌آمپر
int duty = 0;               // چرخهٔ کار، از ۰ تا ۲۵۵
int stepSize = 5;
unsigned long lastPrint = 0;
 
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(LED, OUTPUT);
  // قانون اهم برای ولتاژی که روی مقاومت می‌افتد: I = (5 - 2) / 220
  fullMa = (VCC - V_LED) / R * 1000.0;
  Serial.print("Full current: ");
  Serial.print(fullMa, 1);
  Serial.println(" mA");
}
 
void loop() {
  analogWrite(LED, duty);
 
  if (millis() - lastPrint >= 500) {
    lastPrint = millis();
    float share = duty / 255.0;   // سهم زمانی که پایه روشن است
    float ma = fullMa * share;    // جریان میانگین
    float mw = V_LED * ma;        // توان LED: P = V × I
    Serial.print("Duty ");
    Serial.print(share * 100, 0);
    Serial.print("%  ");
    Serial.print(ma, 1);
    Serial.print(" mA  ");
    Serial.print(mw, 1);
    Serial.println(" mW");
  }
 
  // چرخهٔ کار بالا و پایین می‌رود و در دو سر بازه برمی‌گردد
  duty += stepSize;
  if (duty <= 0 || duty >= 255) stepSize = -stepSize;
  duty = constrain(duty, 0, 255);
  delay(20);
}

#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
 
// اهم‌متر نوری: مقاومت LDR را از ولتاژ وسط مقسم حساب می‌کند
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
const float VCC = 5.0;
const float R_FIXED = 10000.0;   // مقاومت پایین مقسم، ۱۰ کیلواهم
 
void setup() {
  lcd.init();
  lcd.backlight();
}
 
void loop() {
  int raw = max(analogRead(A0), 1);   // صفر نشود تا تقسیم بر صفر پیش نیاید
  float vout = raw * VCC / 1023.0;
 
  // مقسم ولتاژ: Vout = VCC * R_FIXED / (R_LDR + R_FIXED)
  // پس مقاومت LDR از اینجا به دست می‌آید:
  float rLdr = R_FIXED * (VCC - vout) / vout;
 
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("A0:  ");
  lcd.print(vout, 2);
  lcd.print(" V   ");
 
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("LDR: ");
  if (rLdr >= 1000) {
    lcd.print(rLdr / 1000.0, 1);
    lcd.print(" kOhm   ");
  } else {
    lcd.print(rLdr, 0);
    lcd.print(" Ohm    ");
  }
  delay(250);
}

#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
 
// متر صوتی: سرعت صوت را از دمای هوا حساب می‌کند تا فاصله دقیق‌تر شود
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
const int TRIG = 9, ECHO = 10;
 
float readTempC() {
  // مدل NTC در شبیه‌ساز: ۰ تا ۵ ولت یعنی منفی ۲۴ تا ۸۰ درجه
  return analogRead(A0) / 1023.0 * 104.0 - 24.0;
}
 
long echoMicros() {
  digitalWrite(TRIG, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(TRIG, HIGH);   // پالس ۱۰ میکروثانیه‌ای: یک بستهٔ فراصوت
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(TRIG, LOW);
  return pulseIn(ECHO, HIGH, 30000);   // زمان رفت و برگشت، میکروثانیه
}
 
void setup() {
  pinMode(TRIG, OUTPUT);
  pinMode(ECHO, INPUT);
  lcd.init();
  lcd.backlight();
}
 
void loop() {
  float t = readTempC();
  float speed = 331.3 + 0.606 * t;   // سرعت صوت در هوا، متر بر ثانیه
  long us = echoMicros();
  // صدا رفته و برگشته: فاصله = زمان × سرعت ÷ ۲، به سانتی‌متر
  float cm = us * speed / 20000.0;
 
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print(t, 0);
  lcd.print("C  v=");
  lcd.print(speed, 0);
  lcd.print(" m/s   ");
 
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("Dist: ");
  lcd.print(cm, 1);
  lcd.print(" cm    ");
  delay(300);
}

// چراغ راه‌پله: با حرکت روشن می‌شود و ۵ ثانیه بعد از آخرین حرکت خاموش می‌شود
const int PIR = 2, MODE_SWITCH = 3, LAMP = 13;
const unsigned long HOLD = 5000;   // روشن ماندن بعد از آخرین حرکت، میلی‌ثانیه
 
bool timing = false;     // زمان‌سنج خاموش شدن در جریان است؟
unsigned long since = 0; // آخرین لحظه‌ای که حرکت دیده شد
bool lampOn = false;
bool lastPir = LOW;
int lastMode = -1;
 
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(PIR, INPUT);           // PIR خودش صفر و یک می‌دهد، pull-up لازم نیست
  pinMode(MODE_SWITCH, INPUT);   // کلید SPDT در هر دو حالت سطح مشخصی دارد
  pinMode(LAMP, OUTPUT);
}
 
void loop() {
  int alwaysOn = digitalRead(MODE_SWITCH);   // سمت 5V یعنی همیشه روشن
  if (alwaysOn != lastMode) {
    Serial.println(alwaysOn ? "Mode: always on" : "Mode: automatic");
    lastMode = alwaysOn;
  }
 
  bool pir = digitalRead(PIR);
  if (pir && !lastPir) Serial.println("Motion");
  lastPir = pir;
 
  // هر حرکت زمان‌سنج را از نو شروع می‌کند
  if (alwaysOn || pir) {
    timing = true;
    since = millis();
  }
  bool on = timing && millis() - since < HOLD;
  if (!on) timing = false;
 
  if (on != lampOn) {
    lampOn = on;
    digitalWrite(LAMP, on);
    Serial.println(on ? "Lamp ON" : "No motion for 5 s: lamp OFF");
  }
}

// ولت‌متر نواری: ولتاژ A0 روی نوار LED، بدون عبور از بودجهٔ جریان
const int FIRST = 2, COUNT = 10;   // نوار روی پایه‌های ۲ تا ۱۱
const int MA_PER_LED = 13;         // جریان هر خانه، میلی‌آمپر
const int BUDGET = 120;            // بودجهٔ امن کل تراشه، میلی‌آمپر
const int MAX_LIT = BUDGET / MA_PER_LED;   // بیشترین خانهٔ مجاز: ۹
int lastLit = -1;
 
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  for (int i = 0; i < COUNT; i++) pinMode(FIRST + i, OUTPUT);
  Serial.print("Budget 120 mA: at most ");
  Serial.print(MAX_LIT);
  Serial.println(" LEDs");
}
 
void loop() {
  float volts = analogRead(A0) * 5.0 / 1023.0;
  int wanted = round(volts * 2);        // هر نیم ولت یک خانه
  int lit = min(wanted, MAX_LIT);
  for (int i = 0; i < COUNT; i++) digitalWrite(FIRST + i, i < lit);
 
  if (lit != lastLit) {   // فقط وقتی تعداد خانه‌ها عوض شد
    Serial.print(volts, 2);
    Serial.print(" V -> ");
    Serial.print(lit);
    Serial.print(" LEDs -> ");
    Serial.print(lit * MA_PER_LED);
    Serial.print(" mA");
    if (wanted > MAX_LIT) Serial.print(" (budget limit)");
    Serial.println();
    lastLit = lit;
  }
  delay(100);
}