Vamos aprender a usar dois LEDs como interface homem-máquina. Quando se trata de eletrônica, sou minimalista, gosto de circuitos o menor possível. Então, criei uma IHM (interface homem-máquina) que é bem minimalista, capaz de mostrar números com dois dígitos (de 0 a 99) usando apenas dois LEDs.

Pode-se argumentar que apenas o código Morse (em um LED) pode ser menor que isso. A ideia aqui é simples, um LED piscará para as dezenas e outro para as unidades. Então, por exemplo, para o número 28, o LED das dezenas piscará duas vezes e o LED das unidades piscará oito vezes. O mesmo para o número 89, onde o LED das dezenas piscará oito vezes e o LED das unidades piscará nove vezes.

Circuito para teste

Para este experimento, você precisará de um Arduino (na verdade, qualquer um serve), um potenciômetro, dois LEDs e dois resistores (estou usando valor de 1k Ohm). Procure o diagrama esquemático abaixo.

Observe que este potenciômetro é apenas uma das muitas coisas que você pode usar como dados de entrada para esta interface homem-máquina. Você pode, por exemplo, ler dados de um sensor i2c (BMP280, SHT21, etc.), obter dados da internet usando um internet shield ou um ESP32, e muito mais. O importante é que os dados sejam limitados entre inteiros de um e dois dígitos (0-99).

Código para testes

Há algumas etapas necessárias para converter um valor analógico em dois LEDs piscando no padrão correto. Vou explicar isso passo a passo e o código completo final estará no final. Primeiro, você precisa transformar seus dados analógicos em um valor inteiro de 1 a 99; estou usando a função map() para isso:

analoginput= map(analogRead(A1), 0, 1023, 0, 99);

Eu leio a entrada analógica A1 e converto seu valor de 0-1023 para 0-99, então coloco o resultado em “analoginput”. Novamente, alguém poderia ler qualquer valor de qualquer sensor usando qualquer protocolo, sendo suficiente convertê-lo para um valor inteiro de 0-99.

O segundo passo é separar dezenas de unidades, eu faço isso comparando o valor inteiro a pedaços ou partes de inteiros:

if(analoginput < 10){
      tens= 0;
      unit= analoginput;
    }else if(analoginput >= 10 && analoginput < 20){
       tens= 1;
       unit= analoginput - 10;
    }else if(analoginput >= 20 && analoginput < 30){
      tens= 2;
      unit= analoginput - 20;
    }else if(analoginput >= 30 && analoginput < 40){
      tens= 3;
      unit= analoginput - 30;
    }else if(analoginput >= 40 && analoginput < 50){
      tens= 4;
      unit= analoginput - 40;
    }else if(analoginput >= 50 && analoginput < 60){
      tens= 5;
      unit= analoginput - 50;
    }else if(analoginput >= 60 && analoginput < 70){
      tens= 6;
      unit= analoginput - 60;
    }else if(analoginput >= 70 && analoginput < 80){
      tens= 7;
      unit= analoginput - 70;
    }else if(analoginput >= 80 && analoginput < 90){
      tens= 8;
      unit= analoginput - 80;
    }else if(analoginput >= 90 && analoginput < 100){
      tens= 9;
      unit= analoginput - 90;
    }else{
      tens= 0;
      unit= 0;
    }

Poderíamos fazer isso para 0-999 também, aninhando IFs da maneira correta. Observe que isso é muito “trabalhoso”, um monte de IFs um após o outro. Essa é a maneira como eu descobri como resolver o problema, mas não a única maneira que poderia ser feito. Ambos os pedaços de código acima estão dentro de um loop que é executado a cada 50 ms (milissegundos):

if (enterFunction2 == true && waittime == true) { //Enter this function every xx milisseconds and IF LEDs are not blinking
    previousTime2 = time2;

Ele também é executado somente quando “waittime” é verdadeiro, o que significa que esses cálculos só acontecem quando os dados não estão sendo mostrados. Agora, para a parte de exibição de dados, a saída digital 6 (dezenas) é alternada (ligada e desligada alternadamente) toda vez que essa função é inserida, se “blinkingtens” for verdadeiro:

if(blinkingtens == true && blinkingunits == false){
      digitalWrite(7, LOW);
      if(enteredtens == false){
        enteredtens = true;
        doubletens = 2 * tens;
        if(doubletens == 0){
          doubletens= 1;
        }
      }
      doubletens --;
      if(doubletens != 0){
        digitalWrite(6, !digitalRead(6));
      }else{
        blinkingunits = true;
        blinkingtens = false;
      }

    }

Devido ao uso de alternância, tenho que executar a função duas vezes mais “lentamente”, fazendo:

doubletens = 2 * tens;

Em seguida, faço o mesmo para as unidades (saída digital 7), também dobrando o número de vezes que ele executa, devido à função de alternância:

else if(blinkingunits == true && blinkingtens == false){
      digitalWrite(6, LOW);
      blinkingtens= false;
      if(enteredunit == false){
        enteredunit = true;
        doubleunit = 2 * unit;
        if(doubleunit == 0){
          doubleunit= 1;
        }
      }
      doubleunit --;
      if(doubleunit != 0){
        digitalWrite(7, !digitalRead(7));
      }else{
        waittime = true;
        blinkingunits = false;
        startedwait = true;
      }

    }

Quando mostro dezenas e unidades, faço um atraso de (aproximadamente) 700 ms com tudo desligado, antes de passar para a próxima rodada:

else if(waittime == true){
      if(startedwait == true){
        digitalWrite(6, LOW);
        digitalWrite(7, LOW);
        startedwait = false;
        elapsedtime = millis();
      }
      if(millis() - elapsedtime > 698){
        waittime = false;
      }

    }

Então o processo é repetido novamente, apenas com um novo valor analógico que foi lido recentemente da entrada analógica. O código completo pode ser visto abaixo. É NÃO BLOQUEANTE, o que significa que você pode executar outros pedaços de código no meio tempo. Usa apenas 10% do espaço do programa e 10% da memória, programa muito leve.

unsigned long time1;
unsigned long previousTime;
bool enterFunction = true;
unsigned long time2;
unsigned long previousTime2;
bool enterFunction2 = true;
bool blinkingtens= false;
bool enteredtens= false;
int doubletens= 0;
bool blinkingunits = false;
bool enteredunit = false;
int doubleunit = 0;
int unit = 0;
int tens = 0;
bool waittime = true;
bool startedwait = false;
long elapsedtime;
int analoginput;

int digituponentering = 1;


void setup() {
  
  Serial.begin(9600);
  pinMode(6, OUTPUT);
  pinMode(7, OUTPUT);
}

void loop() {

  time1 = micros();
  time2 = micros();
  if (enterFunction == true) {
    previousTime = time1;
    
    // Start your code below
    //-----------------------

    if(blinkingtens == true && blinkingunits == false){
      digitalWrite(7, LOW);
      if(enteredtens == false){
        enteredtens = true;
        doubletens = 2 * tens;
        if(doubletens == 0){
          doubletens= 1;
        }
      }
      doubletens --;
      if(doubletens != 0){
        digitalWrite(6, !digitalRead(6));
      }else{
        blinkingunits = true;
        blinkingtens = false;
      }

    }else if(blinkingunits == true && blinkingtens == false){
      digitalWrite(6, LOW);
      blinkingtens= false;
      if(enteredunit == false){
        enteredunit = true;
        doubleunit = 2 * unit;
        if(doubleunit == 0){
          doubleunit= 1;
        }
      }
      doubleunit --;
      if(doubleunit != 0){
        digitalWrite(7, !digitalRead(7));
      }else{
        waittime = true;
        blinkingunits = false;
        startedwait = true;
      }

    }else if(waittime == true){
      if(startedwait == true){
        digitalWrite(6, LOW);
        digitalWrite(7, LOW);
        startedwait = false;
        elapsedtime = millis();
      }
      if(millis() - elapsedtime > 698){
        waittime = false;
      }

    }else{
      blinkingtens= true;
      enteredtens = false;
      enteredunit = false;
    }  
    
    //-----------------------
    // End of your code
  }

  if (enterFunction2 == true && waittime == true) { //Enter this function every xx milisseconds and IF LEDs are not blinking
    previousTime2 = time2;

    // Le o sensor algumas vezes
    analoginput= map(analogRead(A1), 0, 1023, 0, 99);
    Serial.println(analoginput);
    
    if(analoginput < 10){
      tens= 0;
      unit= analoginput;
    }else if(analoginput >= 10 && analoginput < 20){
       tens= 1;
       unit= analoginput - 10;
    }else if(analoginput >= 20 && analoginput < 30){
      tens= 2;
      unit= analoginput - 20;
    }else if(analoginput >= 30 && analoginput < 40){
      tens= 3;
      unit= analoginput - 30;
    }else if(analoginput >= 40 && analoginput < 50){
      tens= 4;
      unit= analoginput - 40;
    }else if(analoginput >= 50 && analoginput < 60){
      tens= 5;
      unit= analoginput - 50;
    }else if(analoginput >= 60 && analoginput < 70){
      tens= 6;
      unit= analoginput - 60;
    }else if(analoginput >= 70 && analoginput < 80){
      tens= 7;
      unit= analoginput - 70;
    }else if(analoginput >= 80 && analoginput < 90){
      tens= 8;
      unit= analoginput - 80;
    }else if(analoginput >= 90 && analoginput < 100){
      tens= 9;
      unit= analoginput - 90;
    }else{
      tens= 0;
      unit= 0;
    }
  }


  // The DELAY time is adjusted in the constant below >>
  if (time1 - previousTime < 299990) { // 1 million microsencods= 1 second delay
    /* I have actually used 0.999990 seconds, in a trial to compensate the time that
       this IF function takes to be executed. this is really a point that
       need improvement in my code */
    enterFunction = false;
  }
  else {
    enterFunction = true;
  }
  if (time2 - previousTime2 < 49990) { // 1 million microsencods= 1 second delay
    /* I have actually used 0.999990 seconds, in a trial to compensate the time that
       this IF function takes to be executed. this is really a point that
       need improvement in my code */
    enterFunction2 = false;
  }
  else {
    enterFunction2 = true;
  }

}

Resultado final

Fiz um vídeo mostrando como esse código e protótipo funcionam, confira abaixo. Quer ver como usar outro display com Arduino? veja este artigo.