Ни один из контактов не работает как вход

Похоже, здесь есть элементарное недоразумение.

Установка вывода в качестве "выходного" означает, что он будет подавать либо +5 В («ВЫСОКИЙ»), либо 0 В («НИЗКИЙ»). Оба эти состояния считаются «выходами», и в этих состояниях контакт может генерировать или потреблять ток. Когда управляется "НИЗКИЙ уровень", схема выполняет "ввод" ток на микросхему, но это не то что "вход" обычно означает.

"Ввод" означает, что вы можете использовать контакт для считывания напряжения, подаваемого на контакт. При подключении к источнику ШИМ это может проявляться в том, что вывод быстро переключается между «1» и «1». / "ВЫСОКИЙ" / "+5В" и "0" / "НИЗКИЙ" / "0В". Обычно вы должны использовать "ввод" режим для чтения таких вещей, как переключатели или потенциометры на аналоговых входных контактах.

Ваше желаемое использование "текущий ввод" контакты потребуют, чтобы вы сконфигурировали контакт как «выходной», а затем установили его на «НИЗКИЙ», что позволит ему потреблять ток.

Светодиод будет светиться только тогда, когда контакт настроен как ВЫХОД, или будет очень тусклым в режиме ВХОДА. Это связано с тем, что режим INPUT устанавливает контакт в состояние с высоким импедансом, подходящее для считывания напряжения, а не для управления цепями, требующими тока.

Установка цифрового вывода в режим INPUT позволяет считывать напряжения только как 0 или 1, что соответствует 0 В и 5 В соответственно. Например, загрузите приведенный ниже код в Arduino и откройте последовательный монитор. Теперь, подключив контакт 11 к GND, последовательный монитор должен отображать 0, а подключив его к 5V, он должен отображать 1. Если это не работает, возможно, что-то не так с Arduino.

const int TESTPIN=11; // подключите контакт 11 к 5V и GND для тестирования

void setup() {
  
  pinMode(TESTPIN, INPUT);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  Serial.println(digitalRead(TESTPIN));
  delay(500);
}

Однако я бы порекомендовал вам поделиться своим кодом и схемой, прежде чем делать вывод о неисправности в Arduino.

Во втором обновлении вы описали следующую схему:

Затем в коде вы выполняете digitalWrite(6, HIGH);, что устанавливает контакт 6 в состояние HIGH/1/true/5V. Контакт 6 настроен как выход, контакт 8 как вход. В этом случае светодиод не загорится. Вывод, настроенный как вход, не будет потреблять или генерировать ток (за исключением очень небольшого количества). Входной контакт ведет себя как небольшой конденсатор на землю (поэтому, в принципе, ток почти не течет). Таким образом, ток по цепи не течет. Отсутствие тока также означает, что светодиод не загорается (для его загорания нужен ток) и в цепи не произойдет падения напряжения. Цепь не будет "завершена", как вы выразились. Таким образом, ваш входной контакт также получит HIGH/1/true/5V, что вы затем и прочитаете в коде.

Если вместо этого вы измените контакт 8 на выходной (pinMode(8, OUTPUT);) и установите для него значение LOW (digitalWrite(8, LOW);), Светодиод загорится, поскольку теперь разница напряжений составляет полные 5 В (от HIGH на контакте 6 до LOW/земля на контакте 8). Если вы теперь прочитаете пин с помощью digitalRead(8), вы просто прочитаете то, что вы написали в него, то есть LOW/0/false/ground.

Возможно, вы также пытались использовать digitalWrite() с выводом, настроенным как INPUT. Это действительно ничего не выводит. Вместо этого он активирует или деактивирует внутренний подтягивающий резистор вывода. Насколько я помню, сопротивление этого подтягивающего резистора составляет от 20 до 50 кОм, так что опять же, вы не сможете получить достаточный ток, чтобы зажечь светодиод через этот контакт. Внутренний подтягивающий резистор тогда похож на дополнительный резистор от 20 до 50 кОм от соответствующего входного контакта до Vcc (5 В в вашем случае). Если ничто другое не подтягивает значение контактов, подтягивающий резистор подтянет значение входного контакта к HIGH/1/true/5V, так что у вас не будет плавающего контакта (см. ниже объяснение этого термина).

Следующий сценарий: использование analogRead()

Здесь вы впервые попытались прочитать аналоговый вывод (A0), который ни к чему не подключен. Это называется плавающий вывод. Нет ничего, что придавало бы этому контакту определенное значение, поэтому он улавливает любой электрический шум, исходящий от микроконтроллера, от других контактов, от схемы или извне. Плавающая вывод может менять свое значение быстро и случайным образом, в зависимости от окружающего шума. Таким образом, здесь вы получите очень разные значения.

Затем вы подключили A0 к земле. Это дает контакту определенное значение (LOW/0/false/ground). Таким образом, теперь вы читаете только ноль как значение.

Если вы выполняете analogRead() со схемой, аналогичной первому случаю (со светодиодом между двумя контактами), вы получите такой же результат, как и с digitalRead(). Аналоговый вход также не будет подавать и потреблять ток (кроме очень-очень малого тока). Таким образом, вы не можете "завершить" схема для включения светодиода на пути.

Я пытаюсь прочитать сигнал ШИМ, выдаваемый контактом 6. Я пытаюсь прочитать его с помощью контакта A0.

ШИМ-сигнал — это не что иное, как быстрое изменение между Vcc (5 В в вашем случае) и землей. Значение, которое вы даете ШИМ-сигналу с помощью analogWrite(), определяет рабочий цикл сигнала, то есть соотношение между ВЫСОКОЙ и НИЗКОЙ частями сигнала. Имя функции analogWrite(), к сожалению, вводит в заблуждение, так как на самом деле вы не выдаете аналоговое напряжение. У большинства Arduino нет оборудования для этого, поэтому analogWrite() использует ШИМ для вывода псевдоаналогового напряжения. Такие устройства, как двигатели, недостаточно быстры, чтобы реагировать на быстрое изменение напряжения, поэтому вы можете изменить скорость с помощью ШИМ. Светодиоды работают достаточно быстро, но человеческий глаз не может различить отдельные циклы включения-выключения, поэтому вы видите, как яркость светодиода снижается при более низких значениях.

Но функция analogRead() (которая использует внутреннее оборудование АЦП) достаточно быстра, поэтому при считывании ШИМ-сигнала вы считываете только серию изменений между 5 В и землей. Вы можете создать фильтр нижних частот, который будет отфильтровывать частоту ШИМ и давать вам реальное аналоговое напряжение, которое вы затем сможете считать с помощью analogRead(). Однако имейте в виду, что это делает его медленнее, поэтому вы не можете читать быстрые изменения с этим. Фильтр нижних частот выглядит следующим образом:

Значения взяты из комментария Эдгара Боне (спасибо):

Частоты ШИМ Uno составляют 977 и 490 Гц, что ниже порога среза фильтра, который вы нарисовали. В соответствии со спецификацией АЦП вы можете безопасно увеличить сопротивление R1 до 10 кОм, что должно сделать отсечку достаточно низкой, чтобы ослабить частоты ШИМ не менее чем на 30 дБ.

Хотя вы также можете прочитать формулу для частоты среза. Вы можете использовать такие термины Google, как "Фильтр нижних частот RC".

Если вы не хотите использовать дополнительное оборудование, но все же хотите прочитать сигнал ШИМ, вам нужно прочитать длину импульса. Для этого есть несколько способов, в зависимости от требований. Вы можете использовать pulseIn(), вы можете использовать прерывания и брать метки времени, вы можете использовать режим захвата аппаратного таймера.

Как я сказал в скетче, именно эта установка вчера работала нормально. Светодиод был включен, и (точные или нет) на последовательный монитор выводились согласованные значения.

К сожалению, это невозможно. Пины должны вести себя так, как я описал выше. Поскольку электроника не ломается, а затем просто волшебным образом восстанавливается, вы, должно быть, сделали что-то другое. Входной контакт (цифровой или аналоговый) не будет генерировать или потреблять ток, достаточный для того, чтобы зажечь светодиод.

Теперь контакты распознают только нулевое напряжение и не замыкают цепи. Вы даже не можете использовать простой потенциометр, если хотите.

Возможно, вы что-то повредили, хотя я не могу точно сказать, так ли это на самом деле или вы просто делаете что-то не так. Потенциометр должен быть подключен следующим образом: внешние контакты к земле и 5 В соответственно, средний контакт непосредственно к аналоговому входу. Ничего больше. Вы можете проверить, если это так, что вы сделали.

Помимо всего этого, вы на самом деле не указали, чего вы пытаетесь достичь. Как вы уже признали в своем вопросе, описанная схема не является типичной и странной. Чтобы зажечь светодиод, вам нужно просто подключить его к выходному контакту (через резистор), а с другой стороны — к земле.