Arduino Лаба

Arduino Лаба

Transcript

1. Arduino Лаба URL: ​https://goo.gl/1R1AmQ Эта лаба сделана в свободном формате. Ниже предложены некоторые задания, в порядке усложнения, но если у вас есть более интересные идеи ­ не упускайте шанс их попробовать! Полезные ссылки • Arduino презентация на ​Русском​ (​English​) • Arduino ​примеры Оглавление (также является списком упражнений): Serial.println: Hello World Подключетие светодиода к питанию Мигающий светодиод Переменный резистор и сенсор расстояния Яркость светодиода в зависимости от расстоаяния Часть 1: Используйте analogWrite чтобы заставить светодиод менять яркость. Часть 2: Используйте сенсор расстояния чтобы менять яркость Контроль Сервомотора EXPERT ONLY: Read values from accelerometer or gyro over I2C
2. Serial.println: Hello World Пример позволит вам убедиться что Arduino работает и исправить возможные неполадки. Если у вас не установлено Arduino, скачать и установить его можно ​здесь​. (или можете попросить у меня flash­ку с файлами). Правильные ссылки внутри тёмно­зелёного прямоугольника (справа или внизу). Пожалуйста НЕ ставьте Hourly Builds! До того как нажать Upload, не забудьте подключить Arduino и выбрать правильную плату и порт. Это находится в меню Tools (подпункты Board и Port). Возможные варианты: • Arduino Nano • Arduino/Genuino Micro • (что­то ещё) Пользователям Windows 10: Если после после подключения ​Arduino Nano​ у вас не показываются никакие порты, попробуйте установить драйвер с ​этой ссылки​ (это драйвер с сайта производителя USB­to­serial чипов). Сама программа: void setup() { Serial.begin(115200); } void loop() { Serial.println("Hello, world "); delay(500); }
3. Подключетие светодиода к питанию Позволяет подключить светодиод к питанию и убедиться что он работает. Не использует микроконтроллер. ​Внимание: светодиод нельзя подключать к питанию напрямую: он может сгореть! Его нужно подключать через резистор. Подключите: +5V ­> [RESISTOR] ­> [LED] ­> Ground Учтите что: • У светодиода есть полярность и он будет гореть только в о одном направлении. Если он не горит, попробуйте поменять полярность. • Не важно с какой "стороны" подключать резистор: можно подключить как и со стороны земли, так и со стороны +5V. Мигающий светодиод Подключите: [Любой цифровой pin: 2 ­ 13] ­> [RESISTOR] ­> [LED] ­> Ground Напишите программу используя "pinMode", "digitalWrite", "delay". Пример: void setup() { pinMode(2, OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(2, HIGH); delay(200); digitalWrite(2, LOW); delay(500); }
4. Переменный резистор и сенсор расстояния Подсоедините боковые контакты переменного резистора к +5V и GND. Подсоедините средний контакт к любому аналоговому входу (A0, A1, etc). Используйте "analogRead" чтобы считать значения. void setup() { Serial.begin(115200); } void loop() { unsigned short val = analogRead(A0); Serial.println(val); delay(500); } На заметку: • Tools ­> Serial Monitor ­ показывает что Serial.println печатает • Tools ­> Serial Plotter ­ рисует эти значения на графике • analogRead возвращает значения от 0 до 1023 Сенсор расстояния: похоже на переменный резистор. Подсоедините сторону с ​ЧЁРНОЙ проволокой к GND а сторону с ​КРАСНОЙ​ проволокой к +5V. ​Просьба не путать полярность! Иначе сенсор или конденсатор могут сгореть.
5. Яркость светодиода в зависимости от расстояния Часть 1: Используйте analogWrite чтобы заставить светодиод менять яркость. Можете использовать этот пример: void setup() { pinMode(3, OUTPUT); } byte brightness = 0; // 0 to 255 void loop() { analogWrite(3, brightness); brightness++; delay(2); } Внимание, не все контакты поддерживают PWM. Те что поддерживают: • Arduino Nano: 3, 5, 6, 9, 10, 11. • Arduino Micro: 3, 5, 6, 9, 10, 11, 13 Часть 2: Используйте сенсор расстояния чтобы менять яркость Должно быть очевидно как это сделать на основе предыдущих примеров. Учтите что analogRead возвращает значения от 0 до 1023 (10 бит), тогда как analogWrite принимает значения от 0 до 256. Чтобы преобразовать значение, можно использовать функцию ​map​, или просто обычное деление. Также, значение возвращаемое сенсором расстояния может содержать шум вблизи нуля (т.е. возвращать не 0, а небольшое произвольное значение). Чтобы избавиться от этого эффекта, можете добавить код типа: short val = analogRead(A0); if (val < 20) { val = 0; } или: short val = analogRead(A0); val ­= 20; if (val < 0) { val = 0;
6. }
7. Контроль Сервомотора Контролируйте сервомотор с помощью переменного резистора, сенсора расстояния, или просто пре­программированного движения. Подключение сервомотора У сервомотора 3 провода подключения: • Питание (красный) (+6V) • Ground (чёрный) • Сигнал (подключается к выходу микроконтроллера) Внимание​, сервомотор потребляет достаточно большой ток, поэтому ​следует подключать его к отдельному питанию​ (чтобы не напрягать USB порт вашего компьютера). Используете прилагаемые батарейки (в держателях). При этом Ground (минус) отдельного питания должет быть подключёт к Ground Arduino. Смотрите схему на картинке Примеры Пример 1​: основан на ​Arduino Sweep Example #include <Servo.h> Servo myservo; void setup() { // Starts outputting PWM on a given pin. myservo.attach(2); } void loop() { // 'pos' is a position in degrees: for (int pos = 0; pos <= 180; pos += 1) { myservo.write(pos); // waits 15ms for the servo to reach the position delay(15); } for (int pos = 180; pos >= 0; pos ­= 1) { myservo.write(pos); delay(15);
8. } } Пример 2: из презентации #include <Servo.h> Servo myservo; void setup() { myservo.attach(2); } void loop() { short val = analogRead(A0); short servo_val = map(val, 0, 1023, 0, 180); myservo.write(servo_val); delay(10); }
9. ДЛЯ ЭКСПЕРТОВ: Считывание значений с акселерометра Это упражнение рассчитано на самостоятельное изучение спецификаций акселеромера и и написание кода для того чтобы с ним работать. У меня есть одна плата с акселерометром и гироскопом с которой вы можете попробовать поработать. • Плата с акселерометром и гироскопом​. Там внизу имеется ссылки на datasheets для акселерометра (​ADXL345​) и гироскопа (ITG­3200). • Используйте 3.3V для питиния, не 5V! • Можете посмотреть (​непоказанные​) I2C слайды из презентации. • Используйте Arduino ​Wire​ library. Там также указывается какие пины нужно использовать для I2C SDA/SCL (Nano <­> Uno; Micro <­> Leonardo) Подсказки: • Сначала попробуйте прочитать какой­нибудь регистр: там есть регистры с фиксированными значениями: которые можно использовать чтобы протестировать программу. • Вам нужно будет записать специальные значения в регистры (смотрите datasheet) прежде чем акселерометр начнёт выдавать значения. Примеры кода. Эти примеры из того кода что я написал, так что если хотите, можете структурировать код по своему. void setup() { Wire.begin(); ...... } // Write 1 byte at the given address. // You can always write several subsequent registers by adding more 'Wire.write' calls inline void i2c_write1(byte address, byte reg, byte value1) { Wire.beginTransmission(address); Wire.write(reg); Wire.write(value1); Wire.endTransmission(); } // Begin I2C read. I made it a separate function, so it can be // used for both single­byte and mutli­byte reads: inline void i2c_request_read(byte address, byte reg, byte num_bytes) {
10. Wire.beginTransmission(address); Wire.write(reg); Wire.endTransmission(); Wire.requestFrom(address, num_bytes); } // Read a single byte: inline byte i2c_read_byte(byte address, byte reg) { i2c_request_read(address, reg, 1); return Wire.read(); } // Read multiple bytes example: byte data[ADXL345_DATA_SIZE]; i2c_request_read(I2CADDR_ACCELEROMETER_WRIST, ADXL345_DATA_START, ADXL345_DATA_SIZE); for (int i = 0; i < ADXL345_DATA_SIZE; i+=2) { data[i+1] = Wire.read(); data[i] = Wire.read(); }