Презентация. Кейс. Маячок

МАЯЧОК

Знакомство с Arduino

Что такое микроконтроллер?

Микроконтроллер представляет собой микросхему, которая используется для управления электронными устройствами. По сути, это однокристальный компьютер, способный выполнять относительно простые задачи. Не стоит путать с микропроцессором, так как он не содержит в себе периферийных устройств.

Под периферийными устройствами обычно понимают порты входа/выхода, ШИМ-модуляторы, таймеры, радиочастотные приёмники и так далее.

Arduino - эффективная аппаратно- программная платформа для проектирования и создания новых устройств, состоящая из самой платы и программного обеспечения.

Arduino применяется для создания электронных устройств с возможностью приема сигналов от различных цифровых и аналоговых датчиков, которые могут быть подключены к нему, и управления различными исполнительными устройствами. Проекты устройств, основанные на Arduino, могут работать самостоятельно или взаимодействовать с программным обеспечением на компьютере.

Что такое Arduino ?

Примеры проектов

Что к ней можно подключить?

Кнопка RESET

Цифровые порты

14 штук

7 ШИМ(~)

USB-A

Аналоговые порты

6 штук

Разъем питания

Порты питания

Интерфейсы подключения

Цифровой порт

Аналоговый порт

Цифровые порты позволяют подключить к Arduino различные датчики, сенсоры и прочие микросхемы.

Arduino Uno имеет на своей плате шесть аналоговых портов A0, A1, A2, A3, A4, A5. Аналоговые порты нужны для того, чтобы подавать или считывать напряжение на порте от 0 до 5V. Диапазон их значений, доступных для приёма и передачи лежит в отрезке от 0 до 1023, где 0 соответствует 0V, а 1023 - 5V.

Цифровой порт имеет всего два значения для приёма/передачи: HIGH (высокий) и LOW (низкий). Они же соответственно 5V и 0V.

Как программируется Arduino?

Программирование осуществляется на языке C++, которому мы будем учиться на протяжении всего обучения.

Программа состоит из команд, которые в свою очередь объединяются в структурные блоки: функции, процедуры, методы.

В каждой программе для Arduino, которые еще называют скетчами, должны присутствовать две функции: setup() и loop().

void setup () { pinMode ( 5 , OUTPUT ); } void loop () { digitalWrite ( 5 , HIGH );

delay ( 1000 ); digitalWrite ( 5 , LOW );

delay ( 1000 ); }

Макетная плата

На картинке показано каким образом связаны точки подключения на макетной плате. Красными линиями изображены металлические пластины, соединяющая точки.

Первая схема

Подключаем светодиод к Arduino.

Подключая датчик, радиоэлемент или другой электрический компонент, первым делом замыкаем цепь. В нашем случае источником питания будет 5V, а замыкающим пином GND.

Основы синтаксиса

Правило №1.

Важным правилом в языке программирования С++ является разделение строк кода точкой с запятой ";". Каждая команда должна заканчиваться точкой с запятой.

int num = 13;

float num1 = 13.0;

String num2 = “13.0”;

Правило №2.

Вся программа на языке программирования С++ состоит из так называемых блоков, начало и конец блока обозначаются фигурными скобками, а содержимое записывается внутри этих скобок.

void setup (){ оператор; } void loop (){ оператор; }

Комментарии

Поставив двойной слэш, можно писать что угодно, при этом не опасаясь ошибок при компиляции кода. Обычно в комментарии записывают пояснения к коду для других программистов или для себя.

void setup (){ //Эта функция запускается оператор; //1 раз } void loop (){ //Эта функция работает оператор; //в бесконечном цикле }

Переменные

Переменная - это именованная ячейка в памяти, для хранения данных заранее определенного типа.Типов данных бывает очень много: целые числа, числа с запятой, строки, символы, булеаны и так далее.

int num = 13;

float num1 = 13.0;

String num2 = “13.0”;

char num3 = ‘3’;

int a = 10;

int b = 5;

Операторы

Операторы - это команды, выполняющие определенное действие при их вызове. Существует несколько видов операторов: управляющие операторы (циклы, условия), арифметические операторы(сложение вычитание и прочее), операторы сравнения(больше, меньше и так далее), логические операторы(отрицание, конъюнкция, дизъюнкция) и так далее.

pinMode

Самая важная команда при работе с аналоговым или цифровым портом - pinMode() . Эта команда настраивает определенный порт в определенный режим работы. Как уже говорилось на прошлых занятиях, порты могут работать в режиме входа или выхода. В режиме входа мы получаем некоторую информацию на пин, а в режиме выхода наоборот посылаем. В программе эти режимы называются INPUT(вход) и OUTPUT(выход). Давайте настроим 13-ый пин как выход, а 12-ый пин как вход:

void setup()

{

pinMode(13, OUTPUT);

//через запятую вводим сперва номер пина, а потом режим работы

pinMode(12, INPUT);

}

digitalWrite( )

В функцию digitalWrite() необходимо вписать номер пина и уровень сигнала, который необходимо отправить. Так как это цифровой пин, то доступно два варианта LOW - низкий уровень напряжения (0V) или HIGH - высокий уровень напряжения (5V).

void loop()

{

int value = digitalRead(12); //записываем значение, считанное с 12-ого пина в value

digitalWrite( 13, HIGH); // подаем на 13-ый пин 5V

}

delay( )

void loop()

{

int value = digitalRead(12); //записываем значение, считанное с 12-ого пина в value

digitalWrite( 13, HIGH);

// подаем на 13-ый пин 5V

delay(1000);

//задерживаем высокий сигнал на 1 секунду.

digitalWrite( 13, LOW);

// подаем на 13-ый пин 0V

delay(1000);

//задерживаем низкий сигнал на 1 секунду.

}

При создании различных устройств и роботов нам придется работать с функциями, управляющими временными задержками внутри программы. Самой главной функцией, управляющей задержками является delay() . При выполнении эта программа тормозит все процессы на заданное количество миллисекунд.

Вторая схема

Подключаем светодиод к Arduino.

Подключая датчик, радиоэлемент или другой электрический компонент, первым делом замыкаем цепь. В нашем случае источником питания будет 13 пин, а замыкающим пином GND.

Задание: Написать код мигающего светодиода

Дополнительное задание

Самостоятельно подключить еще один светодиод к схеме и изменить код.