Prehľad témy
-
-
Programovanie Arduina
-
-
Vývoj prvého Arduina začal v roku 2005, keď ľudia z talianskeho Interaction Design Institute v meste Ivrea rozhodli vytvoriť jednoduchý a lacný vývojový set pre študentov, ktorý si nechceli zakúpiť, v tej dobe drahé dosky BASIC Stamp. Medzi študentami sa Arduino uchytilo, a tak sa tvorcovia rozhodli Arduino poskytnúť celému svetu. ( V roku 2010 vznikol zaujímavý dokument o vzniku Arduina s rozhovormi s jeho tvorcami: Arduino The Documentary(2010).) A to nie len predajom svojich vlastných dosiek, ale aj zdieľaním všetkých schém a návodov (Open Source projekt). Programová časť Arduina bola založená na Processing, čo znamená programovací jazyk s vlastním editorom, určený k náuke programovania.
-
- Tlačidlo RESET. Stláčame pokiaľ chceme pustiť program od začiatku. Môžeme tento gombík nájsť aj inde ako je na obrázku, ale väčšinou je toto tlačidlo označené nápisom RESET.
- Konektor USB. Novšie dosky môžu mať miesto klasického USB micro USB. Niektoré dosky nemusia mať vôbec žiadne USB porty, sú nahradené Ethernet portom alebo Bluetooth modulom.
- Napájací konektor. Využitie pre napájanie Arduina z USB.
- ICSP hlavica pro externé programovanie USB-serial prevodníka. Bežný používateľ ju nepoužije. Pri verziách bez prevodníka alebo s prevodníkom v čipe túto hlavicu nenájdeme.
- USB-serial prevodník. Stará sa o komunikáciu medzi hlavným čipom a PC. Má rolu prekladateľa. Pri verziách bez prevodníka alebo s prevodníkom v čipe túto hlavicu nenájdeme.
- Indikačné LED diódy L, Rx a Tx. Dióda s popisom L je často využívaná. Je pripojená k výstupu č.13. Dá sa s ňou vyskúšať blikanie aj bez pripojenej externej LEDky. Niektoré Arduina ju však neobsahujú. Diódy s popisom Rx a Tx blikajú, pokiaľ prebieha komunikácia cez sériovú linku.
- Hlavný čip celej dosky. Môže mať rôzne podoby a rôzne typy nachádza sa na všetkých doskách.
- Indikačná LED dióda On. Svieti pokiaľ je Arduino pripojené k napájaniu.
- ISCP hlavica pre externé programovanie hlavného čipu. Môžu ju využívať niektoré shieldy.
- Digitálne piny. Do týchto pinov budeme pripojovať všelijaké obvody. Vývody označené vlnovkou podporujú PWM moduláciu.
- Prevažne napájacie výstupy Arduina.
- Analógové vstupy. Sem pripojíme vodiče, na ktorých budeme chcieť merať ľubovoľnú analógovú hodnotu. Dajú sa využiť aj ako digitálne vstupy a výstupy
- Arduino Uno je v súčasnej dobe pravdepodobne najčastejšie používaný typ dosky. Je priamym pokračovateľom hlavnej vývojovej línie, ktorá začala prvým Arduinom so sériovým portom namiesto USB. Na doske nájdeme procesor ATmega328 a klasické USB. Z hlavnej línie sa vyvinuli ďalšie dve špeciálne dosky. Prvá z nich je Arduino Ethernet, ktorá ma rovnakú výbavu ako Uno, ale namiesto USB portu obsahuje Ethernet port pre pripojenie k sieti plus slot pre microSD karty. Druhou doskou je Arduino Bluetooth. Ako z názvu vyplýva, namiesto USB portu nájdeme bluetooth model pre bezdrôtovú komunikáciu. Veľmi odľahčená verzia Arduina Uno je Arduino Pro. Verzii Pro chýba USB port a je potrebné použiť k programovaniu externý prevodník
-
-
V prípade potreby je možné použiť aj online editor pre programovanie Arduina
-
Tinkercad je možné využiť pre simuláciu práci s Arduinom.
Je možné vytvoriť hardwarové zapojenie a nahratie kódu a odsimulovanie samotného kódu(úlohy) bez potreby vlastniť Arduino Uno.
-
-
Začneme najľahším projektom a tým je „blikač“. Tento úloha poslúži na zoznámenie sa so základným princípom programovania a skladania elektrických obvodov.
-
-
-
V tejto úlohe pôjde o to isté ako v predošlej až na ten rozdiel že použijeme oveľa viac komponentov a ukážeme aj ako inak napísať kód pre jeho zjednodušenie. Ak sa nám všetko podarí vytvoríme svetelného hada podľa našich predstáv a farieb.
-
-
-
Semafor funguje na tom isto princípe ako prvá úloha len v tom rozdiely že tých LED-iek je tam viac a treba ich správne zapojiť a pohrať sa s funkciou delay aby sme docielili čo najkrajší výsledok zapínania a vypínania LED-iek.
-
-
-
V tejto úlohe pridáme k našim LED-kám tlačidlo (button), ktorým budeme ovládať LED-ky. Môžeme to prirovnať ku tlačidlom napríklad na kompresoroch pokiaľ je tlačidlo stlačene kompresor fúka ( napr. na pumpe pri dofukovaní kolies na aute) keď tlačidlo pustime kompresor prestane fungovať. Tak isto bude fungovať aj náš gombík ak ho budeme držať stlačený LED-ky budú svietiť ak ho pustíme svetlo nebude.
-
-
-
Ak máte v pláne zapojiť RGB LED-ku táto úloha vám pomôže ako na to. RGB LED-ka ma na rozdiel od klasických LED-iek viac nôh. A ako je už z názvu LED-ky známe dokáže svietiť rôznymi farbami a nie len jednou. RGB LED-ka sa hodí do úloh kde je potrebné meniť farbu svetla, ktoré znázorňuje niaky stav alebo premenlivú hodnotu.
-
-
-
Poďme sa pokúsiť napodobniť dýchanie pomocou LED-ky. Postupne budeme meniť jas LED-ky pomocou kódu. Na dosiahnutie tejto úlohy (efektu dýchania) využijeme pulzno šírkovú moduláciu (PWM).
-
-
-
Nasledujúca úloha bude využívať buzzer „bzučiak“ na vydávanie zvukov alebo lepšie povedane rôznych tónov. Ak ma niekto hudobný sluch alebo zmysel na zlozenie napr. ľubovoľnej novej piesne môže to skúsiť. Tato úloha vám ukáže ako dostáť zo bzučiaka niaky ton.
-
-
-
V tejto úlohe si ukážeme ako používať analógové porty a používanie funkcie analogRead(). Túto úlohu využijeme aj na prácu so sériovým monitorom pre kontrolu správnosti a fungovanie samotnej úlohy.
-
-
-
Prechádzame do sekcii displejov. Začneme najprv 7-segmentovým displejom. Úloha nie je náročná treba si dať pozor iba pri zapojovaní, keďže displej ma viacero segmentov treba ich zapojiť správne.
-
-
-
Úloha rovnakého zamerania ako predošlá ale s použitím iného princípu. V tejto úlohe použijeme 8-bitový register posunu pre naprogramovanie toho istého displeja.
-
-
-
Presunieme sa k LCD displeju, ktorý dokáže okrem jedného čísla zobraziť omnoho viac napr. aj písmena, alebo krátku správu, je to čisto na vás akú správu zvolíte.
-
-
-
Úloha so servom (v našom prostredí s mini-servom) nám ukáže ako ovládať zariadenia ktoré vykonávajú určitý pohyb podľa našich príkazov na základe ich polohy.
-
-
-
Úloha s fotorezistorom je niečo podobné ako svetelné čidlo. Pokiaľ senzor má veľa svetla v našej úlohe bude svietiť viacej LED-iek a naopak.
-
-
-
Ultrazvukový snímač vzdialenosti nám poslúži ako už z jeho názvu vyplýva na meranie vzdialenosti. Môže byť využitý viacej spôsobov, my si ukážeme jeden z nich.
-
-
-
Najkomplexnejšia úloha, ktorá bude merať teplotu prostredia a na základe teploty sa bude meniť farba RGB LED-ky. Hodnotu teploty budeme vypisovať aj na LCD displej.
-
-
-
Na záver si ukážeme ako sa dá pracovať s motorom. Úloha bude jednoduchá cez sériový monitor zadáme rýchlosť akou sa má motor točiť respektíve ako rýchlo má bežať.
-
-