Arduino IET Friedl · 2016-11-28 · Co je to Arduino? 3 (Projekt Arduino získal ocenění v...

transcript

Martin Friedl

1Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

MateriályVlastnostiProgramováníAplikace

Co je to Arduino?

(Projekt Arduino získal ocenění v kategorii digitálních komunit na Prix Ars Electronica 2006)

Arduino je otevřená elektronická platforma,založená na uživatelsky jednoduchém hardware asoftware. Arduino je určeno pro každého, kdochce velmi rychle a relativně snadno proniknoutdo tajůMCU techniky.

Arduino je schopné vnímat okolní prostředípomocí vstupů z rozličných senzorů. Zároveňmůže ovlivňovat okolí připojenými LEDkami,motory a dalšími výstupními periferiemi.

Mikrokontrolér na desce Arduina se programujepomocí speciálního programovacího jazyku ‐Wiring (podobný jazyku C). Programování probíháve vlastním vývojovém prostředí.

Výhody Arduino

‐ jednoduché programování‐ jednoduché zapojení‐ nízká cena oproti jiným kitům (700kč)‐ univerzálnost‐ mnoho návodů‐ uživatelská komunita‐ platformní nezávislost (Win/Linux/MacOS/...)‐ rychlý základ pro pochopení MCU

Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

Verze Arduino

Výhody Arduino

Arduino MINI

Arduino UNO

Arduino MEGA

Klony Arduino

FreeDuino - alternativní projekt Bare Bones Board - kit firmy Modern Device CompanyRuntime - kit firmy NKC ElectronicsBoarduino - levnější klon Arduina DiecimilaArduelo Libero - vylepšený český Free klon Arduino DiecimilaSeeeduino - smd verze Arduino Diecimila

Genuino - vylepšené Arduino, BT, senzory

Arduino UNO

• 14 digitálních I/O pinů– sériová komunikace– 8bit PWM výstup

• 6 analogových vstupů– 10bit A/D převodník

• Tlačítko RESET• napájení USB/9V adaptér

Je levný, robustní vývojový kit založený na mikroprocesoru ATmega328.

Arduino UNO

Schéma zapojení

Arduino UNO

ATmega328

‐ Napájení‐ Řídící piny‐ Vstupní/výstupní porty‐ Analogové stupy

Arduino Starter Kit

Sestava pro začátečníky s mnoha návody.

Arduino MCU

Mikrokontrolér ATmega168Pracovní napětí 5VVstupní napájení (doporučené) 7‐12VVstupní napájení (mezní) 6‐20VDigitální I/O piny 14Analogové piny 6DC proud I/O pinu 40 mADC proud pro pin 3.3V 50 mAFlash 16 KB (z toho 2 KB použito na bootloader)SRAM 1 KBEEPROM 512 byteHodinová frekvence 16 MHz

Software

Otevřené vývojové prostředí Arduinonaprosto zjednodušuje psaní kódu a nahrávání hotových programů do mikroprocesoru.

Je k dispozici ve verzích pro Windows, Mac OSX a Linux.

Programovací jazyk se jmenuje Wiring(zjednodušené jazyk C).

Serial monitor

Ke čtení informací v textové podobě na PC se používá tzv. Serial monitor. Po spuštění Serial monitoru musíme ještě nastavit rychlost komunikace pomoc rolovací nabídky v pravé dolní části.

Jak na to?

Stažení vývojového prostředí zdarma na:http://www.arduino.cc/en/Main/Software

Stažení potřebných ovladačů:http://www.ftdichip.com/Drivers/VCP.htm

1) Stažení software2) Instalace software3) Schéma zapojení4) Skutečné zapojení5) Vytvoření programu6) Programování MCU7) HOTOVO

Jak na to?

Ukázka programování

Blikání LED

Fritzing

Software pro kresbu skutečného zapojení, schémat a DPS.Volně ke stažení na: www.fritzing.org

Fritzing

Aplikace

Ovládání LED

K ovládání výstupu se používá funkce digitalWrite(). Tato funkce potřebuje dva parametry - číslo pinu a stav výstupu. Pokud proud teče, je to HIGH, pokud ne, tak LOW.

Aplikace

Jednoduchý generátor zvuku

Aplikace

Výpis textu na displej

Aplikace

Testování tlačítka

Ke zjištění, zda proud do vstupu teče, nebo ne se používá funkce digitalRead(). Potřebuje pouze jeden parametr, kterým je číslo pinu. Tato funkce navíc vrací hodnotu. Když proud teče, vrátí hodnotu HIGH, když ne, tak LOW.

Aplikace

Výpis analogové hodnoty na Serial monitor

Aplikace

Výpis analogové hodnoty na Serial monitor

Aplikace

Řízení rychlosti a směru otáčení motoru

Aplikace

Řízení servo motoru

Aplikace

Dálkové řízení pomocí Bluetooth

Aplikace

Dálkové řízení pomocí Bluetooth

HC‐06Data RS232

ROBOTARDUINO

H‐můstek

příkazy Motor

napájení

Elektrokroužek

Zdroje

CZ ENGhttp://www.arduino.cz http://arduino.cc

Technická 3098/12616 00 BrnoCzech Republic

Vysoké učení technické v BrněFakulta elektrotechniky a komunikačních technologií

Martin Friedlfriedl@feec.vutbr.cz

http://www.ietbrno.euTechnická 12616 00 Brno

Vysoké učení technické v BrněFakulta elektrotechniky a komunikačních technologiíInstitut experimentálních technologií

Jan Mikulka

2. 12. 2015

Raspberry PiIN

Co je Raspberry Pi?• Jednodeskový PC o velikost platební karty.

• Britská Raspberry Pi Foundation s cílem podpořit výuku informatiky ve školách.

• Základem je µPC Broadcom, který obsahuje CPU ARM a RAM.

Arduino nebo Raspberry Pi?

Trocha historie• První Raspberry:

– ARM Cortex 700 MHz– GPU VideoCore IV, 1080p30, MPEG-4– G-out: kompozitní , HDMI, DSI– S-out: 3,5 mm jack, HDMI– 12x GPIO, UART, I2C, SPI

– Model A: 256 MB, 1xUSB, SD– Model A+: 256 MB, 1xUSB, µSD– Model B: 512 MB, 2xUSB, SD/MMC, RJ45 ethernet– Model B+: 512 MB, 4xUSB, µSD, RJ45 ethernet

• Raspberry Pi 2

Současnost• Raspberry Pi 2:

– Čtyřjádrový CPU ARM Cortex-A7 900 MHz

– Model B: 1GB, 4xUSB, µSD, RJ45 ethernet

Raspberry Pi 2 B• Nový Broadcom BCM2836 900MHz ARM Cortex-A7 quad-

core procesor s VideoCore IV dual-core GPU• 1GB LPDDR2 SDRAM• Podpora Windows 10• 40 GPIO namísto 26. Horních (prvních) 26 pinů sedí

originálnímu rozložení, 9 dalších je pro GPIO• 4 montážní otvory v obdélníkovém uspořádání• MicroUSB napájecí konektor

• Cena 1039 Kč v RPiShop.cz

Raspberry Zero• 1 GHz single-core ARM11• 512 MB RAM• Mini-HDMI• 40x GPIO• Snížená spotřeba (0,8 W oproti 4W u Rpi 2)

• MicroSDHC slot

• Cena $5,00

Co je třeba k „Hello world“ aplikaci?

• µSD karta + nainstalovaný OS

• Napájecí zdroj 5 V/2 A s výstupem na µUSB

• Klávesnice/myš

• Ethernetové připojení & SSH terminál / HDMI

Co je třeba k „Hello world“ aplikaci?

SW jádrem Raspberry je operační systém!

• NOOBS– Nejjednodušší OS obsahující menu pro online výběr

instalovaného OS

• Raspbian– Nativní OS od RPF, založen na Debianu

• Ubuntu Mate• Snappy Ubuntu Core• Windows 10 IOT Core• OSMC• OpenELEC• PINET• RISC OS

Raspbian

Dostupné periferie• Největší dodavatelé:

– http://www.aliexpress.com– http://www.adafruit.com/

Dostupné periferie• Napájecí zdroje• Kabely• Krabičky• Kamery• Displeje• Snímače• Řadiče

• Sady a vývojové kity

Jak programovat Raspberry?• Scratch• Python• HTML• JavaScript• JQuery• Java• C/C++• Perl• Erlang

Ukázka „Hello world“ aplikace• Úkolem bude rozblikat LED diodu na jednom z

GPIO pinů.– Frekvence blikání 1 Hz– Programovací jazyk C

• Použijeme dostupnou knihovnu wiringPi pro ovládání GPIO pinů

Ukázka „Hello world“ aplikaceProgram:#include <wiringPi.h>int main (void){

wiringPiSetup () ;pinMode (0, OUTPUT) ;for (;;){

digitalWrite (0, HIGH) ; delay (500) ;digitalWrite (0, LOW) ; delay (500) ;

}return 0 ;

Překlad:gcc -Wall -o blink blink.c -lwiringPi

Spuštění:sudo ./blink

Jak na multitasking?Program:#include <pthread.h>

pthread_create(…)

Překlad:g++ vlakna.cpp –o vlakna –pthread –std=c++0x

Spuštění:Sudo ./vlakna

Zajímavé aplikace využívající RPi

• Osciloskop

• Smartphone

• Raspberry in the Sky

• A další…

Osciloskop s Raspberry

• http://www.bitscope.com/pi/

• 20 MHz šířka pásma• 2 analogové vstupy• 12 bit převodník• Podpora Raspberry

Smartphone s Raspberry

• https://www.raspberrypi.org/blog/tytelli-a-diy-smartphone/

Raspberry in The Sky

• http://www.daveakerman.com/• https://www.raspberrypi.org/blog/pi-in-the-sky-2/

Další využití Raspberry

Použitá a doporučená literatura

• https://www.raspberrypi.org/• https://www.adafruit.com/• http://wiringpi.com/• http://www.bitscope.com/pi/• http://www.daveakerman.com/

http://www.ietbrno.eu

Technická 12616 00 Brno

Tel.: 541 146 292e-mail: mikulka@feec.vutbr.cz

Děkuji za pozornost

Arduino IET Friedl · 2016-11-28 · Co je to Arduino? 3 (Projekt Arduino získal ocenění v...

Documents