Martin Friedl
1Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Obsah
MateriályVlastnostiProgramováníAplikace
2Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Co je to Arduino?
3
(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
4
‐ 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
5Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Výhody Arduino
6
Arduino MINI
Arduino UNO
Arduino MEGA
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Klony Arduino
7
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
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Arduino UNO
8
• 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.
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Arduino UNO
9Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Schéma zapojení
10Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Arduino UNO
11Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
ATmega328
12
‐ Napájení‐ Řídící piny‐ Vstupní/výstupní porty‐ Analogové stupy
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Arduino Starter Kit
13
Sestava pro začátečníky s mnoha návody.
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Arduino MCU
14
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
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Software
15
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).
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Serial monitor
16
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.
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Jak na to?
17
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
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Jak na to?
18
1) Stažení software2) Instalace software3) Schéma zapojení4) Skutečné zapojení5) Vytvoření programu6) Programování MCU7) HOTOVO
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Jak na to?
19
1) Stažení software2) Instalace software3) Schéma zapojení4) Skutečné zapojení5) Vytvoření programu6) Programování MCU7) HOTOVO
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Jak na to?
20
1) Stažení software2) Instalace software3) Schéma zapojení4) Skutečné zapojení5) Vytvoření programu6) Programování MCU7) HOTOVO
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Jak na to?
21
1) Stažení software2) Instalace software3) Schéma zapojení4) Skutečné zapojení5) Vytvoření programu6) Programování MCU7) HOTOVO
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Jak na to?
22
1) Stažení software2) Instalace software3) Schéma zapojení4) Skutečné zapojení5) Vytvoření programu6) Programování MCU7) HOTOVO
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Jak na to?
23
1) Stažení software2) Instalace software3) Schéma zapojení4) Skutečné zapojení5) Vytvoření programu6) Programování MCU7) HOTOVO
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Ukázka programování
24
Blikání LED
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Fritzing
25
Software pro kresbu skutečného zapojení, schémat a DPS.Volně ke stažení na: www.fritzing.org
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Fritzing
26
Software pro kresbu skutečného zapojení, schémat a DPS.Volně ke stažení na: www.fritzing.org
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Fritzing
27
Software pro kresbu skutečného zapojení, schémat a DPS.Volně ke stažení na: www.fritzing.org
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Aplikace
28
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.
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Aplikace
29
Jednoduchý generátor zvuku
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Aplikace
30
Výpis textu na displej
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Aplikace
31
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.
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Aplikace
32
Výpis analogové hodnoty na Serial monitor
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Aplikace
33
Výpis analogové hodnoty na Serial monitor
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Aplikace
34
Řízení rychlosti a směru otáčení motoru
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Aplikace
35
Řízení servo motoru
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Aplikace
36
Dálkové řízení pomocí Bluetooth
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Aplikace
37
Dálkové řízení pomocí Bluetooth
HC‐06Data RS232
ROBOTARDUINO
H‐můstek
příkazy Motor
napájení
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Elektrokroužek
38Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
39
Elektrokroužek
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Zdroje
40
CZ ENGhttp://www.arduino.cz http://arduino.cc
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Technická 3098/12616 00 BrnoCzech Republic
Konec
Vysoké učení technické v BrněFakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Martin [email protected]
http://www.ietbrno.euTechnická 12616 00 Brno
Vysoké učení technické v BrněFakulta elektrotechniky a komunikačních technologiíInstitut experimentálních technologií
INV
ES
TIC
E D
O R
OZV
OJE
VZD
ĚLÁ
VÁ
NÍ
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Vysoké učení technické v BrněFakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Jan Mikulka
2. 12. 2015
Raspberry PiIN
VE
STI
CE
DO
RO
ZVO
JE V
ZDĚ
LÁV
ÁN
Í
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
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.
INV
ES
TIC
E D
O R
OZV
OJE
VZD
ĚLÁ
VÁ
NÍ
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Arduino nebo Raspberry Pi?
INV
ES
TIC
E D
O R
OZV
OJE
VZD
ĚLÁ
VÁ
NÍ
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
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
INV
ES
TIC
E D
O R
OZV
OJE
VZD
ĚLÁ
VÁ
NÍ
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Současnost• Raspberry Pi 2:
– Čtyřjádrový CPU ARM Cortex-A7 900 MHz
– Model B: 1GB, 4xUSB, µSD, RJ45 ethernet
INV
ES
TIC
E D
O R
OZV
OJE
VZD
ĚLÁ
VÁ
NÍ
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
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
INV
ES
TIC
E D
O R
OZV
OJE
VZD
ĚLÁ
VÁ
NÍ
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
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
INV
ES
TIC
E D
O R
OZV
OJE
VZD
ĚLÁ
VÁ
NÍ
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
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
INV
ES
TIC
E D
O R
OZV
OJE
VZD
ĚLÁ
VÁ
NÍ
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Co je třeba k „Hello world“ aplikaci?
INV
ES
TIC
E D
O R
OZV
OJE
VZD
ĚLÁ
VÁ
NÍ
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
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
INV
ES
TIC
E D
O R
OZV
OJE
VZD
ĚLÁ
VÁ
NÍ
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Raspbian
INV
ES
TIC
E D
O R
OZV
OJE
VZD
ĚLÁ
VÁ
NÍ
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Dostupné periferie• Největší dodavatelé:
– http://www.aliexpress.com– http://www.adafruit.com/
INV
ES
TIC
E D
O R
OZV
OJE
VZD
ĚLÁ
VÁ
NÍ
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Dostupné periferie• Napájecí zdroje• Kabely• Krabičky• Kamery• Displeje• Snímače• Řadiče
• Sady a vývojové kity
INV
ES
TIC
E D
O R
OZV
OJE
VZD
ĚLÁ
VÁ
NÍ
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Jak programovat Raspberry?• Scratch• Python• HTML• JavaScript• JQuery• Java• C/C++• Perl• Erlang
INV
ES
TIC
E D
O R
OZV
OJE
VZD
ĚLÁ
VÁ
NÍ
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
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
INV
ES
TIC
E D
O R
OZV
OJE
VZD
ĚLÁ
VÁ
NÍ
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
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
INV
ES
TIC
E D
O R
OZV
OJE
VZD
ĚLÁ
VÁ
NÍ
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Jak na multitasking?Program:#include <pthread.h>
pthread_create(…)
Překlad:g++ vlakna.cpp –o vlakna –pthread –std=c++0x
Spuštění:Sudo ./vlakna
INV
ES
TIC
E D
O R
OZV
OJE
VZD
ĚLÁ
VÁ
NÍ
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Zajímavé aplikace využívající RPi
• Osciloskop
• Smartphone
• Raspberry in the Sky
• A další…
INV
ES
TIC
E D
O R
OZV
OJE
VZD
ĚLÁ
VÁ
NÍ
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Osciloskop s Raspberry
• http://www.bitscope.com/pi/
• 20 MHz šířka pásma• 2 analogové vstupy• 12 bit převodník• Podpora Raspberry
INV
ES
TIC
E D
O R
OZV
OJE
VZD
ĚLÁ
VÁ
NÍ
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Smartphone s Raspberry
• https://www.raspberrypi.org/blog/tytelli-a-diy-smartphone/
INV
ES
TIC
E D
O R
OZV
OJE
VZD
ĚLÁ
VÁ
NÍ
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Raspberry in The Sky
• http://www.daveakerman.com/• https://www.raspberrypi.org/blog/pi-in-the-sky-2/
INV
ES
TIC
E D
O R
OZV
OJE
VZD
ĚLÁ
VÁ
NÍ
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Další využití Raspberry
INV
ES
TIC
E D
O R
OZV
OJE
VZD
ĚLÁ
VÁ
NÍ
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Použitá a doporučená literatura
• https://www.raspberrypi.org/• https://www.adafruit.com/• http://wiringpi.com/• http://www.bitscope.com/pi/• http://www.daveakerman.com/
INV
ES
TIC
E D
O R
OZV
OJE
VZD
ĚLÁ
VÁ
NÍ
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
http://www.ietbrno.eu
Technická 12616 00 Brno
Vysoké učení technické v BrněFakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Tel.: 541 146 292e-mail: [email protected]
Děkuji za pozornost
INV
ES
TIC
E D
O R
OZV
OJE
VZD
ĚLÁ
VÁ
NÍ
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.