Arduino IET Friedl · 2016-11-28 · Co je to Arduino? 3 (Projekt Arduino získal ocenění v kategorii digitálních komunit na Prix Ars Electronica 2006) Arduino je otevřená elektronická

Martin Friedl

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

Obsah

MateriályVlastnostiProgramováníAplikace


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


Výhody Arduino

6

Arduino MINI

Arduino UNO

Arduino MEGA


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


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.


Arduino UNO


Schéma zapojení


Arduino UNO


ATmega328

12

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


Arduino Starter Kit

13

Sestava pro začátečníky s mnoha návody.


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


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).


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.


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


Jak na to?

18



Jak na to?

19



Jak na to?

20



Jak na to?

21



Jak na to?

22



Jak na to?

23



Ukázka programování

24

Blikání LED


Fritzing

25

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


Fritzing

26



Fritzing

27



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.


Aplikace

29

Jednoduchý generátor zvuku


Aplikace

30

Výpis textu na displej


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.


Aplikace

32

Výpis analogové hodnoty na Serial monitor


Aplikace

33

Výpis analogové hodnoty na Serial monitor


Aplikace

34

Řízení rychlosti a směru otáčení motoru


Aplikace

35

Řízení servo motoru


Aplikace

36

Dálkové řízení pomocí Bluetooth


Aplikace

37

Dálkové řízení pomocí Bluetooth

HC‐06Data RS232

ROBOTARDUINO

H‐můstek

příkazy Motor

napájení


Elektrokroužek


39

Elektrokroužek


Zdroje

40

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


Technická 3098/12616 00 BrnoCzech Republic

Konec

Vysoké učení technické v BrněFakulta elektrotechniky a komunikačních technologií


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



Jan Mikulka

2. 12. 2015

Raspberry PiIN

VE

STI

CE

DO

RO

ZVO

JE V

ZDĚ

LÁV

ÁN

Í


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


Arduino nebo Raspberry Pi?

INV

ES

TIC

E D

O R

OZV

OJE

VZD

ĚLÁ

VÁ

NÍ


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


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


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


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


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


Co je třeba k „Hello world“ aplikaci?

INV

ES

TIC

E D

O R

OZV

OJE

VZD

ĚLÁ

VÁ

NÍ


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


Raspbian

INV

ES

TIC

E D

O R

OZV

OJE

VZD

ĚLÁ

VÁ

NÍ


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


Další využití Raspberry

INV

ES

TIC

E D

O R

OZV

OJE

VZD

ĚLÁ

VÁ

NÍ


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


http://www.ietbrno.eu

Technická 12616 00 Brno


Tel.: 541 146 292e-mail: [email protected]

Děkuji za pozornost

INV

ES

TIC

E D

O R

OZV

OJE

VZD

ĚLÁ

VÁ

NÍ


Documents

Arduino IET Friedl · 2016-11-28 · Co je to Arduino? 3 (Projekt Arduino získal ocenění v kategorii digitálních komunit na Prix Ars Electronica 2006) Arduino je otevřená elektronická