Занятие27-28

Введение в схемотехнику  на базе Arduino

Комплектация конструктора Матрешка Y

Сердцем конструктора является плата Arduino Uno, которая состоит из микроконтроллера Atmel AVR ATmega328, а также элементов обвязки для программирования и интеграции с другими схемами. 

Замыкать и размыкать цепь для управления работой электронных схем можно по заданному алгоритму при помощи запрограммированного микроконтроллера. Плата Arduino облегчает это взаимодействие.

Элементы:

Макетная плата Breadboard Half позволяет быстро и легко собирать электронные схемы без пайки.

Правильная установка на монтажную плату элементов

• • Выводы элементов аккуратно подгибаются для возможного подключения к плате. Нежелательно много раз сгибать и разгибать выводы («ножки»).Это приведет к порче элемента.

  • Элемент плотно устанавливается в отверстие платы «до упора». Почему «до упора?» Под слоем пластика скрываются медные пластины-рельсы, выложенные по незамысловатому принципу:

Arduino имеет свою среду разработки Arduino IDE.Программа, написанная в среде Arduino, называется скетч. Скетч пишется в удобном текстовом редакторе.

• • Любая программа работает как бесконечный цикл (повторяется многократно)

• • Интересная информация

• • Пульсар - это пульсирующий источник космического электромагнитного излучения. Недавно командой международных астрофизиков была открыта самая яркая из всех известных нейтронных звезд, научное название которой M82X-2. 

  • Как выяснилось, космическое тело является рентгеновским пульсаром. По данным исследователей, энергия излучения M82X-2 превосходит солнечную в десять миллионов раз. Такие мощные объекты ученым еще не доводилось изучать, ранее считалось, что подобное рентгеновское излучение могут производить только лишь черные дыры. Данную звезду обнаружили в галактике Сигара, она находится на расстоянии 12 миллионов световых лет от нашей с вами планеты.

  • Наш первый проект с Arduino - мигающий желтый пульсар.

  • 1 Этап: разработка структурной схемы в среде fritzing. 

  • Структурная схема - это схема, предназначенная для отображения общей структуры устройства, т.е. его основных блоков, узлов, частей и главных связей между ними. Из структурной схемы должно быть понятно, зачем нужно данное устройство, и что оно делает в основных режимах работы, как взаимодействуют его части.                                      Основным элементом электронного пульсара является светодиод. 

  • Так как светодиод является полупроводниковым прибором, то при подключении светодиода в цепь необходимо соблюдать полярность. Светодиод имеет два вывода, один из которых катод ("минус"), а другой - анод ("плюс"). Вывод анода длиннее. 

• •  Для правильной работы вывод анода надо правильно подогнуть.

• • Правильно                              Неправильно

  • Порядок: «резистор до» или «резистор после» — не важен. Для питания одного светодиода будем использовать резистор 220 Ом

  • Вот типовая схема включения светодиода:

• С помощью программы fritzing нарисуем структурную схему электронного пульсара:   

• • • 2 Этап: Компановка

    • Компоновка – это процесс создания из отдельных составных частей функционально законченной конструкции устройства или системы. 

    • Создайте модель спроектированного электронного устройства «Желтый пульсар», используя соответствующие элементы. Желтым проводом подключим длинную ножку светодиода (анод) через резистор к цифровому пину 13, а черным проводом короткую ножку (катод) к пину GND (земля). Подключите плату Arduino к USB компьютера.

    • 3 Этап: Программирование

    • Подготовьте среду программирования:

• Запустите среду программирования Arduino IDE

• Активируйте инструменты в меню ИНСТРУМЕНТЫ/ПЛАТА – Arduino Uno

• ИНСТРУМЕНТЫ/ПРОГРАММАТОР – AVRISP mkl

• ИНСТРУМЕНТЫ/ПОРТ – любой, где указана в скобках плата Arduino Uno

Программа (sketch) состоит из двух частей, заключенных в фигурные скобки: 

void setup() 

{ 

Подготовка устройств к работе 

} 

void loop() 

{ 

Алгоритм работы 

}

Перед программой можно указать константу цвета светодиода с указанием пина подключения:

#define yellow  13

Команды включения/выключения светодиода:

HIGH – высокий сигнал (5 вольт),

LOW – низкий сигнал (0 вольт).

Продление выполнения команды на заданное время:  delay(500) – задержка в полсекунды

pin Mode () – указание режима работы устройства

digitalWrite () – включение сигнала на цифровом входе

Напишите программу:

 4 Этап: Функциональное тестирование

Функциональное тестирование (FCT) — проверка собранных или частично собранных устройств на выполнение заданной функциональности с помощью программы. 

Запуск программы:

Почему не работает?

Если все получилось....

Закодируйте слово УРА с помощью световой Азбуки Морзе:

 **-|*-*|*-

Результаты работы: