Anodas Electronicsin opetuselektroniikkasarja - Älypiirit ARDUINOlla

All about the product

Esittelyssä elektroniikkasarja "Smart Circuits with Arduino ™ ". Se sisältää kaiken tarvittavan tutustuaksesi Arduinoon, elektroniikkaan ja ohjelmointiin. Sinua odottaa matka 17 älypiirin läpi, joita kokeiltuasi voit hallita Arduino-mikrokontrollerin tehot ja luoda interaktiivisia ja hauskoja projekteja. Pakkaus sisältää kaikki tarvittavat työkalut ja elektroniset komponentit. Liettuankielinen kit-kirja on mukanasi Arduino-matkallasi. Kirja sisältää tietoa, vaiheittaisia ohjeita ja kaavioita, jotka on esitetty selkeällä ja elävällä kielellä. Lähetä kirja.

"Smart Circuits with Arduino ™ " on johdatus Arduinoon kaikille - niin aloittelijoille kuin edistyneillekin. Arduino on pieni tietokone, jonka avulla voit ohjata erilaisia elektronisia komponentteja ja laitteita. Sen ansiosta asiat näyttävät heräävän eloon, toteuttavan käskyjämme ja reagoivan ympäristön muutoksiin. Kokoamalla ja testaamalla esitetyt älypiirit pystymme johdonmukaisesti tutustumaan Arduino-mikrokontrollerin käyttömahdollisuuksiin:

MAA - 01. Käynnistys - Vilkkuva LED

Aloitamme tutustumisemme Arduinoon suorittamalla hyvin yksinkertaisen kokeen, jota kutsutaan LEDin vilkuttamiseksi. Tässä kokeessa laitamme Arduinon vilkuttamaan LEDiä tervehtiäkseen meitä. Kyllä, kyllä, kuulit oikein, se tekee sen, koska meillä on kaikki tämän pienen mutta erittäin tehokkaan tietokoneen voimat. Yksinkertaisimmalla ohjelmalla ohjaamme valon vilkkumistiheyttä.

GRND - 02. Vääntönupit – Potentiometrit

Tässä kokeessa työskentelemme potentiometrin kanssa. Potentiometrejä käytetään tyypillisesti parametrien, kuten äänenvoimakkuuden tai kirkkauden, säätämiseen. Opit säätämään LEDin kirkkautta Arduinon avulla potentiometrin avulla. Ohjelma näyttää analogisen tulon toiminnan. Potentiometrin nupin asennon muuttaminen muuttaa myös LED-valon vilkkumistaajuusta .

GRND - 03. Värillinen valo – RGB LED

Kolmivärinen LED voi loistaa kaikissa sateenkaaren väreissä! Tietenkin tämä on paljon mielenkiintoisempaa kuin vilkkuva LED. Kolmivärinen LED on itse asiassa kolme valodiodia (punainen, vihreä ja sininen) samassa kotelossa. Kun asetamme Arduinon digitaaliseen ulostuloon erilaisia parametreja värin kirkkaudelle ja intensiteetille, saamme uusia värejä.

GRND - 04. Tanssivat LEDit - Lisää LEDejä

Hämmästyttävä. Ensimmäisellä oppitunnilla opimme, miten LED-valo saadaan vilkkumaan, ja kolmannella kolmivärinen LED välähti kaikissa sateenkaaren väreissä! On aika monimutkaista piiriä hieman ja kytkeä jopa kahdeksan LEDiä Arduinoon. Arduinon avulla luodaan myös erilaisia valaistustehosteita. Laitamme kahdeksan LEDiä tanssimaan. Ketju on melkoisen laaja ja mielenkiintoinen. Tässä kokeessa alat luoda omia ohjelmia ja ymmärrät, miten Arduino toimii.

GRND - 05. Painikkeiden painaminen – Painikkeet

Tähän asti olemme tehneet kaiken vain uloskäyntien avulla. Nyt katsomme asiaa toiselta kantilta ja "leikimme" syötteillä. Tässä kokeessa käytämme nappeja antureina. Tämä on yksinkertaisin ja selkein tapa osoittaa, miten Arduino voi vastaanottaa tietoa. Edellytyksenä on, että jos jompaakumpaa painiketta painetaan, LED syttyy, mutta jos molempia painikkeita painetaan, LED ei syty.

GRND - 06. Kun valo lankeaa – Fotovastus

Toisella oppitunnilla opit, miten potentiometri toimii, jonka vastus vaihtelee kahvan - varren - pyörimisen mukaan. Nyt opit käyttämään fotoresistoria, puolijohdelaitetta anturina, joka muuttaa vastustaan riippuen siitä, kuinka paljon valoa osuu sen pinnalle. Käyttämällä fotoresistoria valoanturina, ohjaamme LEDin kirkkautta.

GRND - 07. Mittaamme lämpötilan - Anturi TMP35

Opettelemme lämpötila-anturin käyttöä Arduinon avulla. Asetamme Arduino IDE:n debug-ikkunan näyttämään lämpötilan muutokset. "Porttinäytön" (sarjamonitori) avulla luemme lämpötila-anturin lukemat. TMP35 on yksinkertainen lämpötila-anturi, joka muuttaa lähtöjännitettään suhteessa ympäristön lämpötilaan. Niitä voidaan käyttää kaikenlaisissa automaatiotehtävissä, joissa vaaditaan lämpötilasta riippuvia parametrien muutoksia. Tiedon siirtäminen Arduinosta tietokoneille on vieläkin mielenkiintoisempi aihe kuin aiemmat kokeet - alamme käyttää Arduinon sarjaporttia. Tähän mennessä olemme rajoittuneet käyttämään yksinkertaisia diodeja muutosten osoittamiseen. Varmistamme, että Arduino ei ainoastaan pysty signaloimaan ympäristön muutoksista, vaan tarvittaessa kommunikoi helposti tietokoneen kanssa ja näyttää kaikenlaista tekstiä ja dataa millä tahansa päätteellä.

GRND - 08. Kulman kääntö - Servomekanismi

Servomekanismi, lyhennettynä "servo", on moottori, joka koostuu takaisinkytkennällä varustetusta elektronisesta piiristä. Arduinolle on olemassa Servo.h-kirjasto, joka voi toimia erityyppisten servomoottoreiden kanssa. Servomoottorit sopivat erinomaisesti elektroniikkaan ja automaatioon – niille on ominaista suuri nopeus ja kyky määrittää tarkasti haluttu asento, mikä ei ole mahdollista perinteisillä moottoreilla. Niitä on helppo ohjata muuttujan pulssin keston avulla. Tässä kokeessa opit käyttämään PWM:ää (pulssinleveysmodulaatiota) servomoottorin ohjaamiseen.

GRND - 09. Kun musiikki soi - Piezo-summeri

Yritämme jälleen kuroa umpeen kuilua digitaalisen ja analogisen maailman välillä. Käytämme pietsosähköistä summeria, joka tuottaa pienen "naksahduksen", kun kosketamme sen kontakteja lyhyesti 5 voltin virtalähteeseen. Kokeile tätä! Tämä ei tietenkään ole kovin mielenkiintoista, mutta jos kytket jännitteen päälle ja irrotat sen välittömästi, ja teet sen nopeudella 100 kertaa sekunnissa, hälytys alkaa piipahtaa. Kun yhdistät satoja säveljonoja, musiikki soi!

GRND - 10. Musiikkisyntetisaattori - Potentiometrin kytkeminen

Rakennetaan pietsosyntetisaattori. Voimme käyttää piezo-summeria äänien tuottamiseen. Se muuntaa sähköiset taajuudet ääniaalloiksi. Erilaisia ääniaaltoja syntyy kytkemällä jännite (pulssi) nopeasti päälle ja pois. Ohjelmateksti käsittelee kaksi parametria, jotka luetaan kahdelta potentiometriltä. Toinen potentiometri asettaa äänenkorkeuden, toinen toistumisjakson keston.

GRND - 11. Moottorin kääntäminen - Transistori ja moottori

Aiemmin meille esiteltiin servomoottori, jota ohjasimme Arduinolla? Katsotaanpa nyt tasavirtamoottorin pyörimistä. Tämä vaatii transistorin, joka voi kommutoida eli kytkeä (transistori toimii kytkimenä) paljon suuremman virran kuin Arduino. Transistoria käytettäessä on varmistettava, että sen parametrit sopivat tietylle laitteelle. Tässä piirissä käyttämämme transistori, TIP120, pystyy käsittelemään 60 V ja 200 mA, mikä on täydellinen moottorillemme!

GRND - 12. Kytketään päälle suurempi kuorma – Releet

Nyt opimme ohjaamaan releitä, mikä antaa Arduinolle enemmän tehoa! Sen sijaan opimme ohjaamaan relettä Arduinolla. Rele on sähköisesti toimiva, mekaaninen kytkin. Muovikotelon sisällä on tehokas sähkömagneetti. Kun se vastaanottaa energiavarauksen, rele laukeaa - sähkömagneetti vetää puoleensa ankkurivartta ja kosketusryhmä yhdistää tai irrottaa kuorman virtapiirin.

GRND - 13. Lisää tanssivia LEDejä – Siirtorekisteri 74HC595

Lopulta olemme päässeet integroituihin piireihin (IC). Nyt, käyttämällä siirtorekisteri-integroitua piiriä, ohjaamme kahdeksaa lähtöä käyttämällä vain kolmea Arduino-nastaa. 74HC595-siirtorekisteri on integroitu piiri, jossa on kahdeksan digitaalilähtöä. Niiden käyttämiseen käytämme uutta SPI-liitäntää (serial peripheral interface), jota käytämme tiedonsiirtoon Arduinoon. Yksi siirtorekisteri lisää Arduinoon kahdeksan lisälähtöä ja vie vain kolme sen nastaa. Voimme kytkeä paljon tällaisia piirejä. Seurauksena on, että saamme paljon lisänastoja, jotka vievät samat kolme Arduino-nastaa.

GRND - 14. Uudestisyntyneet hahmot – 8x8 LED-moduuli

Seuraavassa projektissamme käytämme näyttönä 64 LEDin matriisimoduulia.

Koska nämä moduulit käyttävät MAX7219-integroitua piiriä ohjaimena, voimme kytkeä jokaisen 64 LEDistä päälle ja pois käyttämällä vain kolmea Arduinon nastaa. Tämä on yksinkertainen ja edullinen tapa ohjata 64 LEDiä ja luoda erilaisia animaatioita. Lisäksi voimme kytkeä useita moduuleja yhteen ja siten ohjata entistä useampia LEDejä. Ohjelmamme käyttää LedControl -kirjastoa. Lataa ja lähetä se Arduino IDE: hen: C:\Program Files (x86)\Arduino\libraries- kansioon. Käynnistä sitten IDE-ohjelmisto uudelleen. Luo lisää animaatioita generaattorilla: http://www.pial.net/tools/ .

GRND - 15. Lasketaanpa - 7-segmenttinen ilmaisin

LEDien tärkein etu on se, että pienen kokonsa ansiosta useita niistä voidaan yhdistää yhdeksi pieneksi ja kompaktiksi paketiksi, jolloin muodostuu niin sanottu 7-segmenttinäyttö. 7-segmenttinen näyttö koostuu seitsemästä LEDistä, jotka on järjestetty suorakulmioon oikeassa järjestyksessä (katso alla). Jokaista seitsemää LEDiä kutsutaan segmentiksi. Seitsemän pois päältä ja päälle kytketyn segmentin eri yhdistelmät mahdollistavat numeeristen arvojen näyttämisen välillä 0 - 9. Kunkin segmentin sijainti ja nastat (PIN) on merkitty kirjaimilla A:sta G:hen (katso alla). 7-segmenttisiä LED-näyttöjä on kahta tyyppiä: yhteisanodi ja yhteiskatodi. Sivussa oleva numero 5101AS -indikaattori on yleinen katodityyppinen indikaattori.

GRND - 16. Hei maailma - LCD-näyttö

Tässä opetusohjelmassa opimme, miten LCD-näyttö liitetään Arduinoon ja miten kaikki tiedot näytetään siinä. Nestekidenäyttö (LCD) on monimutkainen elektroninen moduuli, jota voimme käyttää tekstin tai numeerisen datan näyttämiseen. Näyttö on rakennettu kiinnityslevyyn, piirilevyyn. Siinä on kaksi riviä, joissa kummassakin on 16 merkkiä, ja se on taustavalaistu pimeässä käyttöä varten. Käytimme sarjaporttimonitoria. Huomaat sen samankaltaisuuden LCD-näytön kanssa ja huomaat, ettei suurta tietokonetta tarvita.

GRND - 17. Pelataanpa – Reaktiopeli

Nyt kun olemme saaneet kaikki projektit valmiiksi ja oppineet kaikki peruskäsitteet komponenttien ohjaamiseen Arduinolla, on aika luoda jotain mielenkiintoista. Tämä piiri näyttää, kuinka voit luoda oman Simon Says -pelisi. Arduino UNOn avulla voit luoda tämän ja muita hauskoja pelejä käyttämällä LEDejä, painikkeita, summeria ja muutamia vastusta. Miten tämä toimii? Kun lataamme koodin, summeri piippaa useita kertoja ja kaikki neljä LEDiä alkavat vilkkua. Peli alkaa, kun painamme mitä tahansa neljästä painikkeesta. Sitten satunnainen LED-valo vilkkuu. Sinun on painettava nopeasti kyseiseen väriseen LEDiin liittyvää painiketta, jolloin kuvio toistuu. Jos arvaat oikein, kuvio toistuu uudelleen, mutta tällä kertaa siihen on lisätty toinen satunnainen LED. Pelaajan on seurattava kaavaa niin kauan kuin mahdollista. Jokainen onnistuneesti arvattu kuvio lisää peruskuvioon yhden monimutkaisuustason.

Setin projektit:

1. ALKU - johdatus siihen, miten kaikki toimii.
2. VÄÄNNÖINNUPIT - kuinka potentiometriä käytetään LED-valojen kirkkauden säätämiseen Arduinon avulla.
3. VÄRILLINEN VALO – kolmiväriset diodit, kuinka saada uusia värejä.
4. HYPPÄÄVÄ LED - lisäämme LEDejä ja saamme ne hyppimään Arduinolla.
5. PAINAMME PAINIKKEITA - käytämme yksinkertaisinta anturia tiedon lähettämiseen Arduinoon.
6. KUN VALO ON PÄÄLLÄ – käyttämällä fotoresistoria valoanturina, säädämme LEDin kirkkautta.
7. MITTAAMME LÄMPÖTILAN - käytämme lämpötila-anturia Arduinon kanssa.
8. KÄÄNNÄMINEN – käännämme servoa PWM:llä (pulssinleveysmodulaatio).
9. KUN MUSIIKKI SOITUU - luomme melodioita Arduinolla ja soitamme niitä.
10. MUSIIKKISYNTEISOIJA – yhdistämme potentiometrin summeriin ja luomme kosmisia ääniä.
11. KÄÄNNÄMME MOOTTORIA - käännämme moottoria transistorin avulla.
12. KYTKEMÄMME SUUREMMAN KUORMAN PÄÄLLE - me ohjaamme releitä.
13. LISÄÄ TANSSILEITÄ - Käyttämällä siirtorekisteri-IC:tä ohjaamme kahdeksaa lähtöä käyttämällä vain kolmea Arduino-nastaa.
14. UUDELLEENSYNTYNEET HAHMOT – luomme erilaisia hahmoja 8x8 LED-moduulin avulla.
15. LASKETAAN - kun sinun on tulostettava numeroita.
16. HEI MAAILMA - yhdistämme LCD-näytön Arduinoon ja näytämme kaikki tiedot siinä.
17. ME PELAAMME – reaktiopeli, jossa yhdistämme kaiken yhdeksi.

Tekniset tiedot:

Pakkaus sisältää Arduino-mikrokontrollerin, koekytkentälevyn, liitäntäjohdot, USB-kaapelin mikrokontrollerin kytkemiseen, virtalähteen liitäntäkaapelin ja yli 70 elektronista komponenttia ja laitetta.

Pakkauksen sisältö:

https://www.youtube.com/watch?v=KWuyn191d6U