cart

Продуктов в корзине: 0

Поиск товаров

Menu

Новинки



Уроки Arduino

Урок №2. Подмигни светодиом, или изучаем работу с портами.

Продолжаем серию уроков “Arduino для начинающих”. Сегодня подключаем к ардуино кнопку и светодиод (при нажатой кнопке светодиод будет гореть, при отжатой — не гореть). 

<<<Урок №1. Подготовка

Урок   №2. Подмигни светодиом, или изучаем работу с портами.

Для начала стоит разобраться с выводами.

Казалось бы, вот стоит у нас задача поуправлять реле модулем, как известно он управляется цифровым выводом. Так в чем проблема? К примеру, на плате Arduino UNO у нас их аж целых  14, так лепи к какому хочешь. Ну вот и начнем по порядку. Пусть будет D0. С одной стороны верно, работать то будет. Но вот одним вечером мы решаем, что теперь нам хочется управлять нашей релюшкой дистанционно, возьмем к примеру блютуз. Вот тут и возникает проблема, ведь он работает по интерфейсу UART, а это цифровые пины 0 и 1.  Теперь придется переподключать. Если собрано на беспаечной макетке, то особых проблем быть не может, но вот если мы уже что-то куда-то подпаяли, то начинается веселая жизнь)

В связи с этим, перед началом разработки, было бы очень хорошо понимать какие выводы у нас приоритетные т.е. могут быть задействованы для передачи данных, управления сервоприводами и т.д, а какие просто пустышки способные выполнять только основные функции цифровых либо аналоговых пинов.

2.1 Интерфейсы

На мой взгляд, в категорию "неприкасаемых, пока есть другие свободные" следует, в первую очередь, отнести выводы отвечающие за интерфейсы.

Раз уж заговорили про UNO, то и рассмотрим на примере контроллера который установлен в нем - ATmega328. 

ATmega328 имеет 3 интерфейса:

UART

D0 - RX (Прием данных)

D1 - TX  (Отправка данных)

SPI

D13 - CSK (Выход тактирования данных)

D12 - MISO  (Вход данных для последовательного программирования)

D11 - MOSI  (Выход данных для последовательного программирования)

I2C

A4 - SDA (последовательная линия данных)

A5 - SCL  (последовательная линия тактирования)

2.2. Цифровые выводы с поддержкой ШИМ (PWM)

Далее я бы присмотрелся к цифровым входам/выходам которые имеют поддержку ШИМ. На понятии ШИМ останавливаться не будем, более подробно можно почитать здесь. Скажем вкратце, что с помощью ШИМ'а мы сможем регулировать яркость светодиодов, задавать скорости вращения двигателей, управлять сервоприводами с помощью стандартной библиотеки servo.h (правда для управления сервами используется не совсем ШИМ).

Цифровые пины с поддержкой ШИМ Atmega328:

D3, D5, D6, D9, D10, D11 (D11 задействует интерфейс SPI).

Казалось бы все, да нет). Дам вам еще один совет.

Для рассмотрения в статье, я специально за пример взял контроллер Atmega328 в DIP корпусе. Как мы знаем, у меги 328ой имеются два младших брата, также поддерживаемых средой Arduino IDE - это Atmega168 иAtmega8. ATmega168 не намного дешевле ATmega328 и отличается только количеством памяти.  А вот ATmega8 намного дешевле 328, её и можно будет и вставлять в готовый проект (если конечно хватит памяти). Однако расплатой за более низкую цену, помимо маленького объема памяти, является еще и урезанное количество цировых выводов с поддержкой ШИМ.

2.3. Выводы поддерживающие прерывания

Если вы собираетесь использовать в проекте прерывания, то выводы D2 и D3 также можно сразу кидать в резерв.

2.4. Итог: Рекомендуемая последовательность

Как мы видим, пустышками остается очень мало пинов.

Ну что, составим таблицу рекомендуемой последовательности:

Пустышки. Используем в первую очередь:

D4, D7, D8, A0, A1. A2. A3

ШИМ выводы, если в конечном проекте планируется переход на Atmega 8:

D5, D6

ШИМ выводы, если в конечном проекте планируется переход на Atmega 328:

D5, D6, D9, D10

Прерывания

D2, D3

Выводы интерфейсов. Пускаем в ход по крайней необходимости:

D0, D1, D11, D12, D13, A4, A5

2

Рисунок  2. Используемость выводов.

Кстати хочется упомянуть еще одну очень полезную штуку. Все аналоговые входы могут работать как цифровые выходы. Инициализация и работа абсолютно одинаковая с обычными цифровыми выводами. Необходимо просто в коде задавать порты A0...A5 как 14...19.

2.5 Теперь рассмотрим программу Blink (на сленге ардуино программа называется скетч)

void setup() {

  pinMode(13, OUTPUT);

}

void loop() {

  digitalWrite(13, HIGH);   // Включаем 1

  delay(1000);              // ждем 1 секунду (1000 милисекунд)

  digitalWrite(13, LOW);    // Включаем 1

  delay(1000);              // ждем 0 секунду (1000 милисекунд)

}

Вставьте этот код в среду ардуино и нажмите вгрузить.  Вы увидите мигающий светодиод впаянный в плату.

Любой скетч для Arduino должен содержать 3 раздела

  • Обьявление переменных, подключение библиотек, установка констант  (они указываются до фунуции setup)
  • Функция setup (void setup). Здесь происходит начальная установка переменных, инициализация устройств и тп.
  • Функция loop (void loop). Команды находящиеся здесь выполняются в бесконечном цикле

И так. В функции Setup строкой pinMode(13, OUTPUT); мы устанавливаем 13 порт как порт вывода. Тоесть мы можем включить на нем 1 или 0, а диод на плате припаянный к 13 порту включится или выключится в зависимости от того что мы установили.

В функции loop в цикле мы меняем состояние порта

  digitalWrite(13, HIGH);   // Включаем 1

  delay(1000);              // ждем 1 секунду (1000 милисекунд)

  digitalWrite(13, LOW);    // Включаем 0

  delay(1000);              // ждем 1 секунду (1000 милисекунд)

Коротенькая программа но мы уже можем видеть мигающий диод на плате. Давайте рассмотрим возможности дальше.

Существуют различные варианты подключения светодиода к плате, но я бы рекомендовал подключать + светодиода (длинная лапка) к порту Arduino, а минус к GND или минусу питания.

Кроме того чтобы не сжечь порт, светодиод подключаеться через сопротивление в 2.2кОм.

3

Рисунок 3. Схема подключения светодиода

5

Рисунок 4. Подключение нескольких светодиодов.

Подключив к своему порту светодиод исправьте pinMode(13, OUTPUT); (где 13 это номер порта, Output режим выхода), на номер своего порта. А также digitalWrite(13, HIGH);    ( где 13 номер порта, HIGH высокий уровень или единица )  и digitalWrite(13, LOW);    (LOW низкий уровень или 0).

Теперь мигает ваш светодиод подключенный к плате. Хотите управлять миганием? Давайте подключим кнопку. Это наш первый элемент управления но: Это одна из базовых схем, которая неоднократно пригодиться вам в будущем и может использоваться для управления роботом на Arduino. В вашем будущем роботе по нажатию кнопки могут происходить самые разные действия.

4

Рисунок 5. Подключение кнопки и светодиода.

Почему кнопка так подключена? Потому что любая кнопка может быть замкнута (1) или разомкнута (0), но в с лучае с разомкнутой она  замкнута с другой ножкой кнопки. Так как если в режиме не нажатой кнопки порт может выдать паразитные включения, то этот контакт мы через сопротивление садим на землю (GND). А при нажатии она даст сигнал +5v на порт Ардуино.

Не забываем про резисторы перед кнопкой и перед диодом, чтобы не устроить короткое замыкание и не сжечь плату.

int button = 2;  // устанавливаем переменную Button где 2 это порт подключения кнопки
int led = 8;  // устанавливаем переменную led где 8 это порт подключения светодиода
void setup() {
    pinMode(led, OUTPUT); //устанавливаем порт диода как выход
    pinMode(button, INPUT); // устанавливаем порт кнопки как вход
   }
void loop(){
    if (digitalRead(button) == HIGH) { // если с кнопки пришло +5v… тоесть 1 или HIGH
         digitalWrite(led, HIGH); // включаем диод
    }
    else { // иначе
         digitalWrite(led, LOW); // выключяаем диод
   }
}

Всего полчаса потраченного времени и вы узнали как управлять Arduino.  В следующих уроках мы разберем более сложные, но и более интересные вещи.

You have no rights to post comments

Каталог товаров

Меню

Последние статьи

Популярные статьи

Недавно смотрели

Go to top

Консоль отладки Joomla!

Сессия

Результаты профилирования

Использование памяти

Запросы к базе данных