Микхеев иван конферентсия


Администрация Кировского района муниципального образования
«Город Саратов»
Муниципальное образовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа №93
Тема: «Ардуино как средство прототипирования»Выполнил: Михеев Иван,
4 «Б» класс
Руководитель: Чеботарева
Елена Алексеевна
г. Саратов
2014г.
Оглавление
TOC \o "1-3" \h \z \u Введение PAGEREF _Toc380607580 \h 3Цели, задачи, актуальность темы PAGEREF _Toc380607581 \h 3Аппаратная часть PAGEREF _Toc380607582 \h 3А что такое контроллер? PAGEREF _Toc380607583 \h 4Arduino PAGEREF _Toc380607584 \h 4Sketch (cкетч) PAGEREF _Toc380607585 \h 5Оригинальные платы. PAGEREF _Toc380607586 \h 5Клоны PAGEREF _Toc380607587 \h 5Мои разработки в области программирования. PAGEREF _Toc380607588 \h 6Заключение PAGEREF _Toc380607589 \h 7Список литературы PAGEREF _Toc380607590 \h 8Приложения PAGEREF _Toc380607591 \h 9

ВведениеЯ занялся Arduino примерно год назад. Впервые мне рассказал о нем мой отец. Он показал мне видео в интернете про Arduino и вкратце рассказал о микроконтроллерах. Из видео было ясно, что программировать Arduino я смогу, и я задался целью что-нибудь сделать. Сначала я детально изучил 3 книги,(«Блокнот программиста ардуино», «Знакомство с ардуино») которые я смог найти по программированию Arduino. Затем решил применить полученные знания на практике.
Так я занялся Arduino.
Цели, задачи, актуальность темыЦель: Получить базовые знания о платформе arduino.
Задачи: 1.Научиться основам электротехники.
2.Получить знания по программированию на языке arduino 3.Создать несколько схем на основе полученных знаний.
Актуальность темы: В связи с развитием робототехники и программирования появилась возможность изучения азов программирования в младшей школе с помощью платформы Arduino для создания простых программируемых схем и даже полноценных роботов
Аппаратная частьArduino — аппаратная вычислительная платформа, основными компонентам которой являются простая плата ввода/вывода и среда разработки на языке Processing/Wiring.
Плата Arduino состоит из микроконтроллера Atmel AVR (ATmega328 и ATmega168 в новых версиях и ATmega8 в старых) и элементной обвязки для программирования и интеграции с другими схемами. На каждой плате обязательно присутствуют линейный стабилизатор напряжения 5 В и 16 МГц кварцевый генератор (в некоторых версиях керамический резонатор). В микроконтроллер предварительно прошит загрузчик, поэтому внешний программатор не нужен.
А что такое контроллер?Контроллер это такое электронное устройство которое что- нибудь контролирует — то есть реагирует на изменения одних параметров изменением других.Кондиционер, mp3 плеер, велокомпьютер, сигнализация, мобильник, навигатор — всё это (грубо говоря) специализированные контроллеры.Компьютер настольный это контроллер универсальный, расширяемый, с его помощью всё вышеперечисленное можно реализовать. Нужны будут только соответствующие платы расширения и софт.
ArduinoАрдуино универсальный контроллер, который можно заточить под какую-нибудь задачу и превратить в законченное электронное устройство произвольного назначения, от часов с будильником до робота.
Так же подключая к Arduinoразличные устройства – шилды(shields) добавляем различные функции — так можно управлять всякими двигателями, сервомашинками, сетевой нагрузкой наконец (свет, обогреватель, чайник и т.п.). Можно подключить GPS или GSM модуль и получать координаты со спутника Можно вставитьEthernet-модуль и выпустить свой девайс в интернет — пусть шлёт данные на твой сайт, или пусть пишет всё на SD-карту вставленную в соответствующий шилд. Можно добавить каналы связи – ИК, радиоканал, а то и вообще Bluetooth, со всеми вытекающими.
Ардуино имеет ряд преимуществ:
Не нужен программатор
Не нужны особо глубокие познания в программирования микроконтроллеров
Проект ардуино полностью открытый
Платформа набирает популярность — много сайтов с библиотеками, схемами и проектами
Стандартизация расположения выводов — это делает её привлекательной для производителей – появляются всё новые шилдыArduino - настоящий конструктор, для очень быстрого прототипирование и реализации идей.Sketch (cкетч) — собственно ваш креатив, то что должна будет делать плата. Пишется в IDE на языке Wiring.
Оригинальные платы. Сами итальянцы выпускают плату в нескольких основных форм-факторах:
ArduinoUNO — стандартный размер, 20входо-выходов, полная совместимость со всеми шилдами.
ArdinoMega — увеличенный размер, 70входо-выходов, совместимость не со всеми шилдами.
ArdinoNano — уменьшеный размер, 22входо-выхода, не совместима с шилдами.
ArdinoMini — ещё меньший размер, 20входо-выхоов, не совместима с шилдами, не имеет USB.
КлоныТакие платы («клоны») полностью повторяют Arduino и полностью совместимы с ней. То есть, разница между клоном и оригиналом — только в производителе (иногда в цвете) — соответственно различия могут быть только в качестве сборки, качестве компонентов, строгости выходного контроля.
Мои разработки в области программирования.Я решил сделать несколько скетчей, чтобы узнать, на что способно Arduino.
Вначале я решил проверить ардуино, сделав пробный скетч на мигание светодиодом через одну секунду.
Пробный скетч:
intled = 13;-эта строка пишет правило что все led будут заменятся на 13 т.е. вывод 13
voidsetup() { -всё что находится за{ повторяется 1 раз
pinMode(led, OUTPUT); -эта строка устанавливает что led (как вы помните это контакт 13), вывод
}
voidloop() { -всё что находится за{ повторяется бесконечно
digitalWrite(led, HIGH); эта строка устанавливает led во включённое состояние
delay(1000); -задержка в 1 секунду т.е. 1000 миллисекунд
digitalWrite(led, LOW); эта строка устанавливает led в выключенное состояние
delay(1000); - задержка в 1 секунду
}
Вот так я сделал мою первую программу
Прочитав несколько руководств по Arduino я сделал градусник, светофор и многое другое.
Светофор основан на выше представленном мигании светодиода. Только в нём было использовано три канала. В начала загорается красный свет светофора, он горит ровно 8 секунд. Далее при горящем красном свете загорается желтый светодиод, потом оба света выключаются, и загорается зеленый светодиод (он тоже горит 8 секунд). Далее зеленый светодиод начинает мигать, потом загорается желтый свет, желтый свет гаснет и загорается опять красный светодиод.
Вид программы ArduinoIDEc написанным скетчем «светофор» представлен на рисунке.

ЗаключениеТаким образом, Ардуино – средство прототипирования, достаточно простое, доступное и интересное средство для реализации своих идей.
Выполняя эту работу, я получил базовые знания о платформе Arduino, научился основам электротехники, программированию на языке Arduino и создал несколько схем на основе полученных знаний. В дальнейшем я планирую расширить мой знания и полноценно заняться робототехникой и программированием.

Список литературыКнига «Знакомство с Ардуино» автор неизвестен
Книга «Блокнот программиста Ардуино» автор- Brian W. EvansСайт «robocraft.ru»

Приложения
АрдуиноUNO
Bread-board

РазъёмUSB типа В
Светодиоды для конструирования светофора

Резисторы для предохранения светодиодов от перегорания
(я использовал резисторы на 330 Ω)

Светофор после сборки без подключения к Arduino

Подключенный светофор. Резисторы идут на «-»(GND)

Это«-» (контакт GND Arduino)

Контакт GND на Arduino

Подключенные светодиоды к контактам 13,12,11

Светофор как это выглядит в собранном виде

Зеленый свет светофора

Желтый, красный свет светофора

Желтый свет светофора

Красный свет светофора

Основа Ардуино микроконтроллер ATMEGA 328P-PU
Ардуино IDE среда программирования (скриншот не с моего компьютера

Приложенные файлы


Добавить комментарий