Ардуино как работает программа

Простейшая программа для платы Arduino, мигание светодиода.

На данном уроке мы научимся подключать светодиоды к Arduino, используя макетную плату, программировать включение и выключение светодиодов.

Проект сигнализация на Arduino

Роботы Arduino для соревнований движение по линии. Устройство робота, компоненты.

Как считать данные с дачтика Arduino и откалбировать датчики освещенности для движения робота Arduino по черной линии

Установка среды разработки ардуино IDE arduino. Установка библиотек для среды разработки ардуино IDE arduino

Принципиальная схема мобильного робота ардуино программирование мобильного робота ардуино на движение вперед

Повороты мобильного робота ардуино.

Программа для движения мобильного робота ардуино вдоль черной линии, Схема мобильного робота arduino для движения по черной линии

Сборка и программирование мобильного робота ардуино с драйвером l289

Подключение сервопривода к ардуино. Программа для управления сервоприводом подключенным к arduino библиотека для арудино Multiservo.h

АРДУИНО и Микроконтроллеры. Для Начинающих и не только! Создаём нашу первую программу на Ардуино.

Подключение реле к ардуино, управление внешней нагрузкой и подвижной платформой с помощью ардуино через реле

Подключение и программирование радио модуля NRF24L01 к ардуино. Прием и передача радиосигнала с помощью радиомодуля в системах с ардуино

Подключение блютуз модуля hc к ардуино. Управление мобильным роботом машинкой ардуино через блютуз с помощью смартфона андроид

Подключение и программирование инфракрасного датчика расстояния sharp к ардуино

Подключение lcd дисплея к arduino. Вывод тектса на lcd экран в среде IDE Arduino

Подключение мембранной матричной клавиатуры к ардуино. Программирование матричной клавиатуры подключенной к arduino

Подключение датчика дыма MQ 2 к arduino. Программирование датчика дыма в среде ide arduino

Подключение шагового двигателя 28BYJ-48 к ардуино с помощью драйвера ULN2003. Управление шаговым двигателем с помощью библиотеки Stepper

Источник: itrobo.ru

Проектная работа «Arduino и программирование»

В проекте описаны возможности среды Arduino для изучения основ алгоритмизации и программирования. Благодаря данному проекту, мы узнаем, с чего начинается электроника и как она работает. Проект направлен на развитие навыков детей по работе с настоящей электроникой и изучение основ программирования. Мы научимся читать электронные схемы и самостоятельно конструировать на макетной плате и писать скетч. Мы будем изучать язык программирования не стандартным методом.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Районный конкурс учебно- исследовательских,

проектных и поисковых работ учащихся «Юный исследователь»

Направление конкурса : «Информационно –технологическое»

Программирование Ардуино с нуля. Arduino для начинающих.

(математика, физика, информатика)

«Arduino и программирование »

Автор проекта: Агафонов Вячеслав Сергеевич, ученик 10 класса

МОУ «Первомайская СОШ »

Кочеткова Марина Анатольевна, учитель МОУ« Первомайская СОШ»

1.1. Общая информация

1.1.1. Наименование проекта

1.1.2. Участники проекта

1.2. Описание проекта (аннотация)

1.2.1. Проблема проекта

1.2.2. Актуальность проекта

1.2.4. Задачи проекта

1.2.5.Ожидаемые конечные результаты реализации проекта

1.2.6.Новизна проекта (научная, технологическая и пр.)

1.2.7.Предполагаемая практическая значимость результатов проекта

1.2.8.Оригинальность и качество результатов (решений) проекта

1.2.9.Научное обоснование проекта

1.2.10.Финансово-экономическое обоснование проекта

1.3. Реализация проекта

1.3.1. Границы проекта

1.3.2. Методы исследования / реализации проекта

1.3.3. Ресурсное обеспечение проекта

1.3.5.Использование языка программирования

1.3.6.Сроки и этапы реализации проекта

1.3.9.Состав проектной и сопроводительной документации

1.4. Выводы / рекомендации

1.5. Планируемое дальнейшее развитие / внедрение результатов проекта

Результаты реализации проекта

Глоссарий

Использованные литература и источники информации

1.1.Общая информация.

Arduino и программирование

Период выполнения проекта

3 месяца (декабрь-февраль 2021 г.)

Ссылка на презентацию проекта

Фамилия Имя Отчество

Место учебы, класс

Место работы, должность

Контактный телефон, электронная почта

Кочеткова Марина Анатольевна

Агафонов Вячеслав Сергеевич

МОУ «Первомайская СОШ» , 10 класс

Автор проекта, исполнитель

Описание проекта.

Краткое описание проекта (аннотация)

1. В проекте описаны возможности среды Arduino для изучения основ алгоритмизации и программирования . Благодаря данному проекту, мы узнаем, с чего начинается электроника и как она работает. Проект направлен на развитие навыков детей по работе с настоящей электроникой и изучение основ программирования. Мы научимся читать электронные схемы и самостоятельно конструировать на макетной плате и писать скетч. Мы будем изучать язык программирования не стандартным методом.

Анализ проблемной ситуации (решаемая проблема)

Изучение программирования достаточно сложная задача для большинства ребят. Написать программу хоть на каком-нибудь языке могут только ученики профильных классов в школах с углублённым изучением физико-математических дисциплин. Робототехника, программируемые контроллеры, Arduino должны помочь разжечь интерес, дать возможность применить свои знания в программировании на практике при написании скетч.

Использование «Ардуино»- это изучение языка программирования не стандартным методом , который поможет повысить интерес в вопросах изучения школьного курса алгоритмизации и программирования.

Arduino — это всемирно известная платформа, на которой удобно осваивать программирование, микроэлектронику и робототехнику.

Актуальностью проекта является то, что Arduino создает программы следующего поколения, которые расширяют возможности учащихся в процессе обучения в средней школе, старшей школе и университете и помогают нам развиваться.

1. Развитие умений самостоятельно конструировать свои знания посредством исследования возможностей среды Arduino
2. Развитие познавательных навыков при изучении основ алгоритмизации и программирования в среде Arduino.

1. Познакомиться с алгоритмическими конструкциями и правилами их записи, с основными способами организации данных.

1. Научиться разрабатывать алгоритмы и реализовывать их на языке программирования Си ++ на основе Arduino.

Ожидаемые конечные результаты реализации проекта

1. Повышение уровня заинтересованности в процессе изучения программирования;
2. Существенное повышение усвоения в будущем основного материала по программированию.
3. Приобретение навыков работы по разработке алгоритмов и реализовывать их на языке программирования Си ++ на основе Arduino

Новизна проекта (научная, технологическая и пр.)

Новизной данного проекта является то, что Arduino — это удобный способ изучения языка программирования в старшей школе по информатике . Программируются микроконтроллеры на упрощенной версии языка C++ .

Предполагаемая практическая значимость результатов проекта

Практическая значимость очевидна:

1. Программирование микроконтроллера Arduino -это изучение языка программирования не стандартным методом , тем самым предполагается практическая значимость изучения данной темы.
2. Использование Arduino на уроках физики и информатики позволяет открыть новые возможности для ученика – увлечение проектно-исследовательской деятельностью, что способствует раскрытию творческих способностей и индивидуализации учебного процесса.

Оригинальность и качество результатов (решений) проекта

Отсутствие аналогов. Каждая модель индивидуальна.

Ардуино имеет полностью открытую архитектуру. Открытый исходный код. Это позволяет людям создавать свои собственные функции и библиотеки.

Научное обоснование проекта

Есть возможность реализации проекта в будущем. Arduino — одна из самых распространенных платформ для обучения программированию. Вышла новая линейка Arduino .

Финансово-экономическое обоснование проекта

Для того что бы начать создавать разнообразные электромеханические устройства нужен только сам микроконтроллер и компьютер с USB портом. Компьютер есть практически у всех, а микроконтроллер можно купить по цене от 100 рублей.

В состав электронного конструктора на основе Ардуино уже входит необходимый базовый комплект для конструирования и программирования.

Исполнение проекта не оказывает отрицательного влияния на экологическую ситуацию.

Реализация проекта.

Processing и Ардуино. Работа по Serial

Этой статьёй мы продолжаем цикл материалов о языке программирования Processing и сегодня мы рассмотрим как связь (родство) самих систем программирования Processing и Arduino, так и связь между программами и приложениями, работающими в этих системах. В частности, мы рассмотрим управление работой программ по последовательному интерфейсу (Serial).

Processing и Arduino

Processing и Arduino являются родственными системами с похожей идеологией и реализацией. Можно сказать, что Ардуино «выросла» из Процессинга. Ардуино использует похожий (хотя и несколько урезанный по сравнению с Processing) синтаксис, только ориентированный на работу с микроконтроллерами. Официально язык программирования Ардуино называется Wiring.

Поскольку это родственные и очень похожие системы (у них даже интерфейс среды разработки практически один и тот же), то освоив одну из них, вы с лёгкостью сможете работать и в другой. И это здорово потому, что очень снижает порог входа и освоение программирования как микроконтроллеров, так и полноценных компьютеров, работающих под различными операционными системами.

Связь между Processing и Arduino

Зачем может понадобиться связь между Processing и Arduino? Применений подобной связи множество: это и управление микроконтроллерами с компьютера, программирование микроконтроллеров, передача данных из микроконтроллеров на компьютер, визуализация данных и параметров работы как микроконтроллеров, так и компьютеров и т. д. и т. п. — применений этой технологии не счесть.

Вообще, связать микроконтроллер под управлением Wiring и компьютерную программу под управлением Processing можно множеством способов, среди них:

• по Serial
• при помощи специализированного протокола Firmata
• по Ethernet сети
• различными беспроводными способами
• и т. д.

В этой статье мы рассмотрим и подробно разберём самый простой «нативный» способ связи между скетчем на Processing и Arduino микроконтроллером. А в процессе изучения реализации такой связи вы сможете потренироваться в освоении программирования как контроллеров Ардуино, так программирования на Processing.

Управление «Processing to Arduino»

Сначала мы рассмотрим вариант управления Ардуино-контроллером из скетча на Processing. Этот вариант может понадобиться вам для управления (по последовательному интерфейсу) контроллером с вашего компьютера.

Поскольку взаимодействие происходит между двумя системами, то мы приведём здесь два скетча, которые должны будут работать одновременно — один на контроллере, другой — на компьютере. В качестве Ардуино контроллера мы будем использовать Arduino Nano.

Примечание: здесь предполагается, что вы достаточно опытный пользователь и умеете создавать скетчи и загружать их в Ардуино микроконтроллер.

Первый скетч для Ардуино контроллера:

/* Serial Processing to Arduino */ #define LED_PIN 13 void setup() < Serial.begin(115200); pinMode(LED_PIN, OUTPUT); >void loop() < if (Serial.available() >0) < int i = Serial.read(); if (i == ‘H’) else if (i == ‘L’) > >

Здесь мы определяем пин к которому присоединён светодиод (на плате Arduino Nano).

#define LED_PIN 13

Затем запускаем работу Serial интерфейса на скорости 115200.

Serial.begin(115200);

И переключаем пин светодиода на «выход».

pinMode(LED_PIN, OUTPUT);

Далее следует цикл loop().

void loop() < if (Serial.available() >0) < int i = Serial.read(); if (i == ‘H’) else if (i == ‘L’) > >

В котором мы «ловим» приходящие данные по Serial интерфейсу (от нашего компьютера и скетча на Processing) и присваиваем их переменной i.

if (Serial.available() > 0) < int i = Serial.read();

А далее просто включаем или выключаем светодиод в зависимости от приходящих байтов (символов).

if (i == ‘H’) else if (i == ‘L’)

Теперь рассмотрим «ответный» скетч на Processing:

/* Serial Processing to Arduino */ import processing.serial.*; int boxX; int boxY; int boxSize = 20; Serial port; void setup() < port = new Serial(this, «COM41», 115200); size(200, 200); boxX = width / 2; boxY = height / 2; rectMode(RADIUS); >void draw() < background(0); if (mouseX >boxX — boxSize mouseX < boxX + boxSize mouseY >boxY — boxSize mouseY < boxY + boxSize) < fill(220, 0, 0); port.write(‘H’); >else < fill(127); port.write(‘L’); >rect(boxX, boxY, boxSize, boxSize); >

Здесь мы вначале подключаем соответствующую библиотеку.

import processing.serial.*;

Затем определяем параметры графического элемента.

int boxX; int boxY; int boxSize = 20;
Serial port;

И затем создаём его. Обратите внимание: вместо «COM41» вы должны указать номер COM порта, к которому у вас подключён микроконтроллер Arduino.

port = new Serial(this, «COM41», 115200);

Далее задаём размер графического окна на котором будем выводить графику, в данном случае это окно размером 200 на 200 пикселей.

size(200, 200);

Определяем центр графического окна.

boxX = width / 2; boxY = height / 2;

И переключаем режим рисования прямоугольников в состояние, когда первые два значения определяют центр прямоугольника, а вторые — половинные значения по горизонтали и вертикали и откладываемые от центральной точки.

rectMode(RADIUS);

Затем в циклической функции draw() рисуем серый или красный квадрат в зависимости от положения указателя мыши и посылаем соответствующие управляющие символы в Serial порт (на контроллер Ардуино).

void draw() < background(0); if (mouseX >boxX — boxSize mouseX < boxX + boxSize mouseY >boxY — boxSize mouseY < boxY + boxSize) < fill(220, 0, 0); port.write(‘H’); >else < fill(127); port.write(‘L’); >rect(boxX, boxY, boxSize, boxSize); >

Подробнее: очищаем графическое окно.

background(0);

Определяем положение указателя мыши (над квадратом или нет).

if (mouseX > boxX — boxSize mouseX < boxX + boxSize mouseY >boxY — boxSize mouseY < boxY + boxSize)

Определяем цвет и посылаем управляющие символы.

fill(220, 0, 0); port.write(‘H’); > else

rect(boxX, boxY, boxSize, boxSize);

В результате когда указатель мыши находится не над квадратом, квадрат выводится серым цветом, на контроллер отправляется символ «L» и на контроллере не горит светодиод.

Как только курсор мыши появляется над квадратом, квадрат становится красным, на контроллер посылается символ «H» и на нём загорается встроенный светодиод.

Управление «Arduino to Processing»

Теперь рассмотрим противоположный вариант — управление (или передачу данных) компьютером (скетчем на Processing) с Ардуино контроллера. Это тоже очень востребованный паттерн работы системы, которому можно найти множество практических применений.

Итак, скетч для Ардуино контроллера, реализующий свою часть работы системы:

/* Serial Arduino to Processing */ #define ANALOG_PIN A0 void setup() < Serial.begin(115200); >void loop()

Здесь мы определяем аналоговый пин, с которого будем получать данные.

#define ANALOG_PIN A0

В цикле получаем данные и преобразуем их.

int i = analogRead(ANALOG_PIN); i = map(i, 0, 1023, 0, 255);

Отправляем их на компьютер и делаем задержку в 1 секунду.

Serial.println(i); delay(1000);

Далее посылаем нулевое значение и снова делаем задержку.

Serial.println(0); delay(1000);

В общем, наш скетч делает одну простую вещь — раз в секунду посылает либо данные с аналогового порта A0, либо нулевое значение в Serial.

Теперь «ответный» скетч на Processing:

/* Serial Arduino to Processing */ import processing.serial.*; Serial port; float bright = 0; void setup() < size(300, 300); port = new Serial(this, «COM41», 115200); port.bufferUntil(‘n’); >void draw() < background(bright); >void serialEvent(Serial port)

Здесь: создаём переменную для хранения значения яркости и присваиваем ей нулевое значение:

float bright = 0;

Проводим стандартные операции, описанные выше.

size(300, 300); port = new Serial(this, «COM41», 115200);

Очищаем буфер последовательного порта.

port.bufferUntil(‘n’);

И далее в цикле устанавливаем яркость фона графического окна.

void draw()

Всю работу по получению данных от микроконтроллера Ардуино выполняет функция serialEvent(), которая автоматически вызывается всякий раз, когда появляются новые данные в порту.

void serialEvent(Serial port)

Таким образом, наш контроллер на Ардуино передаёт управляющие байты (взятые им из аналогового порта), а скетч на Processing использует эти значения для установки яркости фона графического окна (серый):

А затем предаёт нулевой байт и скетч на Processing соответствующим образом меняет цвет фона графического окна (чёрный):

Это тоже только пример управления (передачи данных) компьютером с контроллера и используя этот принцип, вы можете создать любые другие варианты работы системы в соответствии с вашими задачами.

Заключение

В этой статье мы рассмотрели варианты управления «Processing to Arduino» и «Arduino to Processing» и используя их или их сочетание вы сможете добавить новый и очень интересный функционал в ваши проекты.

Ссылки по теме

Processing и Ардуино. Работа по Serial

Источник: electromicro.ru