WORKSHOP BRUK AV SENSORTEKNOLOGI

Transkript

1 WORKSHOP BRUK AV SENSORTEKNOLOGI

2 MIKROKONTROLLERE - ARDUINO KURS

3 ANALOG - DIGITAL FRA VARIASJONER AV STRØMSTYRKE TIL TALL ARDUINO BRUKES TIL Å UTFØRE SLIK KONVERTERING STRØM/TALL ELLER TALL/STRØM

4 ARDUINO ENKEL PLATTFORM FOR PROTOTYPING AV ELEKTRONIKK ÅPNER EN REKKE MULIGHETER FOR STYRING AV LYD, LYS OG VIDEO LESER SPENNINGEN I KRETSEN OG KONVERTERER TIL TALL (INN) KONVERTERER TALL TIL SPENNING (UT)

5 ARDUINO FLERE TYPER BRETT I ARDUINO- FAMILIEN SHIELDS BRUKES FOR Å UTVIDE FUNKSJONALITETEN TIL ARDUINOBRETTENE

6 ARDUINO Maskinvaren: Arduinobrettet hvor en kobler til elektronikken Programvaren (IDE): Programmering og kompilering av kode

7 MASKINVAREN DIGITALE INN- /UTGANGER INNGANG USB/STRØM ANALOGE UTGANG STRØM (5V/3.3V)

8 TEST UT: UTGANGER a) Koble opp kretsen ovenfor. Hvilken motstand bør vi bruke? (Skal koble oss til 5V utgang, og LED bør ikke utsettes for mer enn 20mA) (V = I * R) Svar: 220Ω b) Plugg ut fra 5V utgang, og plugg digital pin 13 til vertikal stripe ved begynnelsen av motstand. Kan da variere strømmen.

9 PROGRAMVAREN Sketch Et sett med kommandoer kalles en sketch C / C++ / Arduino språk

10 OPPSETT Velg Arduinobrett Velg serieport

11 TEST UT: LASTE OPP EN SKETCH 1. Åpne sketch File è Examples è 1.Basics è Blink 2. Verifiser/kompiler sjekk at koden fungerer og oversett 4. Last opp koden programmer hvordan brett skal oppføre seg 3. Sjekk meldinger sjekk resultatet av verifisering/kompilering

12 PROGRAMVARENS OPPBYGNING setup funksjonen Her plasseres all kode som kun skal utføres en gang i begynnelsen av program loop funksjonen Inneholder programmets kjerne som utføres om og om igjen krøllparantes Koden rammes inn med krøllparanteser kommentarer Viktig å skrive kommentarer slik at en siden forstår hva en har gjort

13 GRUNNLEGGENDE KOMMANDOER pinmode Alle pins kan brukes som både inngang og utgang, og må derfor konfigureres digitalwrite Skriver informasjon til pin 13. Her slår vi på og av pin 13 (high/low). delay Får prosessor til å vente 1000 ms, og lager derfor pause mellom av og på kommandoer

14 TEST UT: JUSTER BLINK- SKETCH a) Flytt ledning fra Pin 13 til Pin 11, og gjør slik at brettet blinker med Pin 11. b) Eksperimenter med farten på blinkingen. Hvordan gjør en dette? c) Koble opp et ekstra LED i serie. Koble LED i parallell.

15 VARIABLER variabler Tegn eller sett med tegn som representerer noe annet. Brukes som oftest til å lagre verdier type Må også definere variabelens type, dvs. hvilken type verdi variabelen skal representere/lagre, f.eks. Int/float/bool Her lagres verdien av en trykknapp i variabelen vi definerte ovenfor.

16 BETINGELSER: IF THEN Handlingen som skal utføres må omsluttes av krøllparantes If then, else Brukes for å sjekke om en påstand er sann. Da utføres en handling. Hvis ikke utføres en annen handling Må huske å bruke to == tegn når en skal sammenlikne. Ellers vil en lagre HIGH i variabelen istedet.

17 TEST UT: INNGANGER a) Koble opp kretsen ovenfor. Behold LED- krets, men koble tilbake 5V strøm i horisontal stripe. Legg til en separat bryter- krets (motstand skal være 1kΩ)

18 TEST UT: INNGANGER a) Last opp Bryter- skissen fra kursmappe, og test at den fungerer. b) Bytt ut Bryter med en trykknapp. Test. Juster koden slik at LED slukkes når en trykker på knappen. c) Juster koden slik at LED blinker to ganger når en trykker på knappen. Det skal være 500 ms pause mellom hvert blink. d) Bygg en identisk LED- krets som den dere allerede har. Denne skal kobles til digital pin 11. Juster kode slik at LED 1 lyser når knappen trykkes ned, og LED 2 lyser når knappen ikke trykkes ned.

19 ANALOGE INNGANGER - Oversetter strømstyrker til et spekter med verdier (0-1024) i motsetning til digitale (0-1) - Ideelle til å lese sensorer som f.eks. Potensiometere, LDR etc variabler 2 Lagrer her nummer på LED pin som en variabel. Kan da bruke variabelen istedenfor nummer senere Definerer her en variabel hvor verdier fra analoge inngang kan lagres analogread Leser her den analog inngangen A0, og lagrer den i variabelen sensorvalue delay bestemmes her av verdien til variabelen sensorvalue

20 TEST UT: ANALOGE INNGANGER a) Koble opp kretsen ovenfor. Bruk potensiometer på 10k. Pin i midten av potensiometer skal være koblet til analog inngang 0. b) Last opp AnalogInput- skissen fra kursmappe, og test at den fungerer.

21 SKALERING - Brukes når en forandrer spekteret av verdier en mottar til en annen skala. Definerer en ny variabel som skal lagre den skalerte verdien map() Bruk kommandoen map() for å skalere verdiene en mottar fra A0. Må nå benytte den skalerte verdien, sensormapverdi, i delay- kommando

22 TEST UT: ANALOGE INNGANGER/SKALERING a) Last opp den nye skissen, og test at den fungerer. b) Forandre skalering slik at LED kan blinke med alt fra 10ms til 500ms mellomrom.

23 TEST UT: ANALOGE INNGANGER 2 c) Koble opp kretsen ovenfor. Bruk motstand på 10kΩ.

24 ANALOGE UTGANGER/PWM - Finnes ikke analoge utganger, men simulerer analog ut vha digitale utganger som sender PWM - PWM: pulserer mellom 0V og 5V. Er tempoet raskt nok vil f.eks. LED eller motorer ikke få tid til å skru seg av. Spekteret for PWM er På arduino uno er det kun digitale pins 3, 5, 6, 9, 10, 11 som kan sende PWM Trenger ikke definere inn- /utgang da vi kun benytter analog inn/ut analogwrite Ved at vi bruker kommando analogwrite, skjønner brettet at det skal benytte pin til PWM

25 TEST UT: ANALOGE INNGANGER/SKALERING a) Flytt LED- ledning fra digital pin 13 til 9. Last opp den nye skissen, og test at den fungerer. b) Snu på verdier slik at LED fader inn når du dekker til LDR, og omvendt. Hva må en endre?

26 LIBRARIES UTVID FUNKSJONALITET - Brukes for å utvide funksjonaliteten til programmet. - Benytter egne kommandoer som er spesifikke for det enkelte bibliotek. - Følger ofte med instruksjoner til det enkelte bibliotek for hvordan benytte dette. #include<> Bruker #include<> kommandoen når vi skal importere bibliotek inn i en Arduino- skisse Merk at en her må skalere verdier til da dette er antall grader servo kan bevege seg

27 TEST UT: SERVO MOTOR a) Koble opp kretsen ovenfor. Last opp skissen og test at den fungerer. b) Forandre skisse slik at servo kun beveger seg fra 0 90 grader.

28 SERIAL LIBRARY SERIAL BRUKES FOR Å KOMMUNISERE MED DATAMASKIN ELLER ANDRE ENHETER SERIAL BENYTTER ENTEN USB ELLER PIN 0 OG 1 TIL Å KOMMUNISERE (MERK!! OM EN BENYTTER SERIAL, KAN EN IKKE BRUKE PIN 0 OG 1 SOM VANLIG INN- /UTGANG) Trykk på forstørrelsesglass- symbol for å åpne Serial monitor ARDUINO HAR EN INNEBYGGET SERIAL MONITOR SOM EN KAN SENDE VERDIER TIL, F.EKS. NÅR EN ØNSKER Å FEILSØKE EN SKISSE

29 SERIAL LIBRARY Serial.begin() Starter opp Serial og setter overføringshastigheten (bits pr sek) er en svært vanlig hastighet. Serial.print() Kommando som brukes for å skrive verdier til Serial- utgang.

30 TEST UT: SERIAL LIBRARY a) Koble opp kretsen ovenfor. Bruk motstand på 470Ω på bryter og 1kΩ på trykknapp. Bryter kobles til digital pin 8 og trykknapp til 9. b) Last opp skissen og test at den fungerer ved å åpne Serial monitor. Tallene her viser sensorverdiene.