ARDUINO ΟΔΗΓΟΣ ΓΙΑ ΑΡΧΑΡΙΟΥΣ

Transcript

1 ARDUINO ΟΔΗΓΟΣ ΓΙΑ ΑΡΧΑΡΙΟΥΣ

2 ΤΙ ΕIΝΑΙ ΤΟ ARDUINO; Το Arduino είναι μια «ανοικτού κώδικα» πλατφόρμα βασισμένη σε ευέλικτο και εύκολο στη χρήση hardware και software. Αυτό σημαίνει ότι ο καθένας μπορεί να το τροποποιήσει ανάλογα με τις ανάγκες τους. Το Arduino σχεδιάστηκε για να προσφέρει έναν φθηνό και εύκολο τρόπο για καθηγητές, μαθητές και επαγγελματίες να δημιουργούν υπολογιστές μικροελεγκτών που μπορούν να αλληλεπιδρούν με το φυσικό περιβάλλον.

3 ΓΙΑΤΙ ARDUINO; Το Arduino δεν είναι ούτε ο μοναδικός, ούτε και ο καλύτερος δυνατός τρόπος για την δημιουργία μιας οποιασδήποτε διαδραστικής ηλεκτρονικής συσκευής. Κύριο πλεονέκτημά του είναι η τεράστια κοινότητα που το υποστηρίζει και η οποία έχει δημιουργήσει, συντηρεί και επεκτείνει μια ανάλογου μεγέθους online γνωσιακή βάση. Έτσι, παρότι ένας έμπειρος ηλεκτρονικός μπορεί να προτιμήσει διαφορετική πλατφόρμα ή εξαρτήματα ανάλογα με την εφαρμογή που έχει στον νου του, το Arduino, με το εκτενές documentation, καταφέρνει να κερδίσει όλους αυτούς των οποίων οι γνώσεις στα ηλεκτρονικά περιορίζονται στα όσα λίγα έμαθαν στο σχολείο.

4 ΠΩΣ ΝΑ ΞΕΚΙΝΗΣΩ; Καθώς το Arduino είναι μια πλατφόρμα ανοιχτού κώδικα, ο καθένας μπορεί να δημιουργήσει Arduino συμβατές πλακέτες. Πολλές τέτοιες πλακέτες διατίθενται στην αγορά, όπως το FreeDuino και το NetDuino. Το όνομα Arduino είναι εμπορικό σήμα και προορίζεται για πλακέτες που κατασκευάζονται από την αρχική εταιρεία που βρίσκεται στην Ιταλία. Εάν θέλετε μια φθηνότερη εναλλακτική λύση του Arduino, μπορείτε να αγοράσετε τις πλακέτες κλώνοι.

5 ΕΠΙΛΟΓΗ ΜΟΝΤΕΛΟΥ Πολλοί ειδικοί στον χώρο προτείνουν ως καλύτερη πλακέτα για αρχάριους το Arduino Uno. Φυσικά πριν καταλήξουμε σε κάποιο μοντέλο πρέπει να ανατρέξουμε στα χαρακτηρίστηκα κάθε μοντέλου και στις δυνατότητες που έχουν. Ο παρακάτω πίνακας δείχνει τα χαρακτηριστικά των μοντέλων που κυκλοφορούν στην αγορά.

6 ΤΥΠΟΙ ARDUINO Μέσα από τις αμέτρητες πλακέτες Arduino τα πιο σημαντικά που κυκλοφορούν είναι τα εξής: Arduino πλακέτα Επεξεργαστής Μνήμη Χρήση Arduino Uno 16Mhz ATmega328 2KB SRAM, 32KB flash Entry Arduino Leonardo 16MHz ATmega32u4 2.5KB SRAM, 32KB flash Entry Arduino Mini 16Mhz ATmega328 2KB SRAM, 32KB flash Entry Arduino Mhz Intel Curie 24KB SRAM,196KB flash Entry Arduino Nano 16Mhz ATmega328 2KB SRAM, 32KB flash Entry Arduino πλακέτα Επεξεργαστής Μνήμη Χρήση Arduino Yun 16MHz ATmega32u4 2.5KB SRAM, 32KB flash Internet of things Arduino Ethernet 16Mhz ATmega328 2KB SRAM, 32KB flash Internet of things Arduino Tian 560 MHz Atheros AR MB DDR2, 16 MB flash Internet of things MKR Fox MHz SAMD21 Cortex-M0 32KB SRAM, 256KB flash Internet of things Arduino Leonardo Eth 16Mhz ATmega32u4 2KB SRAM, 32KB flash Internet of things Arduino Micro 16MHz ATmega32u4 2.5KB SRAM, 32KB flash Entry Arduino Esplora 16MHz ATmega32u4 2.5KB SRAM, 32KB flash Entry Arduino Industrial Mhz Atheros AR MB DDR2, 16 MB flash Internet of things MKR GSM MHz SAMD21 Cortex-M0 32KB SRAM, 256KB flash Internet of things Arduino Due 84MHz AT91SAM3X8E 96KB SRAM, 512KB flash Enhanced Arduino MKR MHz SAMD21 Cortex-M0 32KB SRAM, 256KB flash Internet of things Arduino Mega 16MHz ATmega2560 8KB SRAM, 256KB flash Enhanced MKR WAN MHz SAMD21 Cortex-M0 32KB SRAM, 256KB flash Internet of things Arduino Zero 48Mhz ATSAMD21G18 32KB SRAM, 256KB flash Enhanced Arduino Lilypad 8Mhz ATmega328P 2KB SRAM, 32KB flash Wearable Arduino M0 48Mhz ATSAMD21G18 32KB SRAM, 256KB flash Enhanced Arduino Gemma 8Mhz ATtiny85 512B SRAM, 8KB flash Wearable

7 ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΤΑ ΚΙΤ; Μια καλή αρχή για να ασχοληθεί κάποιος με Arduino είναι να προμηθευτεί ένα starter kit Τα περισσότερα κιτ περιλαμβάνουν Arduino πλακέτα, καλώδια σύνδεσης, διάφορα ηλεκτρονικά εξαρτήματα (αντιστάσεις, λυχνίες), ρότορες, ανιχνευτές, διακόπτες, breadboards και LCD οθόνες.

8 ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΤΑ SHIELDS; Τα shields είναι κάρτες που μπορούν να συνδεθούν πάνω από το PCB(printed circuit board) του Arduino, επεκτείνοντας τις δυνατότητές του. Τα shields είναι εύκολα να τοποθετηθούν και φτηνά για παραγωγή. Color TFT Shield με υποδοχή micro sd Wireless Shield Cellular Shield TFT Touch Shield GPS Logger Shield

9 ARDUINO TUTORIALS Στην επίσημη ιστοσελίδα Arduino μπορούμε να βρούμε αρκετά tutorials, παραδείγματα και projects. ( Ακόμη και στο Youtube μπορούμε να βρούμε κανάλια για βίντεο μαθήματα. ( Στην περίπτωση που θέλουμε tutorials στην ελληνική γλώσσα υπάρχουν μερικά βιβλία στην αγορά ( και δωρεάν pdf από καθηγητές πληροφορικής (

10 ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΑΠΑΡΑΙΤΗΤΟΥ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ Για να προγραμματίσετε τη μονάδα σας θα χρειαστείτε το περιβάλλον προγραμματισμού Arduino IDE. Στο περιβάλλον αυτό γράφετε κώδικα (βασίζεται στη γλώσσα C/C++) τον οποίο μετά μεταγλωττίζετε και μεταφορτώνετε στη μονάδα σας. Το Arduino IDE υπάρχει σε εκδόσεις για Windows, Mac και Linux και μπορείτε να το κατεβάσετε εντελώς δωρεάν από την επίσημη ιστοσελίδα ( ΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ ΣΟΥΣΑΜΛΗΣ - ΚΕΠΛΗΝΕΤ ΛΕΣΒΟΥ ΙΑΝΟΥΆΡΙΟΣ 2018

11 ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ARDUINO Το Arduino μπορεί να λειτουργήσει με ρεύμα από τη USB θύρα του υπολογιστή σας ή με αυτόνομη παροχή ρεύματος από μπαταρία. Η μονάδα παρέχει σταθερά τάση 5V στις εξόδους της. Για παροχή ρεύματος στη μονάδα από εξωτερική πηγή δέχεται τροφοδοσία από εξωτερικό βύσμα - συνιστώμενη παρεχόμενη τάση λειτουργίας είναι στα 7V έως 12V, ώστε να μπορεί να λειτουργήσει και να δώσει σταθερά τα 5V στην έξοδο. Μπορείτε να συνδέσετε την παροχή ρεύματος απευθείας στα pins που προορίζονται για αυτό το σκοπό: (+) στο Pin VCC IN και (-) στο Gnd δίπλα του. Στην περίπτωση που είναι συνδεδεμένη η μονάδα σας μόνιμα με θύρα USB τότε δουλεύει χωρίς πρόβλημα με τα 5V που παρέχει η USB θύρα.

12 ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ARDUINO UNO ICSP για USB διεπαφή Ψηφιακά pins Εισόδου/Εξόδου Κουμπί reset USB σύνδεση σε Η/Υ Ρυθμιστής τάσης Τροφοδοσία 7-12 V AUX και τροφοδοσίας pins LED RX/TX/SS LED τροφοδοσίας ICSP για Atmega 328 Atmega 328 μικροελεγκτής Αναλογικά pins Εισόδου /Εξόδου

13 Arduino PIN Microcontroller PIN 0 PD0(RXD) receive data ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ARDUINO UNO 1 PD1(TXD) transmit data 2 PD2(INT 0) interrupt 1 3 PD3(INT 1) interrupt 2 4 PD4 5 PD5 MicroController Unit Atmega 328 Input V 7V-12V Λειτουργίας V 5V CPU speed 16 MHZ Analog I/O 6/0 Digital I/O 14/6 EEPROM 1 KB SRAM 2 KB 6 PD6 7 PD7 8 PB0 9 PB1 10 PB2(SS ) slave select 11 PB3(MOSI) master output slave in 12 PB4(MISO) master input slave out 13 PB5(SCK) serial clock FLASH 32 KB A0 PC0 UART 1 USB Regular A1 A2 A3 A4 PC1 PC2 PC3 PC4(SDA) serial data A5 PC5(SCL) serial clock

14 ΑΠΟΜIΜΗΣΕΙΣ ARDUINO Στην αγορά εκτός από τις αμέτρητες γνήσιες πλακέτες Arduino κυκλοφορούν και πάρα πολλές απομιμήσεις. Κάποιες ενδείξεις είναι ιδιαίτερα φανερές. Χρώμα Γνήσιες πλακέτες είναι μίξη πράσινου και μπλε, ενώ οι απομιμήσεις έχουν χρώμα βαθύ μπλε Γνήσιο Απομίμηση

15 ΑΠΟΜIΜΗΣΕΙΣ ARDUINO Εξάρτημα 501Κ Δίπλα από τον ρυθμιστή τάσης το χρώμα του εξαρτήματος στη γνήσια πλακέτα είναι χρυσή Γνήσιο Απομίμηση

16 ΑΠΟΜIΜΗΣΕΙΣ ARDUINO Λογότυπα Τα λογότυπα στις γνήσιες πλακέτες είναι πιο κομψά χωρίς περιττά γεμίσματα Περιττό γέμισμα στο Α Άκομψη παρουσίαση της Ιταλίας Γνήσιο Απομίμηση

17 ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ARDUINO Μερικές από τις πολυάριθμες εφαρμογές είναι: - Αυτοματισμός σπιτιού - Ψηφιακή κλειδαριά - Έλεγχος ηλεκτρονικών συσκευών με τη χρήση smartphone - Smart συσκευές και Internet of things (ξυπνητήρι, ανιχνευτές πυρκαγιάς, ανιχνευτές κίνησης, GPS και GSM) - Ρομποτική

18 ARDUINO PROJECTS Ανίχνευση χρώματος Ανίχνευση δακτυλικού αποτυπώματος Αναπαράσταση με LED ΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ ΣΟΥΣΑΜΛΗΣ - ΚΕΠΛΗΝΕΤ ΛΕΣΒΟΥ ΙΑΝΟΥAΡΙΟΣ 2018

19 ARDUINO ROBOTS ΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ ΣΟΥΣΑΜΛΗΣ - ΚΕΠΛΗΝΕΤ ΛΕΣΒΟΥ ΙΑΝΟΥAΡΙΟΣ 2018

20 ΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ ΣΟΥΣΑΜΛΗΣ - ΚΕΠΛΗΝΕΤ ΛΕΣΒΟΥ ΙΑΝΟΥAΡΙΟΣ 2018