LUMA SUOMI -kehittämisohjelma LUMA FINLAND -utvecklingsprogram LUMA FINLAND development programme Ohjelmointia Arduinolla

Transkriptio

1 Ohjelmointia Arduinolla Kyösti Blinnikka, Olarin koulu ja lukio LUMA-keskus Aalto

2 Mikä on Arduino? Open Source Electronics Prototyping Platform Arduino on avoimeen laitteistoon ja ohjelmistoon perustuva mikrokontrolleri-elektroniikkaalusta ja ohjelmointiympäristö. Kotisivu: arduino.cc (Euroopassa tuotenimellä Genuino)

3 Arduinon toiminnot ohjelmoidaan Ulkoinen kytkentä: INPUT: erilaiset anturit, säätimet, kytkimet OUTPUT: ledit, releet, servot, moottorit Syötetty ohjelma: Laitteistoa ohjelmoidaan C-kieleen perustuvalla ohjelmointikielellä INPUT: Lämpötila-anturi Mikrokontrolleriin syötetty OHJELMA OUTPUT: Ledit ja kaiutin

4 Arduinokortin osat Arduino/Genuino Uno Suosituin Arduinoalusta Resetnappula 14 digitaalista kytkentäpinniä 0 13 (Voidaan ohjelmallisesti määrittää joko INPUT tai OUTPUT-pinneiksi) LOW = 0 = 0 V HIGH = 1 = +5 V USB-liitin (koodin ja virran syöttö) Jänniteregulaattori 5 V Pinniin 13 kytketty ledi Mikrokontrolleri Oikean Arduino/Genuino kortin hinta on noin 30 euroa Ulkoinen virran syöttö 6-15 V (ulkoinen virtaliitin 2,1 mm tai Vin-pinni) Virtaliitäntä kytkentöjä varten 5 V, GND 6 analogista kytkentäpinniä A0 A5 Lukevat jännitettä 0 5 V

5 Arduino on laajennettava Saatavana on erilaisia shieldejä Esimerkiksi ehealth-shield Esimerkkejä shieldeistä: GSM Shield WiFi Shield Bluetooth Shield Motor Shield GPS Shield

6 Arduino/Genuino Starter Kit Arduino Uno Board Kytkentäalusta Paljon komponentteja ja tarvikkeita Hyvä ohjekirja itseopiskelijalle Starter Kitin hinta on noin 100 euroa

7 Starter Kitin kytkentäalusta Koekytkentäalusta Vaakarivit samaa johdinta Pystyrivit samaa johdinta. Tähän kytketään yleensä +5 V ja 0 V (GND)

8 Valmis kytkentä

9 Ohjelmointiympäristö Yksinkertainen editoriohjelma on ladattavissa sivustolta arduino.cc Sivustolla arduino.cc on myös kattavat ohjeet (valikossa Learning)

10 Ohjelman käyttö Avaa Arduino-ohjelma koneelle Kytke Arduino-kortti USBjohdolla koneelle Tarkista Tools-valikosta Board ja Serial Port Ohjelma Sketch ladataan Arduinolle vasemman yläkulman nuolella merkitystä nappulasta

11 Ensimmäinen ohjelma BLINK /* Blink Sytyttää ja sammuttaa lediä sekunnin välein */ // Arduinolevyllä on pinniin 13 kytketty ledi // setup ajetaan, kun ohjelma käynnistetään void setup() { // asetetaan pinni 13 OUTPUT-navaksi. pinmode(13, OUTPUT); Ohjelman kommentit on erotettu joko /* */ tai // merkeillä. Varsinaiset ohjelman käskyt on merkitty oheiseen esimerkkiin lihavoidulla tekstillä. Setup Ohjelman kertaluonteiset asetukset } // silmukkaa LOOP pyöritetään, kunnes levyltä katkaistaan virta: void loop() { Loop Pääohjelma digitalwrite(13, HIGH); delay(1000); digitalwrite(13, LOW); delay(1000); // ledi päälle (HIGH 5 voltin jännite) // odotetaan sekunti (1000 millisekuntia) // ledi pois päältä (LOW 0 voltin jännite) // odotetaan sekunti }

12 Oppimateriaali Arduino tutuksi ledivilkkusysteemit painonappien kytkeminen äänen tuottaminen jännitteen mittaaminen (lämpötilan mittaus, valaistuksen mittaus) servon ohjaus moottorin ohjaus PWM - tehon säätäminen (ledin himmentäminen /moottorin kierrosluvun säätäminen) etäisyysmittaus ultraäänianturilla LCD-näytön kytkeminen PROJEKTITYÖ peli? mittalaite? hälytin? laskuri? ajastin? soitin? valoefektilaite? joku muu?

13 Tehtävä Tutustu ohjelmointiympäristöön ja lataa Arduinolle BLINK-ohjelma. Muuta DELAY-käskyn arvoa Kokoa ohjeen mukainen lämpötilahälytin. Mikäli aikaa jää, laadi hälyttimelle jokin uusi toiminto. Mieti miten Arduinoa voi hyödyntää opetuksessa, loppukeskustelu min

14