Книга Изучаем Arduino: инструменты и методы технического волшебства

Название: Изучаем Arduino: инструменты и методы технического волшебства
Автор: Блум Джереми
Страниц: 336
Формат: DJVU
Размер: 53 Мб
Качество: Отличное
Язык: Русский
Жанр: электроника, схемотехника, Arduino
Год издания: 2015
До недавнего времени нельзя было создать устройство с использованием микроконтроллера всего за несколько минут. С появлением платформы Arduino возможности разработчиков резко увеличились. В этой книге описано много разных проектов на основе плат Arduino, от простого датчика движения до создания беспроводной системы управления с выходом в Интернет.
Платформа Arduino будет отличным вариантом для проектирования микропроцессорных систем как для начинающих, так и для опытных разработчиков. Собрав своими руками конкретные устройства, рассмотренные в данной книге, вы сможете использовать полученный опыт, фрагменты программного кода, принципиальные схемы для создания собственных проектов на основе платформы Arduino или какой-либо другой.
Эта книга предназначена для энтузиастов Arduino, желающих разрабатывать электронные устройства и писать программы для них. Материал каждой последующей главы опирается на понятия и проекты, описанные ранее. Шаг за шагом вы сможете реализовать все более сложные системы. Если вы что-то забудете, ссылки напомнят, где вы впервые столкнулись с данным вопросом, так что вы сможете легко освежить память. Книга рассчитана на читателя, не обладающего большим опытом в электронике и программировании. По ходу изложения некоторые понятия объясняются более подробно, чтобы глубже разобраться в конкретных теоретических и практических вопросах.
В этой книге вы не найдете готовых рецептов. Если при проектировании вы желаете получить четкие инструкции без объяснения последовательности шагов, то эта книга не для вас. Настоящая книга— своего рода введение в мир электроники, информатики и практического применения платформы Arduino, как средства для воплощения ваших идей на конкретных примерах. Здесь вы узнаете не только как собрать готовое устройство, но и как анализировать электрические схемы, читать технические описания, которые позволят вам выбрать подходящие детали при создании собственных проектов.
При написании программного обеспечения в каждом примере предоставляется полный программный код, но сначала рассматриваются и объясняются несколько фрагментов, образующих итоговую программу. Такой подход помогает лучше уяснить определенные функции и особенности алгоритма программы. Книга научит принципам цифрового проектирования и специфическим для платформы Arduino понятиям программирования.
Повторив действующие проекты из данной книги, вы не только научитесь разрабатывать устройства на основе Arduino, но и получите навыки, необходимые для создания более сложных электронных систем и осуществления инженерной деятельности в других областях на различных платформах.
Оглавление:
Об авторе
О техническом редакторе
Благодарности
Введение
ЧАСТЬ I. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПЛАТФОРМЕ ARDUINO
Глава 1. Начало работы, переключаем светодиод из Arduino
Знакомство с платформой Arduino
Аппаратная часть
Микроконтроллеры Atmel
Интерфейсы программирования
Цифровые и аналоговые контакты ввода-вывода
Источники питания
Платы Arduino
Запускаем первую программу
Глава 2. Цифровые контакты ввода-вывода, широтно-импульсная модуляция
Цифровые контакты
Подключение внешнего светодиода
Подсоединение светодиодов
Программирование цифровых выводов
Использование цикла
Широтно-импульсная модуляция с помощью analogWrite()
Считывание данных с цифровых контактов
Устранение "дребезга" кнопок
Создание управляемого ночника на RGB-светодиоде
Глава 3. Опрос аналоговых датчиков
Понятие об аналоговых и цифровых сигналах
Сравнение аналоговых и цифровых сигналов
Преобразование аналогового сигнала в цифровой
Считывание аналоговых датчиков с помощью Arduino. Команда analogRead()
Чтение данных с потенциометра
Использование аналоговых датчиков
Работа с аналоговым датчиком температуры
Использование переменных резисторов для создания собственных аналоговых датчиков
Резистивный делитель напряжения
Управление аналоговыми выходами по сигналу от аналоговых входов
ЧАСТЬ II. УПРАВЛЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДОЙ
Глава 4. Использование транзисторов и управляемых двигателей
Двигатели постоянного тока
Борьба с выбросами напряжения
Использование транзистора в качестве переключателя
Назначение защитных диодов
Назначение отдельного источника питания
Подключение двигателя
Управление скоростью вращения двигателя с помощью ШИМ
Управление направлением вращения двигателя постоянного тока с помощью Н-моста
Сборка схемы Н-моста
Управление работой Н-моста
Управление серводвигателем
Контроллер серводвигателя
Создание радиального датчика расстояния
Глава 5. Работаем со звуком
Свойства звука
Как динамик воспроизводит звук
Использование функции tone() для генерации звуков
Включение файла заголовка
Подключение динамика
Создание мелодии
Глава 6. USB и последовательный интерфейс
Реализация последовательного интерфейса в Arduino
Платы Arduino с внутренним или внешним преобразователем FTDI
Платы Arduino с дополнительным микроконтроллером для преобразования USB в последовательный порт
Платы Arduino с микроконтроллером, снабженным встроенным интерфейсом USB
Платы Arduino с возможностями USB-хоста
Опрос Arduino с компьютера
Создаем компьютерное приложение
Изучаем особенности работы с Arduino Leonardo (и другими платами на основе процессора 32U4)
Глава 7. Сдвиговые регистры
Что такое сдвиговый регистр
Последовательная и параллельная передача данных
Сдвиговый регистр 74НС595
Создание световых эффектов с помощью сдвигового регистра
ЧАСТЬ III. ИНТЕРФЕЙСЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
Глава 8. Интерфейсная шина I2С
История создания протокола I2С
Схема подключения устройств I2С
Связь с датчиком температуры I2С
Проект, объединяющий регистр сдвига, последовательный порт и шину I2С
Глава 9. Интерфейсная шина SPI
Общие сведения о протоколе SPI
Подключение устройств SPI
Сравнение SPI и I2С
Подключение цифрового потенциометра SPI
Создание световых и звуковых эффектов с помощью цифровых потенциометров SPI
Глава 10. Взаимодействие с жидкокристаллическими дисплеями
Настройка жидкокристаллического дисплея
Библиотека LiquidCrystal
Вывод текста на дисплей
Создание специальных символов и анимации
Создание регулятора температуры
Как усовершенствовать проект
Глава 11. Беспроводная связь с помощью радиомодулей ХВее
Общие сведения о беспроводной связи ХВее
Настройка модулей ХВее
Соединяемся с компьютером по беспроводной сети
Беспроводной дверной звонок
ЧАСТЬ IV. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ТЕМЫ И ПРОЕКТЫ
Глава 12. Аппаратные прерывания и прерывания по таймеру
Использование аппаратных прерываний
Что выбрать: опрос состояния в цикле или прерывания?
Разработка и тестирование системы противодребезговой защиты для кнопки
Прерывания по таймеру
Музыкальный инструмент на прерываниях
Глава 13. Обмен данными с картами памяти SD
Подготовка к регистрации данных
Взаимодействие Arduino с SD-картой
Использование часов реального времени
Регистратор прохода через дверь
Глава 14. Подключение Arduino к Интернету
Всемирная паутина, Arduino и Вы
Управление платой Arduino из Интернета
Управление платой Arduino по сети
Отправка данных в реальном времени в графические сервисы