Single Board computers. Ruud van der Meer (voor HCC d.d. 4 dec2017 Leiderdorp)

Transcriptie

1 Microcontroller projecten Single Board computers Ruud van der Meer (voor HCC d.d. 4 dec2017 Leiderdorp)

2 Micro Controllers Wat ging er aan vooraf: De 8051 Basic controller De Basic-Stamp. De C-Control van Conrad. Vele andere. En toen kwam de. 2

3 3 Arduino Controller

4 4

5 Waarom Arduino? 60,- 50,- Krachtig en snel Open source hardware en software Goed gedocumenteerd Eenvoudig USB interface, bootloader, C-variant EN: Goedkoop GoedkoopGoedkoopGoedkoopGoedkoop!!!! 30,- 0,- 25,- 45,- 2,50 (china versie) 5

6 De Arduino FAMILY Mega 6 Ethernet Lilypad Mini en meer...

7 Gemeenschappelijke kenmerken Printkaartje met een ATMEL microcontroller Digitale en analoge in-en/of uitgangen Als regel: programmeerbaar via een USB-poort Open Sourceprincipe 7

8 Arduino bedenkers (bron: The Making of Arduino IEEE Spectrum) V.l.n.r. : David Cuartielles, Gianluca Martino, Tom Igoe, David Mellis, Massimo Banzi 8

9 De beste ideeën ontstaan op... CAFE. Bar dire Arduino, Piazza Gioberti, Ivrea(NW Italië, nrtorino) 9

10 Arduino evolutie Begin 2007: Arduino NG Nuova Generazione Eerste populaire Arduino ATmega8 microcontroller 8 Kb, 16 MHz, 14 digitale I/O, 6 analoge inputs FTDI FT232RL USB/serieel converter 10

11 Arduino evolutie Augustus 2007: Arduino Diecimila Diecimila= = aantal Arduino s in omloop ATmega168 = 16 KB geheugen Optie: externe voeding vanaf 6 V (4 x AA) LED op de print, verbonden met digitale I/O p13 Polyfuse: kortsluitbeveiliging USB (500 ma) Extra aansluitpennen: 3,3 V, reset Software reset 11

12 Keerpunt Arduino evolutie 2010: Arduino Uno Intussen zitten we op IDE versie (nov 2017) Uno (1) verwijst naar nieuwe versie 1.0 van Arduino IDE ATmega328, 32 KB FTDI USB/serial chip vervangen door ATmega8u2 12

13 Arduino evolutie 2011: Arduino Mega Mega1280 ATmega1280, 128 KB 54 digitale I/O 16 analoge inputs USB/serial: FDTI FT232RL Mega2560 ATmega2560, 256 KB USB/serial: ATmega16u2 13

14 Arduino evolutie 2012: Arduino Leonardo ATmega32u4 ingebouwde USB communicatie (geen aparte chip) 32 KB, 14 digitale I/O, 6 analoge inputsen I2C 14

15 Kleine buitenbeentjes Arduino Nano // Mini // Pro Mini // Pro Micro ATmega168/328 5V en 3,3Volt versies Geschikt voor breadboard USB converter 15

16 Bijzondere buitenbeentjes LilyPad Arduino Laagvermogen versie van ATmega168 /328 Ronde vormgeving 16

17 Hele kleinebuitenbeentjes De ATTINY85 17

18 Functies: Functioneel vrijwel identiek aan: 18

19 De basis Arduino Controller De UNO 19

20 De Arduino Uno ATmega328 microcontroller 32 Kbytes Flash memory 16 MHz xtal oscillator 20

21 De Arduino Uno ATmega16u2 USB/serial USBconnector Externe voeding 7-12 V 21

22 De Arduino Uno Digitale I/O pinmode(pin, INPUT/OUTPUT) digitalwrite(pin, HIGH/LOW) digitalread(pin), LOW <= 2 Volt, HIGH >= 3 Volt Analoge I/O analogread(pin) Volt, weergegeven als (10 bit resolutie A/D converter) analogwrite(pin, ) Pulsbreedtemodulatie(PWM), 500 Hz 14 digitale I/O 5 V / 40 ma GND 5 V 3,3 V / 50 ma RESET - V in 6 analoge inputs 0-5 V (1024 waarden) 22

23 De Arduino Uno RESET LED op digitale I/O p13 ICSP-connector In-Circuit Serial Programming Polyfuse 500 ma 23

24 Arduino Shields Inplugbare kaartjes op een Arduino board, bijvoorbeeld Arduino Proto shield Arduino Motor shield Eilandjesprint voor een Arduinoproject Stuurkaart voor 2 DC-motorenof 1 stappenmotor sturing 24

25 Arduino SOFTWARE Een Arduino zonder programma is een 25

26 26 Arduino of Genuino? Er is geen verschil!!

27 Arduino IDE Integrated Development Environment = Programmeeromgeving Broncode ( sketch ) schrijven, checken, laden in de microcontroller en uitvoeren vanuit dezelfde programmeeromgeving (= integrated) Draait onder Windows, Mac OS X en Linux Gratis te downloaden via Downloads ) Programmeren nu ook mogelijk met Microsoft Visual Studio 27

28 Arduino IDE Voorbeeld: ingebouwde LED (= I/O 13) laten knipperen LED op digitale I/O 13 28

29 Arduino IDE STAP 1: instructies schrijven 29

30 Arduino IDE STAP 2: Verify= code op fouten controleren 30

31 Arduino IDE STAP 3: Upload= code laden en uitvoeren 31

32 Arduino IDE STAP 4: Save = broncode opslaan (blink.ino) 32

33 Arduino programmeertaal Eenvoudige leesbare instructies Eenvoudiger dan b.v. Assembler Maar!!!! SYNTAXGEVOELIG!!!! Int ledpin = 13; // LED connected to digital pin 13 void setup() { pinmode(ledpin, OUTPUT); // sets the digital pin as output } void loop() { } digitalwrite(ledpin, HIGH); // sets the LED on delay(1000); // waits for a second digitalwrite(ledpin, LOW); // sets the LED off delay(1000); // waits for a second 33

34 Beschikbare Arduino Shields Ethernet shield ESP8266 (WiFi) Motor shield GPS shield Audio moduul 34

35 Arduino en. Nieuwe versies volgen elkaar snel op ESP8266 WiFi versies, bouwvorm Arduino 35

36 36

37 37 Nu veelal met een CH340G USB RS232 Converter.

38 En er is een hele nieuwe familie: de ESP8266 voor WiFi met AT commando s. (te programmeren met de Arduino IDE) 38

39 39

40 Controllino een op de Arduino gebaseerde PLC Met Hutschienen montage En een echte PLC 40

41 41 Wat details

42 42

43 43 Alternatieve bouwvormen

44 44 Maar het kan ook eenvoudig: Start met een breadboard

45 45 Talrijke Boards / Cards

46 Sensoren Hall-element 46

47 Actoren Temp. sensor 18B20 47

48 48 Veel compatibele componenten beschikbaar

49 49 Veel breadboard voorbeelden beschikbaar.

50 Arduino IDE in het kort Serial monitor Integrated Development Environment Gebaseerd op Open Source Verify Upload Zeer eenvoudige interface. Write, Upload, Run Voorbeelden Board en COM poort Ook beschikbaar in Microsoft Visual Studio. Wordt continu verbeterd en geupdate. Het kan dus ook zo maar niet meer werken!! Simpel: dus gewoon een keer proberen. 50

51 Hello World! (Blink) Declaratie variabelen Initialisatie (eenmalig) Hoofdloop (oneindige loop) 51

52 Extra functionaliteit: PWM (bv voor servo s) 52

53 Libraries Serial LiquidCrystalLCD modulen Servo PWM Ethernet EEPROM DateTime(DCF) Webduino of ESP

54 54 Alternatieve, grafische ontwerpsoftware

55 Hardware? Waar kopen? Welk Arduino board? Arduino (Uno) volstaat voor de meeste projecten Een ATmega328P in 28 pin DIL uitvoering is lekker compact Voor veel I/O of veel geheugen is er de Arduino (Mega) ATmega2560 Via de Arduino website of of.. En kijk een op en zoek op Arduino. 55

56 56 Wat voorbeelden

57 Ideetje voor de kerst? Elektuur project met eigen Arduino Uno Zelf programmeerbaar. 57

58 58 Vragen?

59 Hartelijk dank voor uw aandacht. 59

60 Handige informatie of handleidingen: NL handleiding Starterkit: html?WT.mc_id=google&insert=8J&gclid=Cj0KCQiAgZTRBRDmARIsAJvVWAu6KUVA_NrTkF G5hu gxguwbb1-35k3m7rb9i07qq7ik3zsokol7maatfhealw_wcb&tid= _ _kwd &WT.srch=1 Lrw1wIVgQvTCh2ZKwt0EAAYByAAEgIpI_D_BwE 60 VEEL PLEZIER