Bouw een deel van het JeeNode schema zoals beschreven op pagina 5 in de JeeNode handleiding in de handout, maar dan op het breadboard.

Transcriptie

1 Domoticaforum Arduino Workshop 28 november 2010 Lennart Herlaar & Robert Hekkers v1.0 Programma van de workshop 1. Uitdelen workshop kits en handouts. 2. Uitpakken workshop kits en controleren inhoud. 3. Toelichting onderdelen, werkwijze, schakelingen. 4. Bouwen en testen van een breadboard Arduino. 5. Solderen van de USB-BUB, het LCD scherm, het Bridge Board en het relais. 6. Solderen en testen van de JeeNode. 7. Installeren van de Arduino IDE. 8. Bouwen van diverse schakelingen, onder andere uit de ARDX handleiding. 9. Solderen van het Room Board. 10. Installeren van en werken met de RF12 library en Ports library. 11. Homeseer integratie. De programmaonderdelen zijn suggesties; als een schakeling je niet interesseert, kun je m overslaan. En uiteraard kun je altijd vragen stellen. Veel plezier! Programmaonderdelen in detail Bouwen en testen van een breadboard Arduino Bouw een deel van het JeeNode schema zoals beschreven op pagina 5 in de JeeNode handleiding in de handout, maar dan op het breadboard. 1. Bouw eerst het voedingscircuit (rechtsonder in het schema) en test dit met een 9V of 12V adapter. Voer voor het aansluiten van de adapter een cross check uit met een andere deelnemer! 2. Meet je een spanning van +/- 3.3V over de uitgang van het voedingscircuit? So far, so good! 3. Bouw vervolgens het volledige circuit, maar negeer alle headers en de radio. Feitelijk bouw je dan alleen het deel linksboven in het schema. Sluit een rode led (het lange pootje is de plus) met een 220 Ohm weerstand in serie aan op Arduino pin D4 (plus) en GND (min); D4 is pin 6 van de ATmega328. Onderaan dit document vind je een tabel voor het lezen van de kleurcodes van de weerstanden. Test het geheel met de 9V of 12V adapter. Doe weer eerst een cross check met een andere deelnemer voor je de adapter aansluit! 4. Knippert de rode led? Gefeliciteerd, je breadboard Arduino werkt! 1

2 Solderen van de USB-BUB, het LCD scherm, het Bridge Board en het relais 1. Soldeer eerst een female header op de USB-BUB. Indien je nooit eerder gesoldeerd hebt, kun je uitleg vragen en even oefenen met een experimenteer-printplaat. Soldeer per 2 personen; dan kun je van elkaar leren en elkaar behoeden voor fouten. 2. Soldeer vervolgens een brede male header aan de LCD. Dat gaat het makkelijkst als je de header in je breadboard steekt en dan het display daarop legt. De header komt dan mooi recht te zitten. 3. Soldeer het Bridge Board. Kijk goed naar de afbeeldingen in het Meet the Bridge Board document in de handout. 4. Soldeer tenslotte twee jumper wires aan de binnenste pootjes van het relais, met de jumper wires naar buiten gericht (haaks op het relais). Solderen en testen van de JeeNode 1. Soldeer de JeeNode volgens de Assembling the JeeNode v5 instructies in de handout. (Na afloop van het solderen kun je eventueel je bordjes nog schoonmaken met isopropanol om mogelijke flux-resten te verwijderen.) 2. Sluit een rode led met een 220 Ohm weerstand in serie aan op Arduino pin D4 (plus) en GND (min); D4 is de DIO pin van port 1 van de JeeNode. Gebruik hierbij het breadboard. 3. Koppel de USB-BUB aan de JeeNode via de 6-pin header; let daarbij goed op de oriëntatie (GND op GND)! Test het geheel met de USB-BUB op de 6-pin header en de USB kabel tussen de USB- BUB en een adapter met USB aansluiting (sluit de USB-BUB nog niet aan op de PC). Kijk of de rode led weer knippert. Zo ja, dan werkt de USB-BUB, de JeeNode en ook de voeding via de USB poort. 4. Plaats nu het Bridge Board op de JeeNode en maak dezelfde schakeling als onder punt 2. Gebruik weer de USB-BUB en een adapter met USB aansluiting om het geheel van stroom te voorzien. Kijk of de rode led weer knippert. Zo ja, dan werkt ook het Bridge Board en ben je klaar voor de laatste voorbereidende stap: communicatie met de PC. Installeren van de Arduino IDE 1. Installeer de software zoals beschreven in de ARDX handleiding in de handout. Haal de USB kabel uit de adapter en plug m in de PC. Onder Windows wordt de USB-BUB vanzelf herkend. 2. Werk CIRC-01 door uit de ARDX handleiding. De 560 Ohm weerstand kun je vervangen door een 220 Ohm weerstand. In plaats van een 10 mm led gebruik je een 5 mm led met een kleur naar keuze. Gebruik pin 5 in plaats van pin 13; pas ook de code aan. Kun je de code uploaden naar de JeeNode? Werkt het allemaal naar behoren? Gefeliciteerd, je hebt je eerste stappen in de wereld van Physical Computing gezet! Kijk vervolgens onder Making it Better en probeer ook Fading uit. 2

3 Bouwen van diverse schakelingen Probeer achtereenvolgens de volgende schakelingen uit. Wees niet te bang om te experimenteren, zowel voor wat betreft de hardware als de software. Maar let wel op: alles kan stuk! Kijk bij elk circuit uit de ARDX handleiding ook naar de suggesties onder Making it Better. Houd rekening met de via het Bridge Board beschikbare pinnen. Dat betekent dat je bij sommige schakelingen andere pinnen moet gebruiken en de code moet aanpassen. Let er ook op dat een JeeNode werkt op 3.3V. Als persé 5V vereist is, kun je de PWR pinnen gebruiken. 1. Sluit de RGB led aan en werk CIRC-01 opnieuw door met de RGB led (de RGB led kun je zien als 3 leds in één met een gemeenschappelijke min). Het langste pootje is de min. Vergeet de 3 weerstanden van 220 Ohm niet! Kun je een fading moodlight bouwen? 2. Breid je code uit met text output: laat het programma de actuele kleurwaardes aan de PC doorgeven via de seriële poort. Gebruik hiervoor de Serial library en de Serial monitor van de Arduino IDE. 3. Werk CIRC-02 door uit de ARDX handleiding. Gebruik diverse kleuren leds. Vervang telkens de 560 Ohm weerstand door een 220 Ohm weerstand. 4. Werk nogmaals CIRC-02 door, maar gebruik nu het 7-segment display in plaats van losse ledjes. Zie de datasheet van het 7-segment display in de handout voor de aansluitingen. Vergeet niet de weerstanden! Kun je het display van 0 tot 9 laten tellen? 5. Werk CIRC-05 door. Gebruik weer diverse kleuren leds en vervang weer de 560 Ohm weerstanden door de 220 Ohm weerstanden. 6. Werk nogmaals CIRC-05 door, maar gebruik nu het 7-segment display in plaats van losse ledjes. Kun je het display weer van 0 tot 9 laten tellen? 7. Leen het 7-segment display, het 74HC595 IC en de benodigde 220 Ohm weerstanden van een andere deelnemer. Bouw samen met de andere deelnemer een 2-cijferig 7-segment display met behulp van de twee 74HC595 ICs, in serie geschakeld volgens de Shifting-Out handleiding in de handout. Kun je het display van 0 tot 99 laten tellen? 8. Werk CIRC-04 door. Gebruik de lange 6-pin header om de servo op het breadboard aan te sluiten. 9. Neem CIRC-01 als uitgangspunt. Gebruik deze keer echter geen led met een weerstand in serie, maar sluit de piezo buzzer aan. Het kan zijn dat de piezo buzzer geen geluid maakt door de relatief lage spanning van 3.3V. Sluit in dat geval de buzzer met de plus op PWR aan (5V) en de min op de pin die je schakelt. In dat geval is HIGH geen geluid en LOW wel geluid. 10. Werk CIRC-06 door. Gebruik weer de piezo buzzer. Maak indien nodig weer de modificatie zoals beschreven bij 9. 3

4 11. Werk CIRC-07 door. De 560 Ohm weerstand vervang je weer door een 220 Ohm weerstand. 12. Werk CIRC-08 door. Gebruik weer een 220 Ohm weerstand en gebruik de 5 kohm potmeter. 13. Werk CIRC-09 door. De 560 Ohm weerstand vervang je weer door een 220 Ohm weerstand. Gebruik de LDR (lichtgevoelige weerstand) die bij je Room Board zit. 14. Bouw een circuit met de DS18B20 1-Wire temperatuursensor waarmee je de temperatuur zichtbaar kunt maken. Gebruik hiervoor de 1-Wire handleiding uit de handout. De pin layout van de DS18B20 is eveneens in de handout te vinden. Vergeet niet de 4.7 kohm pull-up weerstand te plaatsen op de 1-Wire bus. 15. Bouw het circuit uit de Reading a Thermistor handleiding in de handout. Vergelijk de waardes die je krijgt met de vorige schakeling. Kun je een uitspraak doen over het verschil tussen beide sensoren in termen van eenvoud, gebruiksgemak en benodigde rekenkracht? 16. Werk CIRC-11 door. Vervang de transistor door de BC548B. Vervang de diode door de 1N4007. Vervang de 560 Ohm weerstand door een 220 Ohm weerstand. Vervang de 2.2 kohm weerstand door een 10 kohm weerstand. Het schema (bodemaanzicht) van het relais vind je hiernaast. NO is pin 10, NC is pin 1 en com is pin 5 en 6. De spoel bevindt zich tussen pin 2 en pin 9. Prik het relais op het breadboard met de middelste pinnen, waar de jumper wires aan vastgesoldeerd zijn, in de sleuf. 17. Sluit het LCD display aan zoals beschreven in de LCD tutorial in de handout. Je kunt de backlight zonder weerstand aansluiten (pin 15 is 3.3V, pin 16 is GND). Probeer de voorbeelden onder File > Examples > LiquidCrystal. Kun je een circuit bouwen waarmee de LCD de actuele temperatuur weergeeft en het aantal seconden uptime? Kun je het ook zo maken dat de backlight via een pin wordt aangestuurd? (Let op: in dat geval is het verstandig de stroom te beperken door een kleine weerstand in serie te zetten met de backlight.) Voeg een button toe waarmee je het display en de backlight voor 5 seconden kunt inschakelen, waarna het display en de backlight vanzelf weer uitschakelen. 18. Koppel twee JeeNodes aan elkaar en laat ze met elkaar communiceren via I2C zoals beschreven in de I2C communication tutorial in de handout. Gebruik twee weerstanden van 2.2 kohm als pull-up weerstanden op de I2C bus. Zorg ervoor dat je de 3.3V en GND van beide JeeNodes deelt: sluit na het individueel programmeren van de JeeNodes slechts 1 JeeNode aan met de USB-BUB en verbindt een 3.3V en GND pin van deze JeeNode door met een 3.3V en GND pin van de andere JeeNode. Gebruik de Wire library en de master/slave voorbeelden in de tutorial. 4

5 Indien er tijd over is... Een paar suggesties voor als de tijd het toelaat: 1. Probeer enkele andere voorbeelden onder File > Examples in de Arduino IDE uit. Of kijk eens in de Earthshine Design Arduino Starter Kit Manual (zie onder Documentatie). 2. Experimenteer met intervallen (zie ook de BlinkWithoutDelay en Debounce voorbeelden onder File > Examples > 2.Digital in de Arduino IDE) en interrupts. 3. Bedenk zelf een nieuwe (domotica) toepassing voor de onderdelen in de workshop kit en werk die uit. Solderen van het Room Board Soldeer het Room Board. Kijk goed naar de afbeeldingen in de twee Room Board documenten in de handout. Op die afbeeldingen is duidelijk zichtbaar waar en hoe de componenten geplaatst moeten worden. Bij het monteren van de (SMD) SHT11 kun je het beste eerst weer één pootje vastzetten door soldeertin op een pad aan te brengen, net als bij het solderen van de RFM12B. Installeren van en werken met de RF12 library en Ports library 1. Installeer de RF12 library en de Ports library, zoals beschreven in het RF12DEMO document en het Ports library document in de handout. 2. Probeer het Blink voorbeeld met behulp van de Ports library, zoals beschreven in het Ports library document. 3. Probeer samen met een andere deelnemer draadloze communicatie tot stand te brengen door de stappen in het RF12DEMO document te volgen. 4. Probeer je Room Board met behulp van de rooms.pde sketch. Zie het Room Board document in de handout. Homeseer integratie Doorloop de stappen in het Homeseer Integratie document in de handout. 5

6 Documentatie In de handout 01 JeeNode v5 manual 02 Assembling the JeeNode v USB-BUB Instructions Meet the Bridge Board ARDX Experimenters Guide Datasheet 7-segment display Serial to Parallel Shifting-Out with a 74HC Datasheet BC548B Datasheet DSB Dallas Semiconductor s 1-Wire Protocol Reading a Thermistor LCD tutorial I2C communication between two Arduino boards Room Board New PIR motion sensor Ports library 6

7 17 - RF12DEMO Homeseer Integratie JeeNode v5 pinout JeeNode pin and signal details Cheatsheet Niet in de handout All things Arduino Breadboard Arduino Compatible Assembly Guide How to Build an Arduino-compatible Physical Computing Platform on a Solderless Breadboard Build Your Own Arduino Earthshine Design Arduino Starter Kit Manual Kleurcodes weerstanden Website leverancier van de belangrijkste onderdelen van de workshop kits Overzicht inhoud workshop kits en meer Verder: Google is your friend... Kleurcodes weerstanden Zie de tabel hiernaast. Zwart Bruin Rood Oranje Geel Groen Blauw Paars Grijs Wit *1 *10 *100 *1k *10k *100k *1M *10M - - Voorbeelden: Rood-Rood-Bruin = 22*10 = 220 Ohm Bruin-Zwart-Groen = 10*100k = 1 MOhm 7