Arduino. projecten voor gevorderden. Dr. Günter Spanner. Elektor International Media BV postbus ZG Susteren

Transcriptie

1 Arduino projecten voor gevorderden Dr. Günter Spanner Elektor International Media BV postbus ZG Susteren

2 Inhoud 1 Inleiding Het Arduino-project Opzet en doelgroep 10 2 Opbouw en werking van de hardware Keuzemogelijkheden te over: Arduino-versies Een shield voor alles en nog wat Proto-shield Motor-shield Ethernet-shield Zonder stroom gebeurt er niets: de voeding De microcontroller: het hart van de Arduino Verbinding met de PC: de USB-interface 16 3 Programmeren in de ontwikkelomgeving De geïntegreerde ontwikkelomgeving Voor Linux-adepten: Arduino IDE onder Ubuntu Alle begin is simpel: een knipperlicht De algemene opzet van een Arduino-sketch C de programmeertaal van de Arduino Programmastructuur Arduino-specifieke functies De puntjes op de i: syntax Opslaan van informatie: variabelen Wiskunstigheden: operatoren Duidelijkheid met logische operatoren Onveranderlijke parameters: constanten Omgang met gegevens van hetzelfde type: arrays Programmaverloop Heersen over de tijd Wiskundige functies Toevalsgetallen Meer mogelijkheden met bibliotheken 40 4 Elektronische componenten en goedkope Freeduino s Breadboard: simpel, effectief en zonder solderen Experimenteerprint: duurzaam zonder etsen Goedkope Freeduino s Arduino en zijn maatjes: elektronische componenten 46 5

3 4.4.1 USB-kabel Weerstanden Condensatoren Potentiometers LED s RGB-LED s Schakelaars Silicium-dioden Transistoren 49 5 Hallo wereld Licht op de loop Er zij meer licht: aansturen van vermogens-led s POVino : persistence of vision 54 6 Displays en displaytechnieken Het balkdisplay: goud van oud Simpel en goedkoop: 7-segment-displays Een viercijferig display voor meetinstrumenten Mini-monitor voor symbolen en logo s: het dotmatrix-display Dotmatrix-display als tweecijferig numeriek display De micro leert schrijven: alfanumeriek display Het LC-display 73 7 Metingen en sensoren Veelzijdig en gemakkelijk af te lezen: LED-voltmeter V/A-meter: precisie-instrument voor het hobbylab Kilo-ohmmeter voor speciale toepassingen Elcaduino : nooit meer problemen met elco s Picofaraduino : meting van kleinere condensatoren Transistino : transistortester Een eenvoudige NTC-thermometer Warm of koud? Temperatuurmeting met de AD Temperatuurmeting op afstand Thermoduino : precisiethermometer met 7-segment-display Een hygrometer voor een comfortabel gevoel Battduino : capaciteitsmeter voor oplaadbare batterijen Optische sensoren: niet alleen voor fotografen Reflexlicht voor geocaching Voor serieuze fotografen: een digitale lichtmeter Huiskamerradar: ultrasone afstandsmeter Timers, klokken en interrupts Grand Prix tandenpoets-timer Praktisch en nauwkeurig: digitale klok met LED-display Wie is het snelste? Reactietimer Timerino : universele timer met 7-segment-display Schakelklok om het leven te veraangenamen Atomaire precisie: een DCF77-radioklok 135 6

4 8.7 Uitvoer van tijd en datum naar de seriële interface Zelfstandige DCF77-klok met LC-display Interfaces Universeel en simpel: de I 2 C-interface Te weinig pennen? Poortuitbreiding! LED mega-looplicht met de PCF Hexadecimaal debug-display met tweecijferige 7-segment-uitlezing LCD-aansturing via I 2 C met de PCF En dan nu helemaal digitaal: LM75-thermometer Stroomsparende real-time klok met datum Handig en snel: de IR-interface Lampino een IR-gestuurde RGB-lamp Een beetje luxe op zijn tijd: IR-gestuurde klok Optimaal voor microcontrollers: de PS/2-interface Toetsenbord en muis als universele invoerapparaten Een complete microcomputer met LCD-monitor en toetsenbord Van geluid tot synthesizer Eenvoudige toontjes Transducers en versterkers Fast PWM: niet alleen toontjes maar geluidsgolven Theremin: bespelen zonder aanraken Audio-signaalbewerking VCO: een afstembare sinus Digitale signaalbewerking Sound in de Cloud: een digitale synthesizer Digitale regeltechnieken Soorten regelsystemen P-regelaar I-regelaar PI-regelaar PD-regelaar PID-regelaar Optimale verlichting voor de werkplek: digitale lampregeling Een fraai voorbeeld: de zwaartekrachtscompensator Physical computing Servo s houden de wereld aan het draaien Photino draaibaar camerastatief Cranino een muisbediende kraan Processing Arduino en Processing: een sterk team Interactie met Processing: datalogging en wat dies meer zij Ter afsluiting: de modulaire woonkamerbox Een klok komt altijd van pas 230 7

5 14.2 Afstandsbediening via een IR-interface Stereo-installatie, TV en lampen schakelen Domotica op basis van timers en sensoren Binnen- en buitentemperatuur Een hygrometer voorkomt droge lucht De hardware Voorbeeldprogramma voor de woonkamerbox 233 Bijlage 1: Literatuur, leveranciers 237 Bijlage 2: Listings 239 Bijlage 3: Figuren 241 Bijlage 4: Tabellen 245 Index 247 8