John Val/ Informatica/ Physical computing/ /De Arduino

Introductie van Arduino

Platform Hardware Software Bronnen
Arduino platform
bron: arduino.cc
De Arduino Uno op de handpalm.
Arduino is een flexibel opgezet elektronisch platform (hardware en software) waarmee je eenvoudig waarnemingen verkregen van sensoren - licht, temperatuur, druk, evenwicht - kunt inlezen in de Arduino microcontroller en op basis van die informatie acties kan uitvoeren. In de meeste gevallen zijn dit elektronische acties:
  • een robot zijn die botsingen met de omgeving vermijdt  met behulp van b.v. tastsensoren, lichtmetingen en geluidsmetingen,
  • verlichting in je kamer besturen op basis van lichtmetingen,
  • een intelligente knuffel maken,
  • automatisch planten water geven op basis van vochtmetingen.
Doel Aan het einde van deze les weet je :
  • Wat een Arduino zou moeten kunnen.
  • Wat voor type processor de Arduino heeft.
  • Waar je meer informatie over de Arduino kan vinden.
  • Wat wij je willen laten doen met de Arduino.
bron: arduino.cc
De Arduino software.
Het Arduino platform bestaat uit twee onderdelen:
Hardware
De hardware van Arduino is een microcontroller (klein computertje) die op dit moment al in verschillende versies is te verkrijgen. Wij gebruiken de Arduino Uno zoals die in de afbeelding te zien is.
De Arduino kan worden uitgebreid met zogenaamde shields. Deze shields kun je op de Arduino Uno plaatsen. Deze shields kunnen ook weer microcontrollers zijn. Zo is er bijvoorbeeld een GSM shield waarmee je de Uno kan laten bellen.
Software
Het Arduino platform heeft een geïtegreerde ontwikkelomgeving (IDE) waarmee op eenvoudige wijze de programma's, de zogenaamde sketches, die je hebt geschreven op de Arduino hardware kan plaatsten.

In dit stripverhaal vind je ook een introductie in het Arduino platform.

Hardware:

USB connector 7-12V Power Input Reset button ATmega microcontroller Digitale in en uitvoer aansluitingen Analoge invoer Spannings bron Aarde Communicatie leds arduino-computer pin 13 led
Het hart van de Arduino is ATmega328 microcontroller. Zoals je in de figuur hiernaast ziet neemt deze microcontroller maar een klein deel van het Arduino Uno bord in. Het is dus mogelijk om nog kleiner te ontwerpen dan we in deze module doen.
De voor ons belangrijkste onderdelen zijn met een rode rand omgeven.
Via de USB Connector sluit je straks de Arduino aan op de computer. Via de Vin pin of de grotere Power Input kun je de Arduino van stroom voorzien als deze niet via de USB connector aan de computer is verbonden. Dit is wat je natuurlijk moet doen als je een zelfstandig werkende "robot" maakt.
Via de spanningsbron en aarde pins kun je jouw elektronische schakelingen van gelijkstroom voorzien. Voor veel doeleinden in deze module is dat voldoende. Echter wanneer je bijvoorbeeld een motor wil aansluiten kan de door het bord geleverde vermogen te klein zijn of de stroom van het verkeerde type. In dit soort situaties moet je er een brug naar een ander elektronisch circuit worden gemaakt.
Wil je je programma op de Arduino laten reageren op registraties van analoge sensoren dan moet je deze sensoren aansluiten op de Anloge invoer pins. Daarnaast kan er ook nog invoer zijn via de digitale input pins.
De Arduino heeft alleen digitale uitvoer via de digitale output pins. Echter door het snel aan en uitzetten van digitale uitvoer kan er benadering zijn van analoge uitvoer.
Meer over de techniek van de Arduino Uno kun je hier vinden.
Opdrachten
  1. Zoek in de technische details over de Arduino Uno R3 antwoord op de volgende vragen:
    1. Hoeveel geheugen heeft de ATmega238 en hoe verhoudt zich dat tot een gewone computer?
    2. Wat is het maximale vermogen P=U × I dat de Arduino op de output pins kan leveren?

Software:

Voor de Arduino is er een Integrated Development Environment (IDE) voor gebruik op computers ontwikkeld waarmee het maken van programma's, de zogenoemde sketches, en het overzetten naar de Arduino "eenvoudig" wordt gemaakt. In deze IDE schrijf je de sketches in de programmeertaal C++ waarvan de syntax niet veel verschilt van die van Javascript en PhP. In deze module zullen we maar heel weinig van de mogelijkheden van C++ tegenkomen.

Bekijk de video vanaf 38 seconden voor een korte introductie in de IDE. Op school kun je de IDE opstarten via START/EDUAPPS/INFORMATICA/ARDUINO.

Verwijzingen Arduino Informatie en handleidingen zijn op de volgende sites te vinden