Джереми Блум | Изучаем Arduino: инструменты и методы технического волшебства (2015) [DJVU]

Об авторе
О техническом редакторе
Благодарности
Введение
Для кого эта книга
О чем эта книга
Что вам понадобится
Электронные ресурсы к книге
Дополнительный материал и поддержка
Что такое Arduino?
О движении Open Source
Несколько советов читателю
Дополнительная информация издательства "БХВ-Петербург" к русскоязычному изданию книги
ЧАСТЬ I. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПЛАТФОРМЕ ARDUINO
Глава 1. Начало работы, переключаем светодиод из Arduino
1.1. Знакомство с платформой Arduino
1.2. Аппаратная часть
1.3. Микроконтроллеры Atmel
1.4. Интерфейсы программирования
1.5. Цифровые и аналоговые контакты ввода-вывода
1.6. Источники питания
1.7. Платы Arduino
1.8. Запускаем первую программу
1.8.1. Загрузка и установка Arduino IDE
1.8.2. Запуск IDE и подключение к Arduino
1.8.3. Анализируем программу Blink
Резюме
Глава 2. Цифровые контакты ввода-вывода, широтно-импульсная модуляция
2.1. Цифровые контакты
2.2. Подключение внешнего светодиода
2.2.1. Работа с макетной платой
2.3. Подсоединение светодиодов
2.3.1. Закон Ома и формула для расчета мощности
2.4. Программирование цифровых выводов
2.5. Использование цикла
2.6. Широтно-импульсная модуляция с помощью analogWrite()
2.7. Считывание данных с цифровых контактов
2.7.1. Считывание цифровых входов со стягивающим резистором
2.8. Устранение "дребезга" кнопок
2.9. Создание управляемого ночника на RGB-светодиоде
Резюме
Глава 3. Опрос аналоговых датчиков
3.1. Понятие об аналоговых и цифровых сигналах
3.2. Сравнение аналоговых и цифровых сигналов
3.3. Преобразование аналогового сигнала в цифровой
3.4. Считывание аналоговых датчиков с помощью Arduino. Команда analogRead()
3.5. Чтение данных с потенциометра
3.6. Использование аналоговых датчиков
3.7. Работа с аналоговым датчиком температуры
3.8. Использование переменных резисторов для создания собственных аналоговых датчиков
3.9. Резистивный делитель напряжения
3.10. Управление аналоговыми выходами по сигналу от аналоговых входов
Резюме
ЧАСТЬ II. УПРАВЛЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДОЙ
Глава 4. Использование транзисторов и управляемых двигателей
4.1. Двигатели постоянного тока
4.2. Борьба с выбросами напряжения
4.3. Использование транзистора в качестве переключателя
4.4. Назначение защитных диодов
4.5. Назначение отдельного источника питания
4.6. Подключение двигателя
4.7. Управление скоростью вращения двигателя с помощью ШИМ
4.8. Управление направлением вращения двигателя постоянного тока с помощью Н-моста
4.9. Сборка схемы Н-моста
4.10. Управление работой Н-моста
4.11. Управление серводвигателем
4.11.1. Стандартные сервоприводы и сервоприводы вращения
4.11.2. Принцип работы серводвигателя
4.12. Контроллер серводвигателя
4.13. Создание радиального датчика расстояния
Резюме
Глава 5. Работаем со звуком
5.1. Свойства звука
5.2. Как динамик воспроизводит звук
5.3. Использование функции tone() для генерации звуков
5.4. Включение файла заголовка
5.5. Подключение динамика
5.6. Создание мелодии
5.6.1. Использование массивов
5.6.2. Создание массивов нот и определение их длительности звучания
5.6.3. Написание программы воспроизведения звука
Резюме
Глава 6. USB и последовательный интерфейс
6.1. Реализация последовательного интерфейса в Arduino
6.2. Платы Arduino с внутренним или внешним преобразователем FTDI
6.3. Платы Arduino с дополнительным микроконтроллером для преобразования USB в последовательный порт
6.4. Платы Arduino с микроконтроллером, снабженным встроенным интерфейсом USB
6.5. Платы Arduino с возможностями USB-хоста
6.6. Опрос Arduino с компьютера
6.6.1. Пример вывода данных
6.6.2. Использование специальных символов
6.6.3. Изменение представлений типа данных
6.6.4. Общение с Arduino
6.6.5. Чтение информации из компьютера или другого последовательного устройства
Плата Arduino в качестве транслятора данных
Различие между char и int
Отправка одиночных символов для управления светодиодом
Отправка последовательности цифр для управления RGB-светодиодом
6.7. Создаем компьютерное приложение
6.7.1. Интерфейс Processing
6.7.2. Установка Processing
6.7.3. Плата Arduino управляет приложением на Processing
6.7.4. Отправка данных из Processing-приложения в Arduino
6.8. Изучаем особенности работы с Arduino Leonardo (и другими платами на основе процессора 32U4)
6.8.1. Эмуляция клавиатуры
6.8.2. Отправка команд для управления компьютером
6.8.3. Эмуляция мыши
Резюме
Глава 7. Сдвиговые регистры
7.1. Что такое сдвиговый регистр
7.2. Последовательная и параллельная передача данных
7.3. Сдвиговый регистр 74НС595
7.3.1. Назначение контактов сдвигового регистра
7.3.2. Принцип действия сдвиговых регистров
7.3.3. Передача данных из Arduino в сдвиговый регистр
7.3.4. Преобразование между двоичным и десятичным форматами
7.4. Создание световых эффектов с помощью сдвигового регистра
7.4.1. Эффект "бегущий всадник"
7.4.2. Отображение данных в виде гистограммы
Резюме
ЧАСТЬ III. ИНТЕРФЕЙСЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
Глава 8. Интерфейсная шина I2С
8.1. История создания протокола I2С
8.2. Схема подключения устройств I2С
8.2.1. Взаимодействие и идентификация устройств
8.2.2. Требования к оборудованию и подтягивающие резисторы
8.3. Связь с датчиком температуры I2С
8.3.1. Сборка схемы устройства
8.3.2. Анализ технического описания датчика
8.3.3. Написание программы
8.4. Проект, объединяющий регистр сдвига, последовательный порт и шину I2С
8.4.1. Создание системы мониторинга температуры
8.4.2. Модификация кода программы
8.4.3. Написание программы на Processing
Резюме
Глава 9. Интерфейсная шина SPI
9.1. Общие сведения о протоколе SPI
9.2. Подключение устройств SPI
9.2.1. Конфигурация интерфейса SPI
9.2.2. Протокол передачи данных SPI
9.3. Сравнение SPI и I2С
9.4. Подключение цифрового потенциометра SPI
9.4.1. Техническое описание МСР4231
9.4.2. Описание схемы устройства
9.4.3. Написание программы
9.5. Создание световых и звуковых эффектов с помощью цифровых потенциометров SPI
9.5.1. Описание схемы устройства
9.5.2. Модификация программы
Резюме
Глава 10. Взаимодействие с жидкокристаллическими дисплеями
10.1. Настройка жидкокристаллического дисплея
10.2. Библиотека LiquidCrystal
10.3. Вывод текста на дисплей
10.4. Создание специальных символов и анимации
10.5. Создание регулятора температуры
10.5.1. Монтаж схемы устройства
10.5.2. Отображение данных на ЖК-дисплее
10.5.3. Установка порогового значения температуры с помощью кнопок
10.5.4. Добавляем вентилятор и звуковое оповещение
10.5.5. Итог всего: полная программа
10.6. Как усовершенствовать проект
Резюме
Глава 11. Беспроводная связь с помощью радиомодулей ХВее
11.1. Общие сведения о беспроводной связи ХВее
11.1.1. Радиомодули ХВее
11.1.2. Платы расширения для ХВее
Стабилизатор 3,3 В
Согласование логических уровней
Светодиодные индикаторы
Перемычка или переключатель выбора UART
Программная или аппаратная реализация UART
11.2. Настройка модулей ХВее
11.2.1. Настройка с помощью USB-адаптера
Первый вариант программирования (не рекомендуется)
Второй вариант программирования (рекомендуется)
11.2.2. Настройка модуля ХВее и его подключение к компьютеру
11.2.3. Настройка ХВее с помощью Windows-приложения X-CTU
11.2.4. Настройка модулей ХВее из последовательного терминала
11.3. Соединяемся с компьютером по беспроводной сети
11.3.1. Автономное питание платы Arduino
Питание от USB с компьютера или сетевого адаптера
Питание от батареи
Сетевые источники питания
11.3.2. Пример 1: беспроводное управление цветом окна на компьютере
11.3.3. Пример 2: управление RGB-светодиодом
11.4. Беспроводной дверной звонок
11.4.1. Разработка системы
11.4.2. Оборудование для передатчика
11.4.3. Оборудование для приемника
11.4.4. Программа для передатчика
11.4.5. Программа для приемника
Резюме
ЧАСТЬ IV. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ТЕМЫ И ПРОЕКТЫ
Глава 12. Аппаратные прерывания и прерывания по таймеру
12.1. Использование аппаратных прерываний
12.2. Что выбрать: опрос состояния в цикле или прерывания?
12.2.1. Программная реализация
12.2.2. Аппаратная реализация
12.2.3. Многозадачность
12.2.4. Точность сбора данных
12.2.5. Реализация аппаратного прерывания в Arduino
12.3. Разработка и тестирование системы противодребезговой защиты для кнопки
12.3.1. Создание схемы аппаратного устранения дребезга
12.3.2. Монтаж схемы
12.3.3. Программа обработки аппаратного прерывания
12.4. Прерывания по таймеру
12.4.1. Общие сведения о прерываниях по таймеру
12.4.2. Установка библиотеки
12.4.3. Одновременное выполнение двух задач
12.5. Музыкальный инструмент на прерываниях
12.5.1. Схема музыкального инструмента
12.5.2. Программа для музыкального инструмента
Резюме
Глава 13. Обмен данными с картами памяти SD
13.1. Подготовка к регистрации данных
13.1.1. Форматирование данных с помощью CSV-файлов
13.1.2. Подготовка SD-карты для регистрации данных
13.2. Взаимодействие Arduino с SD-картой
13.2.1. Платы расширения для SD-карт
13.2.2. SPI-интерфейс SD-карты
13.2.3. Запись на SD-карту
13.2.4. Чтение с SD-карты
13.3. Использование часов реального времени
13.3.1. Общие сведения о часах реального времени
Микросхема часов реального времени DS1307
Сторонняя библиотека Arduino RTClib
13.3.2. Использование часов реального времени
Подключение модулей SD card shield и RTC
Модификация программы для работы с RTC
13.4. Регистратор прохода через дверь
13.4.1. Схема регистратора
13.4.2. Программа для регистратора
13.4.3. Анализ зарегистрированных данных
Резюме
Глава 14. Подключение Arduino к Интернету
14.1. Всемирная паутина, Arduino и Вы
14.1.1. Сетевые термины
IP-адрес
МАС-адрес
HTML
HTTP
GET/POST
DHCP
DNS
Клиенты и серверы
Подключение к сети платы Arduino
14.2. Управление платой Arduino из Интернета
14.2.1. Настройка оборудования для управления вводом-выводом
14.2.2. Создание простой веб-страницы
14.2.3. Написание программы для Arduino-сервера
Подключение к сети и получение IP-адреса через DHCP
Ответ на клиентский запрос
Итоговая программа веб-сервера
14.3. Управление платой Arduino по сети
14.3.1. У правление платой Arduino по локальной сети
14.3.2. Организация доступа к плате Arduino из внешней сети
Вход в панель администрирования маршрутизатора
Резервирование IP-адреса для Arduino в DHCP
Перенаправление порта 80 на плату Arduino
Обновление динамического DNS
14.4. Отправка данных в реальном времени в графические сервисы
14.4.1. Создание потока данных на Xively
Создание учетной записи Xively
Создание потока данных
Установка библиотек Xively и HTTPClient
Подключение к плате Arduino
Настройка Xively и выполнение программы
Отображение данных на веб-странице
14.4.2. Добавление компонентов в поток
Добавление аналогового датчика температуры
Добавление показаний датчика в поток
Резюме
Приложение. Документация на микроконтроллер ATmega и схема платы Arduino
Знакомство с технической документацией
Анализ технического описания
Цоколевка микросхемы ATmega 328P
Принципиальная схема Arduino
Предметный указатель