玩轉(zhuǎn)Arduino合集

1、玩轉(zhuǎn)Arduino合集Arduino是什么？ Arduino硬件介紹 Arduino編程環(huán)境介紹Arduino的安裝 Arduino IDE的安裝 USB驅(qū)動(dòng)的安裝4Arduino程序結(jié)構(gòu)：setup()上電后setup()函數(shù)執(zhí)行一次5Arduino程序結(jié)構(gòu)：loop()loop()函數(shù)一直循環(huán)運(yùn)行6Arduino數(shù)字輸入輸出Arduino程序下載 HelloWorld程序動(dòng)手 HelloWorld：點(diǎn)亮一個(gè)LED燈Arduino與電子積木 什么是電子積木 電子積木如何與Arduino連接 傳感器擴(kuò)展板 連接線數(shù)字型電子積木通用按鈕模塊 小按鈕模塊 大按鈕模塊 磁力開(kāi)關(guān) 觸摸傳感器傾斜傳感器

2、人體運(yùn)動(dòng) 紅外熱釋傳感器反射型紅外開(kāi)關(guān) 50cm100cm 反射型紅外開(kāi)關(guān) 10cm 反射型紅外開(kāi)關(guān) 2cm對(duì)射型 紅外開(kāi)關(guān) 8米繼電器模塊動(dòng)手 通過(guò)按鈕模擬來(lái)控制LED燈的亮滅面包板使用方法介紹動(dòng)手 用面包板完成LED模塊的電路連接LED基本電路電阻電阻LED電源（正電源（正/負(fù)）負(fù)）LED控制代碼動(dòng)手 使用Arduino和傳感器擴(kuò)展板 使用Arduino的9,10,11三個(gè)引腳 使用三個(gè)LED和1K的電阻 通過(guò)程序進(jìn)行控制 討論彩色LED 紅/綠/藍(lán) 三原色 根據(jù)公共端的不同有共陽(yáng)/共陰兩種動(dòng)手 更換RGB LED 用Arduino程序混色 討論模擬信號(hào) 模擬信號(hào)的值可以連續(xù)變化 9V電池

3、就是一種模擬器件，因?yàn)樗妮敵鲭妷翰⒉痪_地等于9V，而是隨時(shí)間發(fā)生變化，并可取任何實(shí)數(shù)值。 光照強(qiáng)度、溫度、濕度等也都是模擬信號(hào)Arduino中的模擬輸出 analogWrite(pin, value) pin為Arduino上的PWM引腳 3, 5, 6, 9, 10, 11 value取值0-255 PWM 實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的數(shù)字化方法 動(dòng)手 Arduino控制LED淡入淡出效果動(dòng)手 實(shí)現(xiàn)全彩的混色模擬輸入 通常基于分壓原理 電位器 電子積木電子積木 300度度 旋轉(zhuǎn)角度傳感器旋轉(zhuǎn)角度傳感器Arduino中的模擬輸入 analogRead(pin) pin: 模擬輸入引腳 A0, A1, A

4、2, A3, A4, A5 返回值: 0-1024 (10位精度)動(dòng)手 通過(guò)讀取電位器的值來(lái)控制LED燈的亮度300度 旋轉(zhuǎn)角度傳感器多圈 旋轉(zhuǎn)角度傳感器 60行程 滑動(dòng)電位器 推子游戲桿 控制桿 JoyStick模擬溫度傳感器光線傳感器聲音傳感器Sharp 紅外距離傳感器 30cm, 80cm, 150cm, 5.5m三軸 加速度傳感器FlexiForce壓力傳感器 1 lb, 25 lb, 100 lbFSR系列壓力傳感器 壓力1-10kG 尺寸和外形不同彎曲傳感器 單向，雙向拉伸 傳感器 4 inch, 6 inch動(dòng)手 實(shí)驗(yàn)各種模擬傳感器 對(duì)RGB LED進(jìn)行控制 分享串口通信 串口通

5、信（Serial Communication）是Arduino和計(jì)算機(jī)間按位進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N最基本的方式。 使用3根線完成 地線，GND 發(fā)送，Tx 接收 ，Rx 主要參數(shù) 波特率：通信速度，表示每秒鐘傳送的位（bit）的個(gè)數(shù) 數(shù)據(jù)位 停止位 奇偶校驗(yàn)位Arduino 串口USB轉(zhuǎn)串口 PC端：串口 Arduino端：USB串口引腳 RX：Pin 0 TX：Pin 1串口數(shù)目 Arduino MEGA和Arduino 2560：4個(gè) 其余：1個(gè)串口初始化函數(shù) Serial.begin(speed)speed: 300, 1200, 2400, 4800, 9600, 14400, 19200

6、, 28800, 38400, 57600, 115200 通常在 setup() 函數(shù)里調(diào)用Arduino 串口輸出 將數(shù)據(jù)從Arduino傳輸?shù)絇C TX 串口轉(zhuǎn)USB PC端軟件串口監(jiān)視軟件 Arduino IDE自帶串口監(jiān)視軟件 也可以用其它軟件進(jìn)行接收：Flash, Processing, Director, vvvv等 串口輸出函數(shù) Serial.print(val), Serial.println(val) 輸出ASCII碼（后者多一個(gè)回車(chē)換行） Serial.print(val, format) , Serial.println(val, format) 按指定格式輸出（后者多

7、一個(gè)回車(chē)換行）Serial.print(val) 實(shí)例 Serial.print(78) 輸出78 Serial.print(1.23456) 輸出1.23 Serial.print(byte(78) 輸出“N” （N的ASCII碼值為78)） Serial.print(N) 輸出N Serial.print(Hello world.) 輸出Hello world. Serial.print(val, format) 實(shí)例Serial.print(78, BYTE) 輸出N Serial.print(78, BIN) 輸出1001110 Serial.print(78, OCT) 輸出116

8、Serial.print(78, DEC) 輸出78 Serial.print(78, HEX) 輸出4E Serial.print(1.23456, 0) 輸出1 Serial.print(1.23456, 2) 輸出1.23 Serial.print(1.23456, 4) 輸出1.2346 動(dòng)手動(dòng)手 嘗試輸出更多格式的數(shù)據(jù)到計(jì)算機(jī) Serial.print(78) Serial.print(1.23456) Serial.print(byte(78) Serial.print(N) Serial.print(Hello world.) Serial.print(78, BYTE) Ser

9、ial.print(78, BIN) Serial.print(78, DEC) Serial.print(78, HEX) Serial.print(1.23456, 2)串口液晶模塊波特率9600命令格式所有對(duì)該液晶屏進(jìn)行控制的串口命令都以字符”$”開(kāi)始，以回車(chē)換行”rn”結(jié)束，兩者之間是相應(yīng)的命令和參數(shù)，不同的命令具有不同的參數(shù)。操作命令光標(biāo)移動(dòng) ：GO行列行和列均從1開(kāi)始GO 1 1在當(dāng)前光標(biāo)位置上顯示字符串 PRINT字符串PRINT Hello Arduino清屏：CLEAR 將光標(biāo)移回到屏幕左上角的初始位置：HOME 設(shè)置光標(biāo)效果：CURSOR顯示閃爍第一個(gè)參數(shù)為是否顯示光標(biāo)（1

10、和0）第二個(gè)參數(shù)為是否閃爍（1和0） CURSOR 1 1一個(gè)完整命令的例子Serial.print($PRINT Flamingo EDArn); Serial.println($PRINT Flamingo EDA); 動(dòng)手 要求：清屏后在屏幕上的第二行第二列開(kāi)始顯示字符串Arduino Club 提示提示 在在loop的最后加的最后加delay防止閃爍防止閃爍 在下載代碼的時(shí)候不能接顯示屏在下載代碼的時(shí)候不能接顯示屏Arduino 串口輸入串口隊(duì)列（Buffer） PC和Arduino間的緩沖區(qū)串口輸入函數(shù) Serial.available() 返回值：當(dāng)前可讀的數(shù)據(jù)數(shù)目 Serial.

11、read() 如果串口沒(méi)有數(shù)據(jù)可讀，返回 -1 如果串口有數(shù)據(jù)可讀，返回第一個(gè)字符，并從串口隊(duì)列中取出 Serial.peek() 如果串口沒(méi)有數(shù)據(jù)可讀，返回-1 如果串口有數(shù)據(jù)可讀，返回第一個(gè)字符，但不從串口隊(duì)列取出，因此下次還能讀到 Serial.flush() 清空串口隊(duì)列動(dòng)手作業(yè) 從串口輸入以$開(kāi)始，以回車(chē)換行（rn）的命令，對(duì)其進(jìn)行解析， 控制指定數(shù)字I/O引腳上的LED， 第一個(gè)參數(shù)為引腳號(hào)，第二個(gè)參數(shù)為亮滅 $D 2 1rn $D 3 0rn 控制指定PWM端口上的LED亮度 第一個(gè)參數(shù)為引腳號(hào)，第二個(gè)參數(shù)為亮度值 $P 6 128rn基于串口的電子積木（一）串行液晶顯示屏串行液

12、晶顯示屏 字符型字符型 1602 LCD 1602 LCD USBUSB轉(zhuǎn)串口適配器轉(zhuǎn)串口適配器 RS485RS485串口模塊串口模塊 MAX232 MAX232 串口模塊串口模塊 無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊 APC220 APC220 藍(lán)牙串口模塊藍(lán)牙串口模塊基于串口的電子積木（二）串口串口RFIDRFID模塊模塊 10cm 10cm 串口串口RFIDRFID模塊模塊 6cm 6cm XBee USB XBee USB 適配器適配器 直流電機(jī) 將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的一種裝置 兩個(gè)電源接頭 在適當(dāng)?shù)碾妷合陆o予足夠的電流時(shí)將連續(xù)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)方向由電流方向決定 普通直流電機(jī)轉(zhuǎn)速高力矩小，適用于對(duì)

13、力矩要求小的場(chǎng)合直流減速電機(jī) 直流減速電機(jī)（齒輪減速電機(jī)）是在普通直流電機(jī)的基礎(chǔ)上，加上配套齒輪減速箱。 齒輪減速箱可以提供較低的轉(zhuǎn)速和較大的力矩，不同的減速比可以提供不同的轉(zhuǎn)速和力矩常用參數(shù)工作電壓（額定電壓） 驅(qū)動(dòng)電機(jī)推薦使用的電壓 高于或者低于工作電壓時(shí)電機(jī)也能工作 實(shí)際電壓 額定電壓，會(huì)影響電機(jī)的壽命工作電流 電機(jī)工作電流越大，輸出功率越大 空載運(yùn)行時(shí)，電機(jī)的電流最?。蛰d電流） 負(fù)載增大到使電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)（堵轉(zhuǎn)電流）轉(zhuǎn)矩 電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)力轉(zhuǎn)速 每分鐘旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)（轉(zhuǎn)/分，RPM）注意！ 電機(jī)屬于大電流設(shè)備，無(wú)法用Arduino引腳直接控制 區(qū)別于LED 電機(jī)電壓高于Arduino的工作電壓

14、，注意隔離和接線 出錯(cuò)可能導(dǎo)致Arduino燒毀 電機(jī)在不通電的情況下旋轉(zhuǎn)將產(chǎn)生逆電流（逆電壓） 發(fā)電機(jī)的工作原理 逆電流的方向與電機(jī)工作電流的方向相反 逆電流會(huì)造成電子設(shè)備的損壞動(dòng)手 觀察逆電壓手工發(fā)電機(jī)基本控制電路 用三極管或者M(jìn)OS管驅(qū)動(dòng)電機(jī)動(dòng)手 用Arduino控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)代碼 與LED燈控制代碼相同電機(jī)速度控制 復(fù)習(xí)PWM 高速地開(kāi)關(guān)三極管來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的控制 占空比（打開(kāi)時(shí)間:關(guān)閉時(shí)間）決定了輸出給電機(jī)的能量份額 Arduino的analogWrite函數(shù)用來(lái)產(chǎn)生PWM信號(hào)動(dòng)手 用Arduino控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度 如何讓速度變化更容易觀察到？H橋式驅(qū)動(dòng)電路 4個(gè)三極管控制一個(gè)直流電

15、機(jī) 只讓對(duì)角線上的一對(duì)三極管導(dǎo)通 否則會(huì)短路，燒壞三極管 能同時(shí)控制速度和方向電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L293D 包含兩個(gè)H橋式驅(qū)動(dòng)電路，可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)直流電機(jī)電機(jī)電機(jī)使能引腳使能引腳方向方向A A方向方向B B電機(jī)電源電機(jī)電源Arduino 5VArduino 5V電機(jī)電源和電機(jī)電源和Arduino Arduino 需要共地需要共地! !Arduino控制L293D 速度控制 使用Arduino模擬輸出引腳 將產(chǎn)生的PWM信號(hào)連接到L293D的使能引腳 方向控制 使用Arduino的數(shù)字輸出引腳 將產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)連接到L293D的A、B兩個(gè)方向引腳 正轉(zhuǎn)：A為高，B為低 反轉(zhuǎn)：A為低，B為高 制動(dòng)：A

16、、B同時(shí)為高或者低動(dòng)手 用L293D控制電機(jī)Arduino電機(jī)驅(qū)動(dòng)擴(kuò)展板 基于L298N，工作原理與L293D一樣 提供更大工作電流，可以驅(qū)動(dòng)大的直線電機(jī) 逆電壓消除電路步進(jìn)電機(jī) 一種可以精確控制的交流電機(jī) 由驅(qū)動(dòng)脈沖控制，每個(gè)脈沖讓電機(jī)前進(jìn)一個(gè)固定的角度（步進(jìn)角） 電機(jī)速度由單位時(shí)間內(nèi)脈沖的個(gè)數(shù)決定（脈沖頻率） 功率小，負(fù)載能力低，控制相對(duì)復(fù)雜雙極性步進(jìn)電機(jī) 每個(gè)線圈都可以兩個(gè)方向通電 四根引線，每個(gè)線圈兩條 使用數(shù)字萬(wàn)用表確定線圈分組 某兩根引線之間能夠測(cè)量到阻值就屬于一組 雙極性步進(jìn)電機(jī)的步距通常是1.8 轉(zhuǎn)一圈需要200步工作原理步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 需要不斷改變線圈中電流的方向 通過(guò)H橋式

17、驅(qū)動(dòng)電路完成 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊EasyDriver 方向方向步進(jìn)脈沖步進(jìn)脈沖地地電機(jī)電源電機(jī)電源地地線圈線圈A A線圈線圈B B電機(jī)電源和電機(jī)電源和Arduino Arduino 需要共地需要共地! !Arduino控制EasyDriver 方向控制 使用Arduino的數(shù)字輸出引腳 速度控制 使用Arduino的數(shù)字輸出引腳 產(chǎn)生脈沖信號(hào)動(dòng)手 用EasyDriver驅(qū)動(dòng)雙極性步進(jìn)電機(jī)升降速曲線 步進(jìn)電機(jī)在拖動(dòng)負(fù)載高速移動(dòng)一定距離并精確定位時(shí)一般來(lái)說(shuō)都應(yīng)包括五個(gè)階段 啟動(dòng) 加速 高速運(yùn)行（勻速） 減速 停止 不同階段的脈沖頻率應(yīng)不同舵機(jī) 舵機(jī)也叫伺服電機(jī)（Servo），工作電壓一般4.6 7.

18、2V 由直流電機(jī)、減速齒輪組、傳感器和控制電路組成 主要應(yīng)用在定位控制上舵機(jī)接口 標(biāo)準(zhǔn)三線接口標(biāo)準(zhǔn)三線接口 電源線電源線 地線地線 控制線控制線控制信號(hào) 舵機(jī)的控制信號(hào)也是一種PWM信號(hào) 脈沖周期20毫秒 脈沖高電平持續(xù)1毫秒（1000微秒）到2毫秒（2000微秒） 用來(lái)控制的脈沖信號(hào)必須持續(xù)產(chǎn)生，否則很難穩(wěn)定注意！ 舵機(jī)對(duì)控制脈沖高電平的寬度非常敏感 抖動(dòng)：控制信號(hào)每個(gè)脈沖的高電平寬度不穩(wěn)定 兩個(gè)控制脈沖的間隔時(shí)間不太敏感 只要在可以接受的范圍內(nèi)都可以（14ms到20ms） 只有機(jī)械約束，沒(méi)有電路約束 控制脈沖寬度大于920us或者2120us，對(duì)電機(jī)壽命會(huì)有影響 驅(qū)動(dòng)電機(jī)到達(dá)物理上不可能到

19、達(dá)的位置 千萬(wàn)不能接反電源 大部分舵機(jī)都可能會(huì)燒毀 通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)找出電機(jī)的運(yùn)動(dòng)范圍 大部分舵機(jī)的運(yùn)動(dòng)區(qū)間都在150度左右Arduino如何控制舵機(jī) Servo庫(kù) servo.attach(pin) 在指定的引腳上連接舵機(jī) servo.write(anlog) 將舵機(jī)旋轉(zhuǎn)到指定的角度位置 servo.writeMicroseconds(us) 生成指定寬度（微秒）的控制脈沖動(dòng)手 利用Arduino為舵機(jī)找到中心位置 以中心位置左右擺動(dòng)Arduino如何與外界溝通 Pin COM SPI IICCOM COM RX/TXRX/TX(0,1)(0,1)SPI SPI SCK,MISO,MOSI,SSS

20、CK,MISO,MOSI,SS(13,12,11,10)(13,12,11,10)I2C I2C SDA/SCLSDA/SCL(A4,A5)(A4,A5)RF遙控 無(wú)線射頻（Radio Frequency） 在空氣中傳播的電磁波 主要包括無(wú)線收/發(fā)機(jī) 發(fā)射模塊 接收模塊 應(yīng)用場(chǎng)景 車(chē)輛/家庭防盜 遙控玩具4路RF模塊 無(wú)線發(fā)射模塊對(duì)應(yīng)于數(shù)字輸出（Digital Out） 將相應(yīng)引腳設(shè)置成高，發(fā)出數(shù)據(jù) 無(wú)線接收模塊對(duì)應(yīng)于數(shù)字輸入（Digital In） 若相應(yīng)引腳讀出為高，接收數(shù)據(jù) 一共4個(gè)通道：C1、C2、 C3、 C4無(wú)線發(fā)射模塊無(wú)線發(fā)射模塊無(wú)線接收模塊無(wú)線接收模塊動(dòng)手 兩臺(tái)Arduino一組 發(fā)射組 RF發(fā)射模塊一個(gè) 按鈕模塊一個(gè) 接收線 RF接收模塊一個(gè) LED模塊一個(gè) 目標(biāo)