Как сделать контроллер для компьютера на ардуино

Обновлено: 11.10.2024

Инфракрасный пульт дистанционного управления — один из самых простых способов взаимодействия с электронными приборами. Так, практически в каждом доме есть несколько таких устройств: телевизор, музыкальный центр, видеоплеер, кондиционер. Но самое интересное применение инфракрасного пульта — дистанционное правление роботом. Собственно, на этом уроке мы попытаемся реализовать такой способ управления с помощью популярного контроллера Ардуино Уно.

ИК-пульт

Что нужно для того, чтобы научить робота слушаться инфракрасного (ИК) пульта? Во-первых, нам потребуется сам пульт. Можно использовать обычный пульт от телевизора, а можно приобрести миниатюрный пульт от автомагнитолы. Именно такие пульты часто используются для управления роботами.

На таком пульте есть 10 цифровых кнопок и 11 кнопок для манипуляции с музыкой: громкость, перемотка, play, stop, и т.д. Для наших целей более чем достаточно.

ИК-датчик

Во-вторых, для приема сигнала с пульта нам потребуется специальный ИК-датчик. Вообще, мы можем детектировать инфракрасное излучение обычным фотодиодом/фототранзистором, но в отличие от него, наш ИК-датчик воспринимает инфракрасный сигнал только на частоте 38 кГц (иногда 40кГц). Именно такое свойство позволяет датчику игнорировать много посторонних световых шумов от ламп освещения и солнца.

Для этого урока воспользуемся популярным ИК-датчиком VS1838B, который обладает следующими характеристиками:

несущая частота: 38 кГц;
напряжение питания: 2,7 — 5,5 В;
потребляемый ток: 50 мкА.

Можно использовать и другие датчики, например: TSOP4838, TSOP1736, SFH506.

Подключение

Датчик имеет три вывода (три ноги). Если посмотреть на датчик со стороны приёмника ИК сигнала, как показано на рисунке,

то слева будет — выход на контроллер,
по центру — отрицательный контакт питания (земля),
и справа — положительный контакт питания (2.7 — 5.5В).

Принципиальная схема подключения

Внешний вид макета

Программа

Подключив ИК-датчик будем писать программу для Ардуино Уно. Для этого воспользуемся стандартной библиотекой IRremote, которая предназначена как раз для упрощения работы с приёмом и передачей ИК сигналов. С помощью этой библиотеки будем принимать команды с пульта, и для начала, просто выводить их в окно монитора последовательного порта. Эта программа нам пригодится для того, чтобы понять какой код дает каждая кнопка.

Загружаем программу на Ардуино. После этого, пробуем получать команды с пульта. Открываем монитор последовательного порта (Ctrl+Shift+M), берём в руки пульт, и направляем его на датчик. Нажимая разные кнопочки, наблюдаем в окне монитора соответствующие этим кнопкам коды.

Проблема с загрузкой программы

В некоторых случаях, при попытке загрузить программу в контроллер, может появиться ошибка:

TDK2 was not declared In his scope

, и удаляем файлы: IRremoteTools.cpp и IRremoteTools.h. Затем, перезапускаем Arduino IDE, и снова пробуем загрузить программу на контроллер.

Управляем светодиодом с помощью ИК-пульта

Теперь, когда мы знаем, какие коды соответствуют кнопкам пульта, пробуем запрограммировать контроллер на зажигание и гашение светодиода при нажатии на кнопки громкости. Для этого нам потребуется коды (могут отличаться, в зависимости от пульта):

FFA857 — увеличение громкости;
FFE01F — уменьшение громкости.

В качестве светодиода, используем встроенный светодиод на выводе №13, так что схема подключения останется прежней. Итак, программа:

Загружаем на Ардуино и тестируем. Жмем vol+ — светодиод зажигается. Жмем vol- — гаснет. Теперь, зная как это все работает, можно вместо светодиода управлять двигателями робота, или другими самодельными микроэлектронными устройствами!

К размышлению

Несмотря на то, что инфракрасные пульты всё еще сильно распространены, этот способ передачи данных сильно проигрывается более современным подходам. Для управления устройствами удобнее использовать bluetooth, wi-fi или zigbee. Также для создания самодельных устройств с дистанционным управлением подойдут низкоуровневые передатчики: самый простой RF433 или RF315, а также более серъёзный NRF24L01.

Ардуино: инфракрасный пульт и приемник : 73 комментария

Во-первых спасибо за пример!
но он не работал у меня(

пришлось его доделать=)

IRrecv irrecv(2); // указываем вывод, к которому подключен приемник

decode_results results;
int Relay = 4;

у меня тоже не заработал скетч . вот скетч который у меня
заработал.

IRrecv irrecv(6); // указываем пин, к которому подключен IR приемник
decode_results results;

void setup() // процедура setup
irrecv.enableIRIn(); // запускаем прием инфракрасного сигнала

Serial.begin(9600); // подключаем монитор порта
>

// включаем и выключаем светодиоды, в зависимости от полученного сигнала

if (results.value == 12535991) digitalWrite(11, HIGH);
>
if (results.value == 12574751 ) digitalWrite(11, LOW);
>
if (results.value == 16718055) digitalWrite(12, HIGH);
>
if (results.value == 16724175) digitalWrite(12, LOW);
>
irrecv.resume(); // принимаем следующий сигнал на ИК приемнике
>
>

А какая библиотека?

Большое спасибо за познавательный урок, я бы хотел попросить вас усложнить задачку и сделать при помощи ШИМ плавное вкл/откл светодиода. Спасибо!

Дополнить программу кодом в данном месте (для увеличения яркости)
case 0xFFA857:
// например
int val = 0;
val += 50; // значение может быть любым
// или val++; для более плавного перехода
if (val > 255) val = 255
analogWrite( 13, val );
break;

при этом коде светодиод просто включается, плавности нет.

Нужно подключать к выходам с ШИМ (PWM)

надо добавить, чтобы работало
pinMode(13, OUTPUT);

Подключил как в гайде, но все равно не работает( Имею в виду что монитор не показывает что я нажал пультом) но это не такой пульт как в этом гайде. В чем может быть проблема?

Скетч залился успешно, без ошибок? Причины могут быть разные. Например, пульт дает сигнал на частоте 40КГц, а приемник скорее всего 38КГц.

Я пробовал и таким же пультом и пультом от телевизора все работает. Посмотри все ли у тебя подключено правильно.

Как сделать так что бы ик приемник получал один и тот же сигнал, у меня он принимает с одной кнопки разные коды

у меня просто нули пишет какую бы кнопку ни не нажимал.

У разных пультов разный код.

А почему на схеме и на внешнем виде макета отличается подключение выводов? На схеме у вас (слева направо) идёт земля выход вход, а на макете земля вход выход.

Я просмотрел уже несколько сайтов по подключению этого приёмника — везде подключают по разному, у одних левый вывод это выход, у других земля. Чепуха какая-то.

Спасибо за замечание! Оказалось, что в редакторе схем fritzing ИК-датчик отображается неверно. Заменили на правильный вариант. Теперь всё как надо. Если не заработает, ищите проблему в другом.

разные выводы на сенсоре и на плате ky-022
вносите корректировку.

Можно ссылочку на деталь в Fritzing

Я пишу скетч на управление сервой с помощью ик приёмника и вылетает ошибка:
‘results’ was not declared in this scope

void setup() Serial.begin(9600);
irrecv.enableIRIn(); // запускаем прием
MyServo.attach(4);

void loop() if ( irrecv.decode( &results )) switch ( results.value ) case 0xFFA25D:
MyServo.write(0);
break;
case 0xFF629D:
MyServo.write(90); //поворот на 90 градусов
break;
>
irrecv.resume(); // принимаем следующую команду
>

Спасибо за пример! Заработал с первого раза. Очень доходчиво и просто. Спасибо.

Использовал скетчи из этой темы для того, что бы сделать лазертаг мишень: принимает ИК сигнал выстрела, загорается и гаснет, но вот какие вопросы:
1. Как только программа загружается в Ардуино — диод горит сразу.
2. Что надо сделать, что бы принял сигнал — моргнул 500 мсек — погас?

IRrecv irrecv(2); // указываем вывод, к которому подключен приемник

void setup() Serial.begin(9600); // выставляем скорость COM порта
irrecv.enableIRIn(); // запускаем прием
pinMode(3, OUTPUT);
>

void loop() if ( irrecv.decode( &results )) < // если данные пришли
switch ( results.value ) case 0x2FD58A7:
digitalWrite ( 3, HIGH );
delay (10);
case 0x2FDD827:
digitalWrite ( 3, LOW);
delay (100);
>
Serial.println( results.value, HEX ); // печатаем данные
irrecv.resume(); // принимаем следующую команду
>

Автору респект.
Alexandr, отдельная благодарность.
Светодиод горел на авторском скетче вполнакала,
с Вашей поправкой все заработало отлично.

Скачайте библиотеку IRremote.h

Походу проблема в библиотеке

Бывает такое при подключении платы с уже запущенным приложением Arduino IDE. Закрой ИДЕшку, извлеки провод, с помощью которого прошиваешь плату, запусти ИДЕ, подключи плату(ардуинку). PROFIT

Можно сделать проще: зайти в программу, Инструменты, Порт и выбираем

Добрый день? возможно ли подключить к uno серво шилд и wi-fi шилд? если нет, то какой вариант возможен?

извините,но в вашем коде какая то фигня… Вставте ваш код в word и вы поймёте.

собрал все по схеме светодиодом моргать получается а когда вместо светодиода цепляю реле неработает

Скорее всего тока не хватает для управления реле.
Какое реле подключаете?

Доброго времени суток!
Господа, я новичок в освоении Ардуино, Но!
Получаю команды с пульта всегда в двух числах, исходя из этого
хотел бы спросить профессионалов — Почему 2 цифры?
Как я понял одна из них и есть код сигнала, а вторая преселектор (т.е доп сигнал, для считывания нажатия комбинации кнопок в момент времени),.
Так, как в моем случае, мне нужна быстрая реакция на нажатие, я включил их в обработку
Пример ниже…

IRrecv irrecv(2); // указываем вывод, к которому подключен приемник

void setup() pinMode(13,OUTPUT);
pinMode(12,OUTPUT);
Serial.begin(9600); // выставляем скорость COM порта
irrecv.enableIRIn(); // запускаем прием
>

if (results.value ==32||results.value==2080)
digitalWrite( 13, HIGH );
>
if (results.value ==33||results.value==2081)
digitalWrite( 13, LOW );
>
if (results.value ==17||results.value==2065)
digitalWrite( 12, HIGH );
>
if (results.value ==16||results.value==2064)
digitalWrite( 12, LOW );
>
irrecv.resume(); // принимаем следующую команду
>
>

У меня при case пишет что неуказонное значение.Помогите

Покажите свой скетч

Допишите 0x Например у вас код кнопки получился CE1972FD, значит пишем case 0xCE1972FD

ПОМОГИТЕ УМОЛЯЮ! ЗАГРУЖАЮ СКЕТЧ И ПИШЕТ ОШИБКУ!

Какая ошибка? case неверный? Допишите перед вашим значением кода 0x Например case 0xCE1972FD

Почему приёмник иногда пишет в консоль разные коды на одну и ту же кнопку? Как эти коды можно контролировать в понятный для Android вид чтобы создать программный пульт?

ТЫ НА ПУЛЬТЕ НАЖИМАЕШЬ РАЗНЫЕ КНОПКИ ПРОСТО СМОТРИ НА ПУЛЬТ И НАЖИМАЙ НОГТЕМ НА ОДНУ КНОПКУ НЕ УДЕРЖИВАЯ ПРИМЕРНО МЕНЬШЕ СЕКУНДЫ!

Почему светодиод не на полную мощность работает?

Может, сопротивление поменьше поставьте

ГДЕ ВЫ ПОКАЗАЛИ КАК ПОДКЛЮЧАТЬ ИК ДАТЧИК ТАМ НЕ ПРАВИЛЬНО МОЖНО БЫЛО ПОДКЛЮЧИТЬ НА 3 ВОЛЬТА А МОТОР НА 5 ИЛИ НА СЕМЬ ВОЛЬТ МЕНЬШЕ ПЯТИ ВОЛЬТ МОТОРУ НЕ ХВАТАЕТ МОЩНОСТИ!

Функция tone () использует таймер 2, который по умолчанию IRremote также использует при использовании чипа ATmega2560.
В файле IRremoteInt.h вы можете определить, какой таймер использовать. Или скачайте библиотеку TonePlayer

Скобки одинарные поставьте.

Скетч використовує 6502 байтів (22%) місця зберігання для програм. Межа 28672 байтів.
Глобальні змінні використовують 236 байтів (11%) динамічної пам’яті, залишаючи 1812 байтів для локальних змінних. Межа 2048 байтів.
avrdude: stk500_getsync() attempt 1 of 10: not in sync: resp=0x78
avrdude: stk500_getsync() attempt 2 of 10: not in sync: resp=0x86
avrdude: stk500_getsync() attempt 3 of 10: not in sync: resp=0x60
avrdude: stk500_getsync() attempt 4 of 10: not in sync: resp=0x66
avrdude: stk500_getsync() attempt 5 of 10: not in sync: resp=0x86
avrdude: stk500_getsync() attempt 6 of 10: not in sync: resp=0x78
avrdude: stk500_getsync() attempt 7 of 10: not in sync: resp=0x06
avrdude: stk500_getsync() attempt 8 of 10: not in sync: resp=0x18
avrdude: stk500_getsync() attempt 9 of 10: not in sync: resp=0x60
avrdude: stk500_getsync() attempt 10 of 10: not in sync: resp=0xe6
Сталася помилка при вивантаженні скетча

Судя по ошибке, Arduino IDE не может залить скетч на плату по каким-то причинам. При этом скетч скомпилирован, к программе уже претензий нет. Проверьте кабель, подключение. Может загрузчик слетел с ардуины, такое тоже бывает.

встроенный 13светодиод после загрузки скетча не переключается.И не пишет ошибку

Добрый день! Кто знает: как сделать так, чтобы светодиод горел столько, сколько жмешь кнопку на пульте? Зараннее спасибо!

Ошибка компиляции — нет предустановленной библиотеки IRremote.h
А жаль…

Для урока Вам понадобится компьютер с доступом в Интернет и любой модуль Arduino.

Многие слышали о таких модулях как Arduino. Появляется вопрос: с чего же начать его изучение? Театр начинается с вешалки, а знакомство с Arduino начинается со среды разработки Arduino IDE.

Давайте найдём ответ на вопрос: зачем нам всё таки нужна эта IDE? Ответ достаточно прост. Среда Arduino IDE необходима для разработки программ и их записи в модули Arduino (и не только).

С предназначением IDE разобрались, теперь давайте изучим, что же она из себя представляет.

Чтобы подробнее разобраться со средой Arduino IDE, дорогой читатель, её нужно скачать и установить (если её нет на компьютере).

Среда разработки Arduino IDE состоит из следующих компонентов:

Подробно останавливаться на предназначении каждого пункта меню мы не будем, а рассмотрим только самые необходимые функции. Более подробно о каждом пункте меню можно прочитать здесь.

Язык программирования Arduino:

Фактически нет особого языка программирования Arduino. Модули Arduino программируются на C/C++. Особенности программирования сводятся к тому, что существует набор библиотек, включающий некоторые функции (pinMode, digitalWrite и т.д.) и объекты (Serial), которые значительно облегчают процесс написания программы.

Настройка среды Arduino IDE:

Открыть настройки среды можно из пункта меню Файл -> Настройки или с помощью комбинации клавиш Ctrl + ,

В меню настроек можно изменить путь сохранения программ по умолчанию, изменить размер шрифтов и т.д.

Различные примеры:

Одной из особенностей Arduino IDE является довольно обширная база различных примеров, что очень удобно для начинающих. Открыть пример можно из пункта меню Файл -> Примеры.

Создание новой программы:

Итак, с настройками среды мы разобрались. Что теперь? А сейчас нужно создать новую программу. Это можно сделать несколькими способами:

Сохранение программы:

Допустим мы написали программу. Далее нужно сохранить. Сделать это можно несколькими способами:

Теперь нужно только ввести имя вашей программы (оно не должно содержать русских символов!) и выбрать место, куда её сохранить. Сохранённая программа автоматически помещается в одноимённую папку, которая создаёт сама Arduino IDE.

Открытие программы:

Теперь мы научились создавать и сохранять программу. Но как теперь открыть сохранённую программу? Для этого в Arduino IDE предусмотрено несколько способов:

В открывшимся окошке нужно выбрать папку, в которой находится нужная программа.

Редактирование текста программы:

Удобный редактор текста программы очень важен при разработке какой-либо программы. В Arduino IDE он довольно неплох, однако уступает конкурентам, таким как Eclipse, Visual Studio и т.д. Однако, его вполне достаточно. В редакторе присутствуют все основные команды, необходимые при редактировании кода. Они находятся в меню Правка. Для самых часто используемых команд (копировать, ставить и т.д.) существуют комбинации, способствующие быстрому доступу к нужной команде правки, что очень удобно. Другими отличительными особенностями встроенного редактора кода являются возможность копирования кода для форумов и в html формате, что позволяет делится Вашими программами, сохраняя наглядность разметки в виде BB кодов или html разметки соответственно.

Давайте остановимся на основных командах, необходимых для редактирования программы:

Дорогой читатель, удобнее и быстрее всего пользоваться комбинациями клавиш при редактировании текста программы.

Подключение библиотеки:

Давайте разберёмся, что же такое библиотека. Библиотека — это набор функций, предназначенных для того, чтобы максимально упростить работу с различными модулями, датчиками и т.д. Например, библиотека LowPower позволяет легко управлять режимами энергосбережения модулей Arduino. Существует огромное количество различных модулей и датчиков. Но как ими управлять? Для этого разработаны специальные библиотеки, которые значительно облегчают работу. Но перед тем, как использовать дополнительные библиотеки, необходимо установить и подключить их. А как подключить библиотеку, спросите Вы? Есть несколько способов:

В каждой библиотеке есть различные примеры использования функционала библиотеки. Имя заголовочного файла можно найти там. Дорогой читатель, рекомендуем внимательно изучать примеры, ведь любая, даже большая программа, состоит из кусочков простых примеров.

Выбор платы:

Существует довольно большое количество модулей Arduino. Загружать написанную программу нужно именно в тот тип модуля, который подключён к компьютеру. Выбрать модуль можно в меню Инструменты -> Плата.

В списке находятся все официальные версии модулей Arduino. Если нужного модуля нет в списке, то его можно добавить. Это рассмотрено в следующем уроке.

Далее необходимо выбрать тип контроллера, который установлен на модуле Arduino (на каждом контроллере есть маркировка). Это можно сделать в меню Инструменты -> Процессор.

Компиляция программы:

Теперь, когда выбран конкретный модуль Arduino, можно переходить к компиляции написанной программы. Давайте разберёмся, что же такое компиляция. Если говорить простым языком и касательно среды Arduino IDE, то компиляция — это перевод написанной в IDE программы в эквивалентную, но в машинных кодах. Программа записывается в микроконтроллер именно в машинных кодах, а не в том виде, в котором она написана в IDE. Компиляция также помогает найти ошибки в программе, т.к. компиляция не будет выполнена, если в программе есть ошибки.

С понятием компиляции мы разобрались. А как теперь открыть скомпилировать написанную программу? Для этого в Arduino IDE предусмотрено несколько способов:

из пункта меню Скетч -> Проверить/Компилировать;

Выбор программатора:

Пункт меню Инструменты -> Программатор используется для выбора аппаратного программатора, если программирование модуля или микроконтроллера осуществляется не при помощи встроенного USB-последовательного соединения. Как правило, эта команда используется довольно редко, однако может пригодиться, например, при записи загрузчика в новый микроконтроллер.

Т.к. в модулях Arduino уже есть свой встроенный программатор, то в качестве программатора в меню Инструменты -> Программатор нужно оставить стандартный AVRISP mkII.

Запись загрузчика:

При помощи команды Инструменты -> Записать загрузчик в микроконтроллер можно записать загрузчик. При использовании Arduino этого не требуется, однако эта команда может пригодиться если Вы хотите прошивать обычный микроконтроллер фирмы Atmel (именно микроконтроллеры фирмы Atmel стоят в модулях Arduino и как правило, они продаются без встроенного загрузчика) аналогично Arduino. Если Вы хотите разобраться с этим, рекомендуем прочесть этот урок .

Загрузка программы:

Теперь, когда почти со всеми элементами среды Arduino IDE мы разобрались, можно приступать к финальному этапу — загрузке программы в модуль Arduino.

Прежде чем загружать программу, нужно выбрать порт, к которому подключён Ваш модуль Arduino. Выбрать его можно в меню Инструменты -> Порт.

Это не обязательно должен быть COM5, как на рисунке. Имя порта у Вас, скорее всего, будет другим (COM3, COM 10 и т.д.).

Когда выбран соответствующий модуль Arduino, нужный порт, процессор и программатор, можно приступать к загрузке программы.

Для этого в Arduino IDE предусмотрено несколько способов:

Рекомендуем включить подробный вывод информации при компиляции и загрузке программы, это зачастую помогает выявить тип ошибки при компиляции или загрузке программы. Для этого в меню Файл -> Настройки установить соответствующие галочки.

Монитор последовательного порта:

Между Arduino и компьютером можно обмениваться данными через последовательный порт (он же интерфейс UART). Монитор последовательного порта может использоваться как для вывода отладочной информации от модуля Arduino, так и для других целей. Через него можно как отправлять данные в модуль Arduino, так и получать данные от него. Не забудьте выбрать порт, к которому подключён модуль Arduino, иначе монитор последовательного порта не откроется! При его открытии модуль Arduino перезагрузится!

Открыть окно монитора последовательного порта можно несколькими способами:

из пункта меню Инструменты -> Монитор порта;

После открытия монитора последовательного порта появится следующее окошко:

В самом низу этого окошка можно изменить скорость работы порта ( она должна совпадать с той, которая указана в программе! ) очистить окно и т.д.

Пример полного цикла разработки программы в Arduino IDE:

А теперь, дорогой читатель, давайте полностью пройдём все этапы разработки программы в Arduino IDE.

Запускаем Arduino IDE

Откроется следующее окошко:

Ждём открытия среды. Когда она открылась, создаём новую программу путём нажатия на комбинацию клавиш Ctrl + N.

Теперь давайте сохраним эту программу под именем Hello_World, для этого нажимаем на комбинацию клавиш Ctrl + S, вводим путь, куда сохраним программу и её имя.

В указанной директории появится папка с программой Hello_World.

Arduino Uno — флагманская платформа для разработки на языке программирования С++.

Uno выполнена на микроконтроллере ATmega328P с тактовой частотой 16 МГц. На плате предусмотрены 20 портов входа-выхода для подключения внешних устройств, например плат расширения или датчиков.

Видеообзор

Подключение и настройка

Шаг 1

Подключите плату к компьютеру по USB. Для коммуникации используйте кабель USB (A — B).

Шаг 2

Установите и настройте интегрированную среду разработки Arduino IDE.

Что-то пошло не так?

Пример работы

После загрузки программы встроенный светодиод L начнёт мигать раз в секунду.

Это значит, всё получилось, и можно смело переходить к другим экспериментам на Ардуино.

Элементы платы

Микроконтроллер ATmega328P

32 КБ Flash-памяти, из которых 0,5 КБ используются загрузчиком, который позволяет прошивать Uno с обычного компьютера через USB. Flash-память постоянна и её предназначение — хранение программ и сопутствующих статичных ресурсов.

2 КБ RAM-памяти, которые предназначены для хранения временных данных, например переменных программы. По сути, это оперативная память платформы. RAM-память энергозависимая, при выключении питания все данные сотрутся.

1 КБ энергонезависимой EEPROM-памяти для долговременного хранения данных, которые не стираются при выключении контроллера. По своему назначению это аналог жёсткого диска для Uno.

Микроконтроллер ATmega16U2

Микроконтроллер ATmega328P не содержит USB интерфейса, поэтому для прошивки и коммуникации с ПК на плате присутствует дополнительный микроконтроллер ATmega16U2 с прошивкой USB-UART преобразователя. При подключении к ПК Arduino Uno определяется как виртуальный COM-порт.

Микроконтроллер ATmega328P общается с ПК через сопроцессор ATmega16U2 по интерфейсу UART используя сигналы RX и TX , которые параллельно выведены на контакты 0 и 1 платы Uno. Во время прошивки и отладки программы, не используйте эти пины в своём проекте.

Светодиодная индикация

Имя светодиода	Назначение
ON	Индикатор питания платформы.
L	Пользовательский светодиод на 13 пине микроконтроллера. Используйте определение LED_BUILTIN для работы со светодиодом. При задании значения высокого уровня светодиод включается, при низком – выключается.
RX и TX	Мигают при прошивке и обмене данными между Uno и компьютером. А также при использовании пинов 0 и 1 .

Порт USB Type-B

Разъём USB Type-B предназначен для прошивки и питания платформы Arduino. Для подключения к ПК понадобится кабель USB (A — B).

Разъём питания DC

Коннектор DC Barrel Jack для подключения внешнего источника напряжения в диапазоне от 7 до 12 вольт.

Понижающий регулятор 5V

Понижающий линейный преобразователь NCP1117ST50T3G обеспечивает питание микроконтроллера и другой логики платы при подключении питания через разъём питания DC или пин Vin. Диапазон входного напряжения от 7 до 12 вольт. Выходное напряжение 5 В с максимальным выходным током 1 А.

Понижающий регулятор 3V3

Понижающий линейный преобразователь LP2985-33DBVR обеспечивает напряжение на пине 3V3 . Регулятор принимает входное напряжение от линии 5 вольт и выдаёт напряжение 3,3 В с максимальным выходным током 150 мА.

Кнопка сброса

Кнопка предназначена для ручного сброса прошивки — аналог кнопки RESET обычного компьютера.

ICSP-разъём ATmega328P

ICSP-разъём выполняет две полезные функции:

Используется для передачи сигнальных пинов интерфейса SPI при подключении Arduino Shield’ов или других плат расширения. Линии ICSP-разъёма также продублированы на цифровых пинах SS/10 , MOSI/11 , MISO/12 и SCK/13 .

Предназначен для загрузки прошивки в микроконтроллер ATmega328P через внешний программатор. Одна из таких прошивок — Bootloader для Arduino Uno, который позволяет прошивать платформу по USB.

ICSP-разъём ATmega16U2

ICSP-разъём предназначен для программирования микроконтроллера ATmega16U2. А подробности распиновки читайте в соответствующем разделе.

Распиновка

Пины питания

5V: Выходной пин от стабилизатора напряжения с выходом 5 вольт и максимальным током 1 А. Регулятор обеспечивает питание микроконтроллера и другой обвязки платы.

IOREF: Вывод предоставляет платам расширения информацию о рабочем напряжении микроконтроллера. В нашем случае рабочее напряжение платформы 5 вольт.

Порты ввода/вывода

Пины общего назначения: 20 пинов: 0 – 19
Логический уровень единицы — 5 В, нуля — 0 В. К контактам подключены подтягивающие резисторы, которые по умолчанию выключены, но могут быть включены программно.

АЦП: 6 пинов: 14 – 19 / A0 – A5
Позволяет представить аналоговое напряжение в виде цифровом виде. Разрядность АЦП не меняется и установлена в 10 бит. Диапазон входного напряжения от 0 до 5 В, при подаче большего напряжения микроконтроллер может выйти из строя.

ШИМ: 6 пинов: 3 , 5 , 6 и 9 – 11
Позволяет выводить аналоговое напряжение в виде ШИМ-сигнала из цифровых значений. Разрядность ШИМ не меняется и установлена в 8 бит.

Serial: пины TX1/1 и RX1/0 . Контакты также соединены с соответствующими выводами сопроцессора ATmega16U2 для общения платы по USB. Во время прошивки и отладки программы через ПК, не используйте эти пины в своём проекте.

Джойстики – отличный источник входных данных для проекта по робототехнике. Создатели электроники всегда любили подобные вещи. Однако новичкам может показаться трудным понять концепцию во время кодирования и тому подобное. В статье ниже подробно описан механизм сборки ардуино джойстика и принцип его работы.

Смысл подключения джойстика к ардуино

Многим роботизированным проектам нужен джойстик. Модуль джойстика на ардуино аналогичен тем, которые используются в игровых приставках. Это сделано путем установки двух потенциометров под углом 90 градусов. Потенциометры соединены с короткой палкой, центрированной пружинами.

Этот модуль производит на выходе около 2,5 В от X и Y, когда он находится в положение покоя. Перемещение джойстика приведет к изменению выходного сигнала от 0 В до 5 В в зависимости от его направления. Если вы подключите этот модуль к микроконтроллеру, вы можете ожидать, что значение будет около 512 в положении покоя.

Когда вы перемещаете джойстик, вы можете увидеть, что значения изменяются от 0 до 1023, в зависимости от его положения.

Принцип действия

В приведенном ниже коде мы определили оси X и Y модуля джойстика для аналогового вывода A0 и A1 соответственно:

Теперь в приведенном ниже коде мы инициализируем PIN 2 для аrduino для коммутатора модуля Joystick, а значение buttonsdtate и buttonsdtate1 будет 0 в начале описываемой программы:

В приведенном ниже коде устанавливаем необходимую скорость передачи до 9600 и определяем Pin 7, как выходной вывод, и контакт кнопки в качестве входного контакта. Первоначально контактная кнопка остается высокой, пока пользователь не нажмет на соответствующий переключатель.

Здесь, в этом коде считываем значения из аналогового вывода A0 и A1 и последовательно выводим на устройство:

Условия включения и выключения светодиода в соответствии с движением вала джойстика определяются в приведенном ниже коде. Здесь мы просто принимаем аналоговые значения напряжения на выводах A0 и A1 аrduino. Эти аналоговые значения будут меняться при перемещении джойстика, и светодиод будет светиться в соответствии с движением джойстика.

Это условие для перемещения вала джойстика в направлении оси Y:

Это условие для перемещения вала джойстика в направлении оси X:

Нижеописанный код – это условие для перемещения вала сконструированного прибора в направлении оси Y:

Когда мы перемещаем ось джойстика по диагонали, тогда одно положение приходит, когда аналоговое значение X и Y будет равно 1023 и 1023 соответственно, и светодиоды Pin 9, и Pin 8 будут светиться. Потому что он удовлетворяет условию светодиода. Итак, для устранения этого несоответствия указывается условие, что если значение (X, Y) равно (1023, 1023), то оба светодиода остаются в выключенном состоянии:

Нижеследующее условие используется для управления светодиодом, подключенным к кнопочному переключателю. Когда мы нажимаем джойстик, светодиод включается и фиксируется до тех пор, пока кнопка не опустится. Лучше использовать кнопочный переключатель.

Необходимые инструменты, материалы и программы

Для осуществления проекта “аrduino joystick” потребуются следующие материалы:

модуль джойстика;
светодиоды – 5 штук;
резистор на 100 ом - 3 штуки;
соединительные провода;
макет.

Сборка устройства

Джойстики доступны в разных формах и размерах. Типичный модуль описываемого прибора показан на рисунке ниже. Этот модуль обычно обеспечивает аналоговые выходы, а выходные напряжения, обрабатываемые этим модулем, изменяются в соответствии с направлением, в котором его перемещает пользователь. Можно получить направление движения, интерпретируя эти изменения с помощью некоторого микроконтроллера.

Этот модуль джойстика имеет две оси. Они представляют собой ось X и ось Y. Каждая ось монтируется на потенциометр или горшок. Средние точки этих горшков определяются, как Rx и Ry. Таким образом, Rx и Ry являются переменными точками для этих горшков. Когда прибор находится в режиме ожидания, Rx и Ry действуют, как делитель напряжения.

Когда arduino джойстик перемещается вдоль горизонтальной оси, напряжение на контакте Rx изменяется. Аналогично, когда он перемещается вдоль вертикальной оси, напряжение на пикселе Ry изменяется. Таким образом, у нас есть четыре направления устройства на двух выходах ADC. Когда палочка перемещается, напряжение на каждом штыре должно быть высоким или низким, в зависимости от направления.

Настройка и отладка

После загрузки кода в аrduino и подключения компонентов в соответствии с электрической схемой, мы теперь управляем светодиодами с помощью джойстика. Можно включить четыре светодиода в каждом направлении в соответствии с движением вала устройства. Он имеет два потенциометра внутри, один – для перемещения по оси X, а другой – для перемещения по оси Y. Каждый потенциометр получает 5v от аrduino. Так как мы перемещаем устройство, значение напряжения изменится, и аналоговое значение в выводах A0 и A1 также станет иным.

Итак, из микроконтроллера аrduino мы считываем аналоговое значение для оси X и Y и включаем светодиоды в соответствии с движением оси устройства. Нажимаем переключатель на модуле и используем для управления одиночным светодиодом в цепи.

Код представлен ниже:

Тестирование

Для тестирования джойстика для ардуино понадобятся следующие компоненты:

Микроконтроллер (любой, совместимый arduino).
Модуль джойстика.
1 контактный разъем MM.
Макет.
USB-кабель.

Подключите компоненты, используя MM-штырьковый разъем. + 5В подключается к источнику питания 5 В, вывод GND подключен к GND, контакты VRx и VRy подключены к аналоговому входу, контакты и штырьковый разъем подключены к цифровому выводу ввода/вывода.
Номер контакта будет основан по фактическому программному коду.
После аппаратного соединения вставьте образец эскиза в среду разработки аrduino.
Используя USB-кабель, подключите порты от микроконтроллера к компьютеру.
Загрузите программу.
Смотрите результаты на последовательном мониторе.

Читайте также: