Изучаем Arduino. 65 проектов своими руками (Бокселл Джон) ; Питер, 2022

Об авторе
О научном редакторе
От издательства
Благодарности
Глава 1. Введение
Возможности безграничны
Сила в массовости
Компоненты и аксессуары
Необходимое программное обеспечение
macOS
Windows 10
Ubuntu Linux
Безопасность
Что дальше?
Глава 2. Знакомство с платой Arduino и IDE
Плата Arduino
Обзор среды разработки
Область управления
Область ввода текста
Область вывода сообщений
Создание первого скетча в IDE
Комментарии
Функция setup()
Управление аппаратными компонентами
Функция loop()
Проверка скетча
Загрузка и запуск скетча
Изменение скетча
Что дальше?
Глава 3. Первые шаги
Планирование проектов
Об электричестве
Сила тока
Напряжение
Мощность
Электронные компоненты
Резистор
Светодиод
Макетная плата для навесного монтажа
Проект 1: бегущая волна из светодиодов
Алгоритм
Оборудование
Схема
Скетч
Запуск скетча
Переменные
Проект 2: повторение команд с помощью цикла for
Изменение яркости светодиода с помощью
широтно-импульсной
модуляции
Проект 3: демонстрация ШИМ
Дополнительные электронные компоненты
Транзистор
Выпрямительный диод
Реле
Высоковольтные схемы
Что дальше?
Глава 4. Строительные блоки
Принципиальные схемы
Обозначение компонентов
Проводники на схемах
Чтение принципиальных схем
Конденсатор
Измерение емкости конденсатора
Маркировка конденсаторов
Типы конденсаторов
Цифровые входы
Проект 4: демонстрация работы цифрового входа
Алгоритм
Оборудование
Схема
Скетч
Анализ скетча
Доработка скетча: принятие альтернативных
решений
с помощью if-then-else
Логические переменные
Операторы сравнения
Выполнение двух и более сравнений
Проект 5: управление движением
Цель
Алгоритм
Оборудование
Схема
Скетч
Запуск скетча
Аналоговые и цифровые сигналы
Проект 6: тестер для одноэлементных батареек
Цель
Алгоритм
Оборудование
Схема
Скетч
Выполнение арифметических операций в Arduino
Вещественные переменные
Операторы сравнения чисел
Увеличение точности измерения аналоговых
сигналов с помощью
источника опорного напряжения
Использование внешнего источника опорного
напряжения
Использование внутреннего источника опорного
напряжения
Переменный резистор
Пьезоэлектрические зуммеры
Изображение пьезоэлектрических зуммеров на
схемах
Проект 7: испытание пьезоэлектрического зуммера
Проект 8: быстродействующий термометр
Цель
Оборудование
Схема
Скетч
Что дальше?
Глава 5. Функции
Проект 9: программирование функции для
выполнения
повторяющихся действий
Проект 10: функция, изменяющая число миганий
светодиода
Функция, возвращающая значения
Проект 11: быстродействующий термометр,
сообщающий температуру миганием светодиода
Оборудование
Схема
Скетч
Отображение данных из Arduino на мониторе
последовательного порта ...
Монитор последовательного порта
Проект 12: отображение температуры на мониторе
порта
Отладка при помощи монитора порта
Принятие решений с помощью инструкций while
while
do-while
Передача данных из монитора порта в Arduino
Проект 13: умножение числа на два
Переменные типа long
Проект 14: использование переменных типа long
Что дальше?
Глава 6. Числа, переменные и арифметика
Случайные числа
Использование электрического поля для генерации
случайных чисел ..
Проект 15: электронный кубик
Оборудование
Схема
Скетч
Доработка скетча
Краткое введение в двоичную систему счисления
Двоичные числа
Переменные типа byte
Увеличение числа цифровых выходов с
применением
сдвигового регистра
Проект 16: светодиодный индикатор для двоичных
чисел
Оборудование
Подключение микросхемы 74HC595
Скетч
Проект 17: игра "Двоичная викторина"
Алгоритм
Скетч
Массивы
Определение массива
Обращение к значениям в массиве
Запись в массивы и чтение из них
Семисегментные светодиодные индикаторы
Управление сегментами
Проект 18: дисплей с одной цифрой
Оборудование
Схема
Скетч
Доработка скетча: отображение двух цифр
Проект 19: управление двумя семисегментными
индикаторами
Оборудование
Схема
Деление по модулю
Проект 20: цифровой термометр
Оборудование
Скетч
Что дальше?
Глава 7. Расширение Arduino
Платы расширения
Макетные платы ProtoShield
Проект 21: создание собственной платы
расширения
Оборудование
Схема
Топология макетной платы ProtoShield
Проектирование
Пайка компонентов
Проверка собранной платы ProtoShield
Расширение возможностей скетчей с помощью
библиотек
Загрузка библиотеки в виде ZIP-файла
Импортирование библиотеки Arduino с помощью
менеджера библиотек.
Карты памяти microSD
Подключение модуля для чтения карт памяти
Тестирование карты microSD
Проект 22: запись данных на карту памяти
Скетч
Проект 23: устройство регистрации температуры
Оборудование
Скетч
Хронометраж с применением millis() и micros()
Проект 24: секундомер
Оборудование
Схема
Скетч
Прерывания
Режимы прерываний
Настройка прерываний
Включение и выключение прерываний
Проект 25: использование прерываний
Скетч
Что дальше?
Глава 8. Светодиодные цифровые табло и матрицы
Светодиодные цифровые табло
Установка библиотеки
Проект 26: цифровой секундомер
Проект 27: использование модулей светодиодных
матриц
Установка библиотеки
Шрифт для отображения символов
Что дальше?
Глава 9. Жидкокристаллические индикаторы
Символьные жидкокристаллические индикаторы
Использование символьного ЖКИ в скетче
Отображение текста
Отображение переменных или чисел
Проект 28: определение собственных символов
Графические жидкокристаллические индикаторы
Подключение графического ЖКИ
Использование ЖКИ
Управление дисплеем
Проект 29: опробование текстовых функций в
действии
Скетч
Запуск скетча
Создание более сложных изобразительных
эффектов
Проект 30: опробование графических функций в
действии
Скетч
Проект 31: цифровой термометр с памятью
Алгоритм
Оборудование
Скетч
Результат
Доработка скетча
Что дальше?
Глава 10. Создание своих библиотек для Arduino
Создание первой библиотеки для Arduino
Устройство библиотеки для Arduino
Заголовочный файл
Файл с исходным кодом
Файл KEYWORDS.TXT
Установка новой библиотеки
Создание ZIP-файла в Windows версии 7 и выше
Создание ZIP-файла в Mac OS версии X и выше
Установка новой библиотеки
Создание библиотеки, принимающей значения для
выполнения функции . Создание библиотеки,
обрабатывающей и отображающей прочитанные
с датчиков значения
Что дальше?
Глава 11. Цифровые клавиатуры
Цифровая клавиатура
Подключение клавиатуры
Программная обработка клавиатуры
Тестирование скетча
Принятие решений с помощью switch-case
Проект 32: кодовый замок
Скетч
Принцип действия
Тестирование скетча
Что дальше?
Глава 12. Сенсорные экраны
Сенсорные экраны
Подключение сенсорного экрана
Проект 33: определение области касания на
сенсорном экране
Оборудование
Скетч
Тестирование скетча
Калибровка сенсорного экрана
Проект 34: двухзонный выключатель
Скетч
Принцип действия
Тестирование скетча
Функция map()
Проект 35: трехзонный выключатель
Разметка сенсорного экрана
Скетч
Принцип действия
Что дальше?
Глава 13. Семейство плат Arduino
Проект 36: создание собственной платы Arduino
Оборудование
Схема
Запуск проверочного скетча
Обширное семейство плат Arduino и их заменителей
Arduino Uno
Freetronics Eleven
Adafruit Pro Trinket
Arduino Nano
Arduino LilyPad
Arduino Mega 2560
Freetronics EtherMega
Arduino Due
Что дальше?
Глава 14. Электродвигатели и движение
Реализация небольших перемещений с помощью
сервомоторов
Выбор серво
Подключение сервопривода
Управление сервоприводом
Проект 37: аналоговый термометр
Оборудование
Схема
Скетч
Электродвигатели
Выбор электродвигателя
Транзистор Дарлингтона TIP120
Проект 38: управление электродвигателем
Оборудование
Схема
Скетч
Шаговые моторы
Проект 39: робот с электродвигателями и
управление им
Оборудование
Схема
Скетч
Подключение дополнительного оборудования к
роботу
Определение столкновений
Проект 40: определение столкновений с помощью
микровыключателя .
Схема
Скетч
Инфракрасный датчик расстояния
Подключение
Тестирование ИК-датчика расстояния
Проект 41: определение столкновений с помощью
ИК-датчика
расстояния
Скетч
Доработка скетча: добавление датчиков
Ультразвуковой датчик расстояния
Подключение ультразвукового датчика
Тестирование ультразвукового датчика
расстояния
Проект 42: определение столкновений с помощью
ультразвукового
датчика расстояния
Скетч
Что дальше?
Глава 15. Arduino и GPS
Что такое GPS
Тестирование платы расширения GPS
Проект 43: простой приемник GPS
Оборудование
Скетч
Отображение координат на экране ЖКИ
Проект 44: часы точного времени на основе GPS
Оборудование
Скетч
Проект 45: запись координат перемещающегося
объекта
с течением времени
Оборудование
Скетч
Отображение траектории на карте
Что дальше?
Глава 16. Беспроводная передача информации
Применение недорогих модулей беспроводной
связи
Проект 46: пульт дистанционного управления
Оборудование для передатчика
Схема передатчика
Оборудование для приемника
Схема приемника
Скетч передатчика
Скетч приемника
Использование модулей LoRa для быстрой
беспроводной передачи
данных на большие расстояния
Проект 47: беспроводная передача данных с
помощью LoRa
Оборудование для передатчика
Схема передатчика
Оборудование для приемника
Схема приемника
Скетч передатчика
Скетч приемника
Проект 48: беспроводная передача данных с
подтверждением
Оборудование для передатчика
Схема передатчика
Скетч передатчика
Скетч приемника
Проект 49: беспроводная передача данных с
датчиков с помощью LoRa ..
Оборудование для передатчика
Оборудование для приемника
Схема приемника
Скетч передатчика
Скетч приемника
Что дальше?
Глава 17. Инфракрасный пульт дистанционного
управления
Что такое инфракрасный пульт дистанционного
управления
Подготовка к приему ИК-сигналов
ИК-приемник
Пульт дистанционного управления
Тестовый скетч
Тестирование собранного устройства
Проект 50: дистанционное управление Arduino с
помощью ИК-пульта ...
Оборудование
Схема
Скетч
Расширение возможностей
Проект 51: дистанционное ИК-управление моделью
робота
Оборудование
Скетч
Что дальше?
Глава 18. Чтение радиомаркеров RFID
Внутреннее устройство радиомаркеров
Проверка оборудования
Схема
Проверка
Проект 52: простая RFID-система контроля доступа
Скетч
Принцип действия
Сохранение данных во встроенном EEPROM
Чтение и запись в EEPROM
Проект 53: RFID-система управления с
запоминанием
последнего действия
Скетч
Принцип действия
Что дальше?
Глава 19. Шины данных
Шина I2C
Проект 54: внешнее EEPROM
Оборудование
Схема
Скетч
Результат
Проект 55: расширитель цифровых портов
Оборудование
Схема
Скетч
Шина SPI
Контакты
Осуществление обмена данными по шине SPI
Передача данных SPI-устройству
Проект 56: цифровой реостат
Оборудование
Схема
Скетч
Что дальше?
Глава 20. Часы реального времени
Подключение модуля RTC
Проект 57: установка, отображение даты и
времени
Оборудование
Скетч
Принцип действия
Проект 58: простые цифровые часы
Оборудование
Скетч
Принцип действия и результаты
Проект 59: система хронометража с RFID-метками
Оборудование
Скетч
Принцип действия
Что дальше?
Глава 21. Интернет
Оборудование
Проект 60: станция удаленного мониторинга
Оборудование
Скетч
Поиск и устранение неисправностей
Принцип действия
Проект 61: Arduino Tweeter
Оборудование
Скетч
Управление платой Arduino через интернет
Проект 62: настройка дистанционного управления
платой Arduino
Оборудование
Скетч
Дистанционное управление платой Arduino
Что дальше?
Глава 22. Сети сотовой связи
Оборудование
Настройка и проверка оборудования
Проект 63: автоматический наборщик номера
Оборудование
Схема
Скетч
Принцип действия
Проект 64: отправка текстовых сообщений
Скетч
Принцип действия
Проект 65: дистанционное управление
устройствами через короткие
текстовые сообщения
Оборудование
Схема
Скетч
Принцип действия
Что дальше?