Teknik och programmering med Arduino - Lektionsplanering

Härom dagen sprang jag på en lektionsplanering för programming med Arduino. Planeringen bygger på 2 x 60 min programmering vid fem tillfällen.

Här används en kopplingsplatta, en Arduino Uno och diverse komponenter såsom piezohögtalare, fotoresistor, lysdioder i olika färger och naturligtvis lite sladdar och resistorer.

Här hittar du lektionsplaneringen för grundläggande Arduinoprogrammering.

Lektionsplaneringen är gjord av Staffan Melin och Martin Blom i Göteborg.

På Staffan sida hittade jag även en lektionsplanering för att bygga en robot med Arduino, inte helt olik den vi byggde hemma för ett par veckor sedan.

Läs mer

Mikrokontroller

Hjärtat i Arduinon är mikrokontrollern. I princip alla andra komponenter på Arduinon finns där för att stödja microkontrollern. På kortet finns funktioner för att kommunicera med datorn och för strömförsörjning för mikrokontrollern och ansluten utrustning.

Mikrokontollern på en Arduino Uno är ett chip med 28 ben och den sitter i en hållare mitt på kortet. Chipet innehåller processor, minne och all elektronik för in och utsignaler. Chipen är tillverkat av Atmel som är en stor producent av chip för alla sorters elektronisk utrustning.

Den stora fördelen med Arduino är att det har blivit en defacto-standard för hobby och prototyp-projekt vilket gör det väldigt enkelt att komma igång med elektronik-programmering.

Över åren har det kommit fler och fler specialiserade kort för olika ändamål. Det finns kort med utökad funktionalitet som WiFi och GSM vilket gör det enklare att skapa projekt där kommunikation med omvärlden är en viktig del. Det finns också kort som har snabbare processor vilket betyder att mikrokontrollern klarar av att driva mer komplexa projekt där Arduinon ska hantera många in och utsignaler.

En viktig del av filosofin med Arduino är att hela designen tagits fram som Open Source. Det betyder att all design av hårdvaran och mjukvara är allmänt tillgänglig och att vem som helst får göra utvecklingskort för Arduino.

Att det finns Arduino som inte är ”original” är alltså en del av konceptet. Det viktiga att hålla reda på vilken design som ligger till grund för det kort du köper. Så länge du exemplevis köper ett kort som är Arduino Uno-kompatibelt spelar det inte så stor roll vilket märke som råkar stå på kortet.

Läs mer

Det här är Arduino

Arduiono är en plattform för mikrokontroller. Det är enkelt att använda och tack vare open source filosofin är det väldigt enkelt komma igång och sina bygga egna elektronikprojekt.

Mikrokontrollern har in och utsignaler som är digitala eller analoga. Det gör det möjligt att läsa och tolka sensorer för exempelvis ljud, ljus och temperatur och att styra lampor, servon och reläer.

En Arduino Uno. Bild Creative Commons Wikipedia.

En Arduino kopplas oftast till datorn via USB och kan också programmeras för att fungera som enhet för att styra datorn (ungefär som en mus eller ett tangentbord).

En mikrokontroller kan liknas vid en liten dator. Den har en processor, arbetsminne och permanent minne där små program, sketcher, kan sparas. Utöver det har mikrokontrollern ett antal kopplingspunkter, pins, som kan anslutas för att läsa eller styra olika signaler.

Insignaler kan vara både analoga och digitala vilket gör det mycket enkelt att ansluta sensorer till Arduino.

Analoga signaler betyder i praktiken att Arduinon mäter en spänning, ofta mellan 0-5 volt. Med hjälp av resistorer och transistorer kan signaler från olika sensorer anpassas för att ge signaler i rätt intervall. Många sensorer till Arduino är anpassade för att ge signaler som redan från början ligger i rätt spänningsintervall.

Digitala signaler är det enkla fallet på eller av, 0 eller 1. Det kan exempelvis vara en knapp eller en strömbrytare som kopplas till Arduino. När en digital sensor kopplas till Arduino är det ofta en serie av nollor och ettor som tolkas till bestämda värden. Det gör att exempelvis en termometer som kopplas digitalt till Arduinon direkt kan ge ett temperaturvärde.

Utsignaler kan också vara analoga eller digitala. Den kan användas för att exempelvis tända och släcka en diod, men i mer avancerade projekt är det ofta en styrsignal till exempelvis en motor eller en strömbrytare. Digitala signaler kan också vara en serie av signaler som tolkas av den anslutna enheten. Det gör det till exempel möjligt att styra en panel av dioder med en enda signal.

Läs mer

Ljudstaplar

Häromdagen lödde jag ihop fyra RGB-ledstrippar så att de bildar en matris med 4 x 4 LEDs. Eftersom varje diod är adresserbar med Neopixel-biblioteket så är det enkelt att skapa olika mönster.

Så här är det kopplat:

Jag har gjort olika mönster och den bloggposten handlar om är staplar som rör sig till musiken.

Det finns inget i den här koden som känner av musiken, just nu är det ungefär i takt till musik med 120 slag per minut (vilket är ganska typiskt för popmusik).

Inga direkta konstigheter med koden. Jag försökte först att ha en slumpfunktion som avgjorde hur staplarna rörde sig, men det såg inte bra ut. Istället använder jag en array där jag hittat ett mönster som funkar.

Koden tänder 1, 2, 3 eller fyra rader. Den översta är röd, den andra gul och de två undre är gröna. Som du ser kopplas datasignalen till dioderna in på digital 2.

Om du inte har NeoPixel-biblioteket måste du ladda ner det för att allt ska funka.

Så här blev resultatet. Koden hittar du längst ner i bloggposten.

Läs mer