Самостоятельная работа #2: сделать “настольный будильник”, подключив к Arduino модуль RTC, “пищалку” и кнопку. Задать в коде срабатывание будильника в определенный час и минуту, кнопку использовать для остановки звучания.
2.11 Подключаем ультразвуковой дальномер HC-SR04Еще одним популярным в любительской электронике прибором, является дальномер HC-SR04. Это недорогой прибор, стоимостью 2-4$ на eBay, позволяющий измерять расстояние до препятствий с помощью ультразвука.
Дальность обнаружения от нескольких сантиметров до 4м, позволяет использовать его в различных устройствах, например в самодельных роботах.
Принцип использования HC-SR04 показан на рисунке.
Когда активируется запускающий сигнал (trigger signal), устройство посылает серию ультразвуковых импульсов, и в завершении формирует ответный сигнал, длительность которого пропорциональна расстоянию. Таким образом, для подключения достаточно всего двух проводов, для выходного и для входного импульсов.
Использование датчика весьма просто - для Arduino уже написаны готовые библиотеки, позволяющие получить расстояние. Вначале нужно скачать библиотеку по адресу https://github.com/JRodrigoTech/Ultrasonic-HC-SR04, ее необходимо распаковать в уже знакомую нам папку Документы\Arduino\libraries.
Сам код, считывающий показания сенсора и отправляющий их в serial port, весьма прост.
#include <Ultrasonic.h>
Ultrasonic ultrasonic(4,2); // (Trig,Echo)
void setup() {
Serial.begin(9600);
}
void loop()
{
Serial.print(ultrasonic.Ranging(CM));
Serial.println(" cm" );
delay(100);
}
Как можно видеть, создается объект Ultrasonic, в качестве параметров которого указываются номера выводов. Дальше функция ultrasonic.Ranging(CM) делает всю работу.
Само подключение сенсора тоже не вызывает сложностей.
Самостоятельная работа: подключить к данной схеме LCD-дисплей и сделать вывод на экран расстояния до объектов. Опционально, можно подключить светодиод и зажигать его, если расстояние до объекта меньше критического.
2.12 Подключаем плату управления моторамиМы уже можем подключить к Arduino практически все необходимое - датчики, светодиоды, индикаторы. Остался последний шаг, после которого можно собрать вполне полноценного робота - это научиться управлять моторами.
Как уже говорилось в предыдущей главе, любой микроконтроллер не может управлять мотором напрямую, у вывода не хватит мощности. Существуют специальные микросхемы, называемые “драйверами”, которые и выполняют эту работу. Разумеется, мотор можно подключить и через транзистор, но полноценный драйвер имеет больше возможностей, например возможность смены направления вращения мотора.
Для примера рассмотрим драйвер на микросхеме L298N, его можно купить в виде готовой платы ценой 2-5$.
Плата имеет вполне неплохие для своей цены возможности. Левые и правые разъемы используются для подключения моторов. Плата также имеет стабилизатор напряжения, что позволяет использовать для питания моторов 12В, а выход 5В использовать для питания Arduino.
Описание комбинаций управляющих импульсов приведено в документации на микросхему (С и D - входы каждого канала).
Соответственно, линейка из 6 выводов имеет 2 переключателя ENA ENB (Enable A, B) для активации левого и правого моторов, 4 вывода IN1, IN2, IN3, IN4 используются для подачи управляющих импульсов.
Пример кода управления моторами показан ниже. Здесь входы EN1, EN2 используются для управления скоростью моторов уже рассмотренным ранее методом широтно-импульсной модуляции.
// Моторы M1, М2
int enA = 10, in1 = 9, in2 = 8;
int enB = 5, in3 = 7, in4 = 6;
void setup() {
pinMode(enA, OUTPUT);
pinMode(enB, OUTPUT);
pinMode(in1, OUTPUT);
pinMode(in2, OUTPUT);
pinMode(in3, OUTPUT);
pinMode(in4, OUTPUT);
}
void runMotors() {
// Запустить мотор А
digitalWrite(in1, HIGH);
digitalWrite(in2, LOW);
// Установить скорость 200 (диапазон 0~255)
analogWrite(enA, 200);
// Запустить мотор B
digitalWrite(in3, HIGH);
digitalWrite(in4, LOW);
// Установить скорость 200 (диапазон 0~255)
analogWrite(enB, 200);
delay(2000);
// Изменить направление
digitalWrite(in1, LOW);
digitalWrite(in2, HIGH);
digitalWrite(in3, LOW);
digitalWrite(in4, HIGH);
delay(2000);
// Остановить моторы
digitalWrite(in1, LOW);
digitalWrite(in2, LOW);
digitalWrite(in3, LOW);
digitalWrite(in4, LOW);
}
void loop() {
runMotors();
delay(5000);
}
Другой вариант схемы подключения показан на картинке ниже, здесь входы EN1/EN2 программно не управляются, они просто замкнуты переключателями, идущими в комплекте с платой. Это не позволяет управлять скоростью моторов, зато делает подключение более простым.
Таким образом, с помощью одного или двух драйверов можно управлять двумя или четырьмя моторами.
Желающие заняться робототехникой более серьезно, могут также приобрести специальную платформу с колесами и моторами. Оснастить ее электроникой и датчиками можно по своему вкусу.
Стоимость такой платформы составляет от 20$ до 100$ в зависимости от размера, мощности моторов и качества изготовления.
2.13 Multiwii - делаем квадрокоптерПлаты Arduino
