Состав учебного комплекта Arduino UNO R3

Состав учебного комплекта Arduino UNO R3 Arduino Uno R3 (China, CH340G)  Наименование Ед изм шт Кол ­во 1 Общие сведения Arduino Uno контроллер построен на ATmega328 (техническое описание, pdf). Платформа имеет 14 цифровых вход/выходов (6 из которых могут использоваться как выходы ШИМ), 6  аналоговых входов, кварцевый генератор 16 МГц, разъем USB, силовой разъем, разъем ICSP и  кнопку перезагрузки. Для работы необходимо подключить платформу к компьютеру  посредством кабеля USB, либо подать питание при помощи адаптера AC/DC или батареи. В отличие от всех предыдущих плат, использовавших FTDI USB микроконтроллер для связи по  USB, новый Ардуино Uno использует микроконтроллер ATmega8U2 (техническое описание,  pdf). "Uno" переводится как один с итальянского и разработчики тем самым намекают на грядущий  выход Arduino 1.0. Новая плата стала флагманом линейки плат Ардуино. Для сравнения с  предыдущими версиями можно обратиться к полному списку плат Arduino.  Характеристики   Микроконтроллер Рабочее напряжение Входное напряжение (рекомендуемое) Входное напряжение (предельное) Цифровые Входы/Выходы ATmega328 5 В 6 7­12 В 6­20 В 40 мА 50 мА 14 (6 из которых могут использоваться как выходы ШИМ) Аналоговые входы Постоянный ток через вход/выход Постоянный ток для вывода 3.3 В Флеш­память          32 Кб (ATmega328) из которых 0.5 Кб используются для загрузчика ОЗУ    2 Кб (ATmega328) EEPROM Тактовая частота Сервопривод MG90S  1 Кб (ATmega328) 16 МГц шт 1 № 1 2 Отличный сервопривод размера мини, обладающий редуктором сделанным целиком из металла. Сервоприводы Сервоприводами называют любые следящие приводы, т.е. такие, на которые подается задание  (обычно ­ желаемый угол поворота, реже ­ скорость и пр.), а привод самостоятельно  отрабатывает это задание ­ поворачивается на заданный угол, и фиксируется в нем. Сервоприводы различных конструкций широко используются в авиа, авто, судомоделировании.  Обычно их называют рулевыми машинками, сервомашинками, или просто серво (по аналогии с  англоязычным названием "servo"). Управление сервомашинками обычно происходит с помощью широтно­импульсной модуляции.  Каждые 20 мс подается импульс, ширина которого кодирует заданный угол поворота. Импульс  шириной 1 мс обычно соответствует крайнему левому положению, а 2 мс ­ крайнему правому.  Промежуточные положения кодируются импульсами шириной от 1 до 2 мс, к примеру,  центральному положению соответствует импульс 1.5 мс. В некоторых случаях возможно  небольшое расширение раочего диапазона заданием импульсов меньше 1мс или больше 2мс.  Существуют сервомашинки и с другими стандартами на ширину импульсов, и управляемые  иначе, например по шине I2C. Для Arduino есть стандартная библиотека управления сервомашинками ­ Servo. Библиотека  позволяет управлять 12 сервомашинками на обычных платах, и 48 сервомашинками на платах  Mega. Использование библиотеки отключает analogWrite() на выводах 9 и 10 для обычных плат.  Для плат Mega до 12 сервомашинок могут быть использованы без потери функционала.  Основные технические характеристики: • Материал редуктора: Металл, установлен на 2 шарикоподшипника • Напряжение питания: 4.8 ­ 7.2В • Скорость поворота: 0.1сек/60° (4.8В) ­ 0.08сек/60° (6.0В) • Усилие на валу: 1.8кг/см (4.8В) 2.2кг/см (6В) • Размер: Микро (22.8мм x 12.2мм x 28.5мм) • Масса: 13.4г • Угол поворота: 180° 3 Ультразвуковой дальномер HC­SR04, до 4м  шт 1 Особенности Напряжение питания: 5V DC Ток покоя: <2mA Эффективный угол: <15° Диапазон измерения расстояния: 2–400 cm Разрешение: 0.3 cm Разъём сенсора — 4 обычных пина (2.54), что позволяет просто воткнуть его в беспаечную  плату, припаять к макетной плате или использовать для подключения обычные пины (типа  мама). Размеры Принцип работы Сенсор излучает короткий ультразвуковой импульс (в момент времени 0), который отражается  от объекта и принимается сенсором. Расстояние рассчитывается исходя из времени до  получения эха и скорости звука в воздухе. Датчик цвета TCS3200  4 шт 1 Описание: Этим датчиком цвета можно обнаружить и измерить почти во всем диапазоне видимого цвета.  Датчик является полным детектором цвета, состоящим из сенсора RGB TCS3200 и 4 белых  светодиодов. TCS3200 имеет массив фотодетекторов, каждый из которых с красным, зеленым, синим  фильтром или вообще без фильтра (прозрачный). Фильтры каждого цвета равномерно  распределены по всему массиву для устранения смещения цветов. Внутри имеется генератор,  который вырабатывает прямоугольный выходной сигнал, частота которого пропорциональна  интенсивности выбранного цвета. Схема: Спецификация: Преобразование интенсивности света с высоким разрешением в частоту Основной Чип: TCS3200D Выходной Частотный диапазон 10 кГц ~ 12 кГц скважность 50% Рабочее напряжение: + 3 В ~ + 5 В Рабочий ток: 1.4 мА Лучшее расстояние обнаружения: 1 см Интерфейс: цифровой TTL Размер (ДхШхВ): 28,4 x 28,4 x 8 мм Вес: 3 гр          Датчик света  5 шт 1 Датчик света — это прибор, который позволяет нашему устройству оценивать уровень  освещенности. Для чего нужен такой датчик? Например, для системы уличного освещения,  чтобы включать лампы только тогда, когда на город спускается ночь. Датчик света имеет в своей основе фоторезистор. Фоторезисторы по своей сути  являются резисторами, которые изменяют свое сопротивление (измеряется в Ом) в зависимости  от того, какое количество света попадает на их чувствительные элементы.  Конструктивная схема фоторезистора 6 Датчик движения HC­SR501  шт 1 PIR   (пассивные   инфракрасные   датчики)   сенсоры   позволяют   улавливать   движение.   Очень часто   используются   в   системах   сигнализации.   Эти   датчики   малые   по   габаритам,  недорогие, потребляют мало энергии, легки в эксплуатации, практически не подвержены износу. Кроме PIR, подобные датчики называют пироэлектрическими и инфракрасными датчиками движения. Общая техническая информация Эти технические характеристики относятся к PIR датчикам, которые продаются в магазине Adafruit. Принцип работы аналогичных датчиков похожий, хотя технические характеристики могут отличаться. Так что прежде чем работать с ПИР­датчиком, ознакомьтесь с его даташитом.  Форма: Прямоугольник;  Цена: около 10.00 долларов в магазине Adafruit;   Выходной  сигнал:   цифровой  импульс  high  (3   В) при   наличии   движения   и  цифровой сигнал low, когда движения нет. Длина импульса зависит от резисторов и конденсаторов на самом модуле и разная в различных датчиках; Диапазон чувствительности: до 6 метров. Угол обзора 110° x 70°;  Питание: 3В ­ 9В, но наилучший вариант ­ 5 вольт;   BIS0001 (даташит); RE200B (даташит);  NL11NH (даташит);  Parallax (даташит). 7 Детектор звука шт 1              Датчик звука Arduino используется для слежения за уровнем шума или обнаружения  громких сигналов: хлопков, стуков или свиста. Датчик представляет собой небольшую плату  с установленным  на ней микрофоном, микрофонным   усилителем,   регулятором   чувствительности   в   виде   переменного   резистора. Микрофон   преобразует   звуковые   колебания   в   колебания   электрического   тока.   Сигнал   с микрофона   необходимо   усилить   с   помощью   компаратора   L293.   Датчик   имеет   выход   с логическим   уровнем.   Сработал   датчик   –   на   выходе   появился   логический   0.   Регулятором чувствительности можно выбирать, от какого звука будет срабатывать датчик — от слабого, громкого или очень громкого звука. Датчик имеет 3 вывода. Назначение выводов следующее:  Vcc – питание датчика;  GND – земля;  OUT — цифровой выход; Датчик имеет также светодиод,  сигнализирующих  о наличие низкого  уровня на   выходе OUT. Наличие цифрового вывода OUT и светодиода уровня позволяет использовать модуль автономно, без подключения к контроллеру. Технические характеристики модуля:  Напряжение питания: 4­6 В;  Выход: цифровой;  Максимальное расстояние обнаружения –5 м;  Размер модуля: 32×17×15 мм;  Общий вес: 12.5 г. 8 LCD экран LCD1602 5V  шт 1        LCD дисплеи размерности 1602, на базе контроллера HD44780, являются одними из самых  простых, доступных и востребованных дисплеев для разработки различных электронных  устройств. Его можно встретить как и в устройствах собранных на коленке, так и в  промышленных устройствах, таких, как например, автоматы для приготовления кофе. Предпочтительные цвета проводников: Выводы дисплея: На дисплее имеется 16pin разъем для подключения. Выводы промаркированы на тыльной  стороне платы. 1 (VSS) ­ Питание контроллера (­) 2 (VDD) ­ Питание контроллера (+) 3 (VO) ­ Вывод управления контрастом 4 (RS) ­ Выбор регистра  5 (R/W) ­ Чтение/запись ( режим записи при соединении с землей) 6 (E) ­ Еnable (строб по спаду)  7­10 (DB0­DB3) ­ Младшие биты 8­битного интерфейса 11­14 (DB4­DB7) ­ Старшие биты интерфейса 15 (A) ­ Анод (+) питания подсветки 16 (K) ­ Катод (­) питания подсветки 9 Монтажная плата (400 выводов) и Комплект проводов (Папа­Мама, Папа­Папа)  шт 1          Breadboard ­ это беспаечная монтажная плата. Это отличная платформа для разработки  прототипов или временных электросхем, с использованием которой вам не понадобится  паяльник и все связанные с этим проблемы и затраты времени на распайку.            Прототипирование (prototyping) ­ это процесс разработки и тестирования модели вашего  будущего устройства. Если вы не знаете как будет себя вести ваше устройство при  определенных заданных условиях, лучше сначала создать прототип и проверить его  работоспособность.           Беспаечные монтажные платы используют как для создания простеньких электросхем, так  и для сложных прототипов.              Пучок из 65 соединительных проводов­перемычек для быстрого и удобного  прототипирования на breadboard’е. Если концентрация соединений на плате невысока, эти  провода оказываются гораздо удобнее жёстких перемычек. Однако, когда соединений много,  начинается путаница — в этом случае лучше использовать жёсткие перемычки. 10 Резисторы, светодиоды, кнопки, коробка и др детали  шт 1 Резистор — один из наиболее распространённых компонентов в электронике. Его  назначение — простое: сопротивляться течению тока, преобразовывая его часть в тепло.            Основной характеристикой резистора является сопротивление. Единица измерения  сопротивления — Ом (Ohm,  рассеивается в тепло. В схемах, питаемых небольшим напряжением (5 – 12 В), наиболее  распространены резисторы номиналом от 100 Ом до 100 кОм. ). Чем больше сопротивление, тем большая часть тока  Ω             Светодиод (англ. Light Emitting Diode или просто LED) — энергоэффективная,  надёжная, долговечная «лампочка» Светодиод — вид диода, который светится, когда через него проходит ток от анода (+) к катоду (−). Основные характеристики VF Падение напряжения Номинальный ток I Интенсивность (яркость)IV λ Длина волны (цвет) Вольт Ампер Кандела Нанометр Восприятие световых волн человеком Типовая схема включения              Собственное сопротивление светодиода после насыщения очень мало, и без резистора,  ограничивающего ток через светодиод, он перегорит            Порядок: «резистор до» или «резистор после» — не важен            Тактовая кнопка — простой, всем известный механизм, замыкающий цепь пока есть  давление на толкатель.        Кнопки с 4 контактами стоит рассматривать, как 2 пары рельс, которые соединяются при  нажатии. Эффект дребезга           При замыкании и размыкании между пластинами кнопки возникают микроискры,  провоцирующие до десятка переключений за несколько миллисекунд. Явление называется  дребезгом (англ. bounce). Это нужно учитывать, если необходимо фиксировать «клики». Схема подключения          Напрашивается подключение напрямую. Но это наивный, неверный способ.           Пока кнопка нажата, выходное напряжение Vout = Vcc, но пока она отпущена, Vout ≠ 0.  Кнопка и провода в этом случае работают как антенна, и Vout будет «шуметь», принимая случайные значения «из воздуха».           Пока соединения нет, необходимо дать резервный, слабый путь, делающий напряжение  определённым. Для этого используют один из двух вариантов. 11 Шаговый двигатель Шаговые двигатели — основа точной робототехники. В отличие от двигателей  постоянного вращения, один оборот «шаговика» состоит из множества микроперемещений,  которые и называют шагами. Другими словами, мы можем повернуть вал двигателя ровно на 90  градусов, и зафиксировать его в этом положении. Грубым аналогом шагового двигателя  является серводвигатель.             Шаговики применяют там, где требуется очень точно дозировать перемещение актуатора. Самый очевидный пример — робот манипулятор. Чтоб механическая рука коснулась рабочим  инструментом нужной точки, необходимо чтобы каждый из узлов повернулся на строго  заданный угол. Погрешность в доли градуса в основании руки, приведет к огромной  погрешности на эффекторе. Как правило, кабель двигателя 28BYj­48 уже имеет разъем с ключом,  который вставляется в плату только в правильном положении. В противном случае, при  подключении необходимо следовать цветовой схеме (см. рисунок). Контакты IN1..IN4 можно  подключить к любым цифровым выходам Ардуино Уно. и «детская» схема подключения Итого   11