Введение
Arduino — аппаратная вычислительная платформа, основными
компонентами которой являются простая плата ввода-вывода и среда
разработки на языке Processing/Wiring. Arduino может использоваться как для
создания автономных интерактивных объектов, так и подключаться к
программному обеспечению, выполняемому на компьютере (например,
Adobe Flash, Processing, Max (англ.), Pure Data,SuperCollider).
На концептуальном уровне все платы программируются через RS-232
(последовательное соединение), но реализация этого способа отличается от
версии к версии. Плата Serial Arduino содержит простую инвертирующую
схему для конвертирования уровней сигналов RS-232 в уровни ТТЛ, и
наоборот.
Текущие
рассылаемые
платы,
например,
Diecimila,
программируются через USB, что осуществляется благодаря микросхеме
конвертера USB-to-Serial FTDI FT232R. В версии платформы Arduino Uno в
качестве конвертера используется микроконтроллер Atmega8 в SMDкорпусе. Данное решение позволяет программировать конвертер так, чтобы
платформа сразу определялась как мышь, джойстик или иное устройство по
усмотрению разработчика со всеми необходимыми дополнительными
сигналами управления. В некоторых вариантах, таких как Arduino Mini или
неофициальной Boarduino, для программирования требуется подключение
отдельной платы USB-to-Serial или кабеля.
Платы Arduino позволяют использовать большую часть I/O выводов
микроконтроллера во внешних схемах. Например, в плате Diecimila доступно
14 цифровых входов/выходов, 6 из которых могут выдавать ШИМ сигнал, и 6
аналоговых входов. Эти сигналы доступны на плате через контактные
площадки или штыревые разъемы. Также доступны несколько видов
внешних плат расширения, называемых «англ. shields» (дословно: «щиты»),
которые присоединяются к плате Arduino через штыревые разъёмы.
3
Интегрированная
среда
разработки
—
Arduino
это
кроссплатформенное приложение на Java, включающее в себя редактор кода,
компилятор и модуль передачи прошивки в плату.
Среда разработки основана на языке программирования Processing и
спроектирована для программирования новичками, не знакомыми близко с
разработкой программного обеспечения. Язык программирования аналогичен
используемому в проекте Wiring. Строго говоря, это C++, дополненный
некоторыми
библиотеками.
Программы
обрабатываются
с
помощью
препроцессора, а затем компилируется с помощью AVR-GCC.
Оригинальные платы Arduino производит Smart Projects. На данный
момент доступны 15 версий плат
Документация, прошивки и чертежи Arduino распространяется под
лицензией Creative Commons Attribution ShareAlike 2.5 и доступны на
официальном сайте Arduino. Рисунок печатной платы для некоторых версий
Arduino также доступен. Исходный код для интегрированной среды
разработки и библиотек опубликован и доступен под лицензией GPLv2.
4
1. Инфракрасный датчик движения (PIR сенсор)
1.1 Шаг 1: Расходные материалы
Данный проект показывает использование датчиков PIR с Arduino при
построении простого детектор движения.
Для этого нам понадобиться (рис. 1):
Контроллер Arduino [1]
макетная плата [1]
Светодиод (любого цвета) [1]
PIR сенсор фирмы «Parallax» [1]
Провода
Рис. 1 Необходимые компоненты
1.2 Шаг 2: Установка
Подключение довольно простое. PIR-сенсор имеет 3 вывода: плюс,
минус и выход. К 7-му выводу Arduino подключаем выход PIR-сенсора.
Также, присоединим светодиод к выводу 8 Arduino и GND.
5
Рис. 2 Схема подключения датчика движения (PIR) к контроллеру Arduino
Рис. 3 Фотография контроллера с датчиком движения в сборе
6
Шаг 3: Исходный код
/*
* //////////////////////////////////////////////////
* //making sense of the Parallax PIR sensor's output
* //////////////////////////////////////////////////
*
* Switches a LED according to the state of the sensors output pin.
* Determines the beginning and end of continuous motion sequences.
*
* @author: Kristian Gohlke / krigoo (_) gmail (_) com / http://krx.at
* @date:
3. September 2006
*
* kr1 (cleft) 2006
*
released
under
a
creative
commons
"Attribution-NonCommercial-ShareAlike
2.0" license
* http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.0/de/
*
*
* The Parallax PIR Sensor is an easy to use digital infrared motion sensor
module.
* (http://www.parallax.com/detail.asp?product_id=555-28027)
*
* The sensor's output pin goes to HIGH if motion is present.
* However, even if motion is present it goes to LOW from time to time,
* which might give the impression no motion is present.
* This program deals with this issue by ignoring LOW-phases shorter than a
given time,
* assuming continuous motion is present during these phases.
*
*/
/////////////////////////////
//VARS
//Время калибровки датчика (10-60 сек. по даташиту)
int calibrationTime = 30;
//the time when the sensor outputs a low impulse
long unsigned int lowIn;
//the amount of milliseconds the sensor has to be low
//before we assume all motion has stopped
long unsigned int pause = 5000;
7
boolean lockLow = true;
boolean takeLowTime;
int pirPin = 7;
//вывод подключения PIR сенсора
int ledPin = 8;
/////////////////////////////
//SETUP
void setup(){
Serial.begin(9600);
pinMode(pirPin, INPUT);
pinMode(ledPin, OUTPUT);
digitalWrite(pirPin, LOW);
//дадим датчику время на калибровку
Serial.print("calibrating sensor ");
for(int i = 0; i < calibrationTime; i++){
Serial.print(".");
delay(1000);
}
Serial.println(" done");
Serial.println("SENSOR ACTIVE");
delay(50);
}
////////////////////////////
//LOOP
void loop(){
if(digitalRead(pirPin) == HIGH){
digitalWrite(ledPin, HIGH);
//the led visualizes the sensors output
pin state
if(lockLow){
//makes sure we wait for a transition to LOW before any further
output is made:
lockLow = false;
Serial.println("---");
Serial.print("motion detected at ");
Serial.print(millis()/1000);
Serial.println(" sec");
delay(50);
}
8
takeLowTime = true;
}
if(digitalRead(pirPin) == LOW){
digitalWrite(ledPin, LOW);
//the led visualizes the sensors output
pin state
if(takeLowTime){
lowIn = millis();
//save the time of the transition from
high to LOW
takeLowTime = false;
//make sure this is only done at the start
of a LOW phase
}
//if the sensor is low for more than the given pause,
//we assume that no more motion is going to happen
if(!lockLow && millis() - lowIn > pause){
//makes sure this block of code is only executed again after
//a new motion sequence has been detected
lockLow = true;
Serial.print("motion ended at ");
//output
Serial.print((millis() - pause)/1000);
Serial.println(" sec");
delay(50);
}
}
}
9
Заключение
В скетче Arduino видно, что датчик проводит самодиагностику, а
затем переходит в режим отслеживания движений. Когда движение
обнаружено, то загорается светодиод. По Serial Monitor вы можете
отслеживать сколько по времени длилось движение.
Данный проект можно использовать как основу для обнаружения
движения в охранных сигнализациях, для включения освещения, в
робототехнике и т.п.
10
Список используемых источников
1. http://ru.wikipedia.org/wiki/Arduino
2. http://cxem.net/arduino/arduino15.php
3. http://www.instructables.com/id/Arduino-Basics-PIR-Sensor/
11
