Язык программирования Arduino является реализацией Wiring, схожей платформы для «physical computing», основанной на мультимедийной среде программирования Processing.
Язык программирования устройств Ардуино основан на C/C++ и скомпонован с библиотекой AVR Libc и позволяет использовать любые ее функции. Вместе с тем он прост в освоении, и на данный момент Arduino — это, пожалуй, самый удобный способ программирования устройств на микроконтроллерах.
Язык Arduino можно разделить на четыре раздела операторы, данные (переменные и константы), функции и библиотеки.
II.3. Отличия от других платформ.
Низкая стоимость – платы Arduino относительно дешевы по сравнению с другими платформами. Самая недорогая версия модуля Arduino может быть собрана вручную, а некоторые даже готовые модули стоят меньше 50 долларов.
Кроссплатформенность – программное обеспечение Arduino работает под ОС Windows, Macintosh OSX и Linux. Большинство микроконтроллеров ограничивается ОС Windows.
Простая и понятная среда программирования – среда Arduino подходит как для начинающих пользователей, так и для опытных. Arduino основана на среде программирования Processing, что очень удобно для преподавателей, так как студенты, работающие с данной средой, будут знакомы и с Arduino.
Программное обеспечение с возможностью расширения и открытым исходным текстом – ПО Arduino выпускается как инструмент, который может быть дополнен опытными пользователями. Язык может дополняться библиотеками C++. Пользователи, желающие понять технические нюансы, имеют возможность перейти на язык AVR C на котором основан C++. Соответственно, имеется возможность добавить код из среды AVR-C в программу Arduino.
Аппаратные средства с возможностью расширения и открытыми принципиальными схемами – микроконтроллеры ATMEGA8 и ATMEGA168 являются основой Arduino. Схемы модулей выпускаются с лицензией Creative Commons, а значит, опытные инженеры имеют возможность создания собственных версий модулей, расширяя и дополняя их. Даже обычные пользователи могут разработать опытные образцы с целью экономии средств и понимания работы.
II.4. Широтно-импульсная модуляция.
Широтно-Импульсная Модуляция - это способ кодирования аналогового сигналa путём изменения ширины (длительности) прямоугольных импульсов несущей частоты.
На Рис. 1(Приложение 1) синим цветом представлены типичные графики ШИМ сигнала. Так как при ШИМ частота импульсов, а значит, и период (T), остаются неизменными, то при уменьшении ширины импульса (t) увеличивается пауза между импульсами (эпюра "Б" на Рис. 1.) и наоборот: при расширении импульса пауза сужается (эпюра "В" на Рис. 1.).
Если сигнал ШИМ пропустить через фильтр низших частот, то уровень постоянного напряжения на выходе фильтра будет определяться скважностью импульсов ШИМ. Назначение фильтра - не пропускать несущую частоту ШИМ. Сам фильтр может состоять из простейшей интегрирующей RC цепи, или же может отсутствовать вовсе, например, если оконечная нагрузка имеет достаточную инерцию.
Таким образом, имея в расположении лишь два логических уровня, "единицу" и "ноль", можно получить любое промежуточное значение аналогового сигнала.
Часто в схемах с ШИМ применяют обратную связь для управления длительностью импульса по той или иной закономерности, например, в схемах PID-регуляторов.
Глава Ш. Эксперименты.
В данной главе я описываю свои наблюдения во время использования робота собственного производства.
III.1. Эксперимент.
В этом эксперименте мы доказали, что наша установка способна ездить и изменять свою скорость, пример программы для этих действий вы найдёте в приложении 3. Программа на удивление проста: в начале мы задаём начальные данные такие как скорость работы с последовательным портом, то есть мы задаём скорость считывания наших данных. Затем мы устанавливаем на какие из портов мы подаём напряжение. Затем из библиотеки читаем скорость вращения двигателей. Далее в нашей программе стоит функция считывания данных, если мы вводим “1”, то наши двигатели включаются, а если «0», то они отключаются. При вводе символа «+», скорость вращения двигателей увеличивается, а при вводе «-», скорость двигателя уменьшается.
III.2. Эксперимент.
В этом эксперименте мы доказали, что наш робот может ориентироваться в пространстве и измерять расстояние до цели. Пример программы вы найдёте в приложении 4. В большей своей части эта программа схожа с программой в эксперименте 1, но с добавлением части которая измеряет расстояние в сантиметрах. Она рассчитывает расстояние по зависимости расстояния по времени.
III.2. Эксперимент.
В данном эксперименте мы смогли измерять расстояние с помощью особых датчиков замеряющих обороты колёс. Пример программы найдёте в приложении 2. Данный способ измерения точнее, так-как основан на более точных данных.
Заключение