Arduino®. Полный учебный курс. От игры к инженерному проекту (410,00 руб.)

Стр.3

Стр.4

Стр.5

УДК 373.167 ББК 32.816; 32.97 А79 А. А. Салахова, О. А. Феоктистова, канд. пед. наук Н. А. Александрова, канд. пед. наук М. В. Храмова С е р и я о с н о в а н а в 2020 г. А в т о р с к и й к о л л е к т и в: А79 Arduino . Полный учебный курс. От игры к ин○R женерному проекту / А. А. Салахова, О. А. Феоктистова, Н. А. Александрова, М. В. Храмова.—3-е изд., электрон.—М. : Лаборатория знаний, 2024.—178 с.— (Школа юного инженера).—Систем. требования: Adobe Reader XI ; экран 10".—Загл. с титул. экрана.— Текст : электронный. ISBN 978-5-93208-670-4 Предлагаемый полный курс познакомит вас с особенностями аппаратного обеспечения и программирования микроконтроллера Arduino Uno ○R . Рассмотрены графические языки программирования Snap! и ArduBlock, текстовый язык Wiring и производственные языки. Кроме того, вы научитесь читать, составлять и собирать действующие схемы из электронных компонентов. В заключение мы расскажем вам, как правильно оформлять инженерные проекты. Материал излагается в формате последовательно выстроенных тем, сопровождаемых вопросами, практическими заданиями и проектами. Проектная часть курса может быть расширена серией книг «РОБОФИШКИ. Конструируем роботов на Arduino »○R издательства «Лаборатория знаний». Для детей среднего и старшего школьного возраста для применения в урочной и внеурочной деятельности и технического творчества дома. УДК 373.167 ББК 32.816; 32.97 Деривативное издание на основе печатного аналога: Arduino ○R . Полный учебный курс. От игры к инженерному проекту / А. А. Салахова, О. А. Феоктистова, Н. А. Александрова, М. В. Храмова.—2-е изд., испр.—М. : Лаборатория знаний, 2022.—175 с. : ил.—(Школа юного инженера).— ISBN 978-5-93208-295-9. В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации ISBN 978-5-93208-670-4 © Лаборатория знаний, 2020

Стр.3

ОгОглавлениелавление От авторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 1. Прототипирование в робототехнике . . . . . . . . . . . . . 1.1. Микроконтроллер как основной компонент робота . 1.2. Робототехнические платформы открытого типа . Прототипирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 7 7 9 Глава 2. Знакомство с Arduino . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.1. Платформа Arduino . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.2. Контакты платы Arduino Uno . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.3. Макетные платы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Глава 3. Программное обеспечение Arduino . . . . . . . . . . . . . . 27 3.1. Среда разработки Snap4Arduino (S4A) . . . . . . . . . . . 27 Установка S4A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 3.2. Среда разработки Arduino IDE . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 3.3. Работа в Arduino IDE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3.4. Альтернативное программное обеспечение для Arduino . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 Глава 4. Периферия Arduino . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 4.1. Виды периферийного оборудования . . . . . . . . . . . . . . 47 4.2. Однокомпонентные устройства . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 4.3. Простые упражнения для Arduino и S4A . . . . . . . . 52 Мигание светодиодом . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Маячок с убывающей яркостью . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Светофор, срабатывающий по кнопке . . . . . . . . . . . . 56 Управление движением с помощью потенциометра. Упражнение «Краб» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Управление яркостью светодиода с помощью потенциометра . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 Работа с фоторезистором. Упражнение «Робот» . . . 67 Терменвокс . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 Ночной светильник . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 RGB-светодиод . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 Сахарница . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 4.4. Модули и сложные датчики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 4.5. Применение модулей и S4A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 Сигнализатор затопления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 Сервопривод . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 4.6. Платы расширения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

Стр.4

4 Оглавление Глава 5. Язык программирования Wiring . . . . . . . . . . . . . . . . 103 5.1. Введение в язык Wiring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 5.2. Программы на языке Wiring: библиотеки и переменные . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 5.3. Основные функции в языке Wiring . . . . . . . . . . . . . 107 Функция setup() . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 Функция loop() . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 5.4. Функции Wiring и ШИМ. Работа со звуками . . . . . 113 5.5. Графические блоки и код в ArduBlock . . . . . . . . . . . 117 Подключение датчика уровня жидкости . . . . . . . . . 119 Управление потенциометром . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 Работа с LCD-дисплеем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 5.6. Практические задания по Wiring . . . . . . . . . . . . . . . 127 Фоторезистор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 Дальномер . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 Шаговый двигатель . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 Датчик температуры и влажности DHT11 . . . . . . . . 134 5.7. Дополнительные задания для самостоятельной работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 Шар с предсказаниями . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 Усложнение задачи 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 Автоповорот . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 Реклама «Бегущая строка» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 5.8. Проект «Развитие моторики» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 Дополнительные задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 Глава 6. Применение робототехники в различных сферах . . 151 6.1. Робототехника в современном мире . . . . . . . . . . . . . 151 6.2. Arduino и производственные языки . . . . . . . . . . . . . 156 6.3. Оформление робототехнических проектов . . . . . . . . . 164 Этап 1. Постановка и осознание проблемы . . . . . . . 169 Этап 2. Выбор стратегии решения . . . . . . . . . . . . . . 169 Этап 3. Требования и ограничения для выбранного решения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170 Этап 4. Формулирование концепции решения . . . . 171 Этап 5. Моделирование архитектуры . . . . . . . . . . . . 171 Этап 6. Ресурсная база . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 Этап 7. Техническое задание . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174

Стр.5