Furdancs

Pályára-irányító sorozatunkban már bemutattunk analóg-digitális elektronikai tanulókészletet, forrasztottunk és NYÁK-készítésére is sor került. Most teszem fel az i-re a pontot, mikor gyakorlati demonstrációval körítve egy rendkívül sokrétűen felhasználható eszközt, a mikrokontrollert mutatom be. Egy kísérletező panel változat, az olaszos nevű Arduino Leonardo írásom tárgya.

Célszámítógépek tucatjai vesznek körbe bennünket. Mosógép, digitális hőmérő, médialejátszó, gépjárművek. Mindegyikük a külső érzékelők jeleinek függvényében reagáló programot futtat. Felszínes terjedelemben szeretnék bemutatni egy vezérlőelektronikát, mellyel LED-villogtatástól kezdve bonyolult szerszámgépek komplett vezérléséig olcsón, könnyen programozható módon kiválhatunk egy folyamatvezérlő számítógépet.

A folyamatok más és más erőforrásokat, változó számú ki/bemeneteket igényelnek. E sokszínűség kielégítésére széles választékban találunk mikrokontrollereket, áruk is változó. A következő néhány példában az   Arduino Leonardo változatra hivatkozom. Annak is bőségesen felszerszámozott kísérleti panel változatára, ami ismerkedésre és profi felhasználásra egyaránt alkalmas. Konkrét célra olcsóbb kistestvérei is felhasználhatók, de programozásra és tanulásra ez a legalkalmasabb változat.

A Leonardo Platinum több és kevesebb, mint személyi számítógép. Kevesebb, mert nem fut rajta a Windows, azonban 20 ki/bemenetet tartalmaz, melyek közül 12 darabot alkalmazhatunk analóg bemenetként, azaz szenzorokat, kapcsoló- és mérőeszközöket köthetünk rá, 7 darab pedig analóg kimenetként szolgál motorok és más eszközök vezérlésére.

A panel apró, de tartalmazza az USB-bemenetet, tápegység csatlakozót, RESET gombot
és a digitális - analóg ki-bemeneteket.

A külvilág összes fizikai jelenségét - melynek mértékegysége van - mérni és digitalizálni tudjuk gyári vagy barkácsolt szenzorokkal. A teljesség igénye nélkül néhány: nyomás, hőmérséklet, mágneses tér, gyorsulás, légnyomás, páratartalom. További érzékelők: mozgásérzékelő, dőlés szenzor, giroszkóp,  rezgés érzékelő, Hajlás és nyúlás szenzor, érintés érzékelő modul, ultrahangos és infravörös távolságérzékelő, színszenzor modul, 3 irányú gyorsulásmérő, stb. És ha ez nem elég, bármilyen elektromos mérőműszerről (rosszabb időkre Geiger-Müller számláló például) levett analóg jelet arányosíthatjuk és felhasználhatjuk.

Az A/D (analóg/digitális) átalakítás után az általunk készített program a "ha ez-meg-ez történik, akkor csináld ezt-meg-ezt" utasításokat végrehajtja és a kimenetekre digitális és/vagy analóg jeleket ad. Ezek (némi erősítés, esetleg galvanikus leválasztás után) bármilyen elektromos fogyasztót vezérelhetnek. Motorokat, izzókat, bármit.

Eleve nem lehetséges néhány oldalon keresztül bemutatni, mire és hogyan használható a mikrokontroller. Néhány link, mely bőven és részletesen (érhetőbben is) magyarázza a témát.

TAVIR, mely a honlap mellett 60 napos tanfolyamot tart hírlevélben.
Egy közérthetően magyarázó áttekintés az Arduino családról
Számos kapcsolás és példa gyakorlati felhasználóknak: Elektromanoid

Most pedig nézzük, hogyan is fest ez a gyakorlatban. Bemutatom legegyszerűbb felhasználási módját, LED-ek működtetését. A mikrokontroller programozás "Hello world!"-je a digitális kimenetre dugott LED villogtatása.

Miután USB adatkábellel csatlakoztattuk (ez egyben tápkábel is), a számos példát tartalmazó programozó modult indítjuk a számítógépen. A futtatott program igen egyszerű: "Gyújtsd ki a 13-as lábra dugott LED-et, majd 1000 milliszekundum után kapcsold ki, ezután várj ismét egy másodpercet. Ezt a ciklust ismételgesd."

Egy gombnyomással a mikroprogramot átküldjük a mikrokontroller memóriájába, ezután le is választhatjuk a számítógépről, egy 9V-os elemről táplálva önállóan működni fog. A videón megváltoztatom a villogás frekvenciáját egy másodpercről tizedannyira. Az eredmény látszik, ahogy átküldés után felgyorsul üteme.

Itt már hat LED-el Knight Rider effektet játszunk. A programot korábban áttöltöttem, így felszerelhetném KITT-re, ha nem sajnálnék egy 10e forintos panelt ilyen minimál feladatra elpazarolni, miközben CNC-marógépet is vezérelhetnék vele, vagy robotkezet, mint itt. Teljesen Skywalker család feeling.

Legközelebb a kereskedelemben kapható szenzorok, shieldek (jelerősítők), panelek, valamint mechanikus elemek kerülnek sorra. A kompakt eszközök megkímélnek a forrasztgatástól és használatuk elektronikai alapismeretet sem igényel. Elég csak a programozásra koncentrálnunk, hogy ne forgácsoljuk szét erőinket. Mint az építőkocka elemeit egymásra helyezve, könnyen összeállíthatunk egy lánctalpas hordozóeszközre telepített autonóm járőr robotot, mely sms-t küld, ha olyat tapasztal, amiről tudnunk kell.

  Ha tetszett a bejegyzés, oszd meg ismerőseiddel. Ha nem, akkor is.
Csatlakozz a Furdancs Facebook-közösségéhez! Nem fogjuk megbánni.