Uskuna qismi

Arduino dasturi (eskiz) plataning mikrokontrolleri xotirasiga kirib, ishlay boshlashdan oldin foydalanuvchi ko‘zidan yashiringan bir qancha jarayonlar sodir bo‘lishi kerak. Birinchidan, Arduino IDE eskiz kodiga kichik o'zgarishlar kiritib, uni C yoki C++ tillari standartiga (mikrokontrollerlar dunyosidagi eng mashhur dasturlash tillaridan ikkitasi) to'liq moslashtirish uchun amalga oshiradi. Keyin olingan dastur matni avr-gcc kompilyatoriga uzatiladi, u inson o'qiy oladigan dastur kodini ishlatiladigan mikrokontroller yadrosi (odatda Atmel AVR ATmega328) tomonidan bajarish uchun mos keladigan (keyingi o'zgartirishdan so'ng - bog'langan) ob'ektli mashina kodlariga tarjima qiladi. Keyin eskiz ob'ektining mashina kodi Arduino standart kutubxonalaridagi funktsiya kodi bilan birlashtiriladi (ulanish deb ataladigan jarayon) (bu kutubxonalar asosiy digitalWrite() yoki Serial.print() kabi ko'plab funktsiyalarni ta'minlaydi).
Natijada, Intel HEX formatidagi bitta fayl bo'lib, u Arduino panelining mikrokontroller xotirasiga yozilishi kerak. Odatda, kodni mikrokontroller xotirasiga dasturlash funksiyasi standart Arduino UART yuklash qurilmasi tomonidan qabul qilinadi: kod yuklovchiga kompyuterga USB ulanishi orqali uzatiladi (maxsus USB-UART chipi orqali, odatda FTDI dan. ). Arduino UART yuklagichi dastlab plataning mikrokontroller xotirasiga maxsus ISP dasturchisi tomonidan yozilgan.
Arduino platasi va Android qurilmasi o'rtasida ma'lumot almashish uchun siz Bluetooth modulidan foydalanishingiz kerak. Ushbu ishda HC-06 moduli ishlatilgan. Axborot almashinuvi RX va TX raqamli pinlarida amalga oshiriladi. Ilovaga ulanish uchun ikkita ulanish usuli mavjud: dasturiy ta'minot seriyasi orqali va apparat seriyasi orqali.
Serial dasturiy ta'minot modulni mikrokontrollerning ixtiyoriy pinlariga ulash imkonini beradi. Qaysi kontaktlardan foydalanish modul ulanish sozlamalari panelida ko'rsatilishi kerak. Shuningdek, sozlamalar panelida port uchun ma'lumotlarni uzatish tezligi ko'rsatilgan. HC-05(06) moduli sukut bo'yicha 9600 bps ga o'rnatiladi. Modulning tezligi AT buyruqlari yordamida o'zgartirilishi mumkin (maxsus bilimlarni talab qiladi), lekin tezlikni o'zgartirmagan bo'lsangiz, standart qiymatni o'rnating, ya'ni. 9600 bps
Arduino platalari uchun RX pinini ishlatishda ba'zi cheklovlar mavjud. Cheklovlar mikrokontrollerning mos keladigan pinlarida uzilishlarni qo'llab-quvvatlash bilan bog'liq.
Arduino UNO va Nano pin 13 (LED) dan foydalana olmaydi;
Arduino Mega va Mega2560 faqat quyidagi pinlardan foydalanishi mumkin: 10, 11, 12, 13, 14, 15, 50, 51, 52, 53, A8(62), A9(63), A10(64), A11( 65 ), A12(66), A13(67), A14(68), A15(69);
Arduino Leonardo va Micro faqat quyidagi pinlardan foydalanishi mumkin: 8, 9, 10, 11, 14, 15, 16;
Bundan tashqari, SoftwareSerial dan foydalanganda quyidagi cheklovlarni qabul qilishingiz kerak:
Yuqori tezlikda ishlash mumkin emas. 38400 bit/s dan ortiq ulanish tezligidan foydalanishni tavsiya etmaymiz.
Shuningdek, uzilishlardan foydalanadigan ba'zi kutubxonalar to'g'ri ishlamasligi yoki ulardan foydalanish ushbu ulanish usulini ishlamasligi mumkin. Masalan, Servo kutubxonasi servolarni burishtiradi.
Rasmdagi SoftwareSerial uchun HC-06 modulini 2(RX) va 3(TX) pinlariga ulash misoli. Iltimos, e'tibor bering, siz kontaktlarni shpal bilan ulashingiz kerak, ya'ni. Arduino pin 2 (RX) modulning TX piniga va pin 3 (TX) modulning RX piniga.
Hardware Serial orqali ulanish sizga modulni apparat seriyali interfeys portlaridan birini qo'llab-quvvatlaydigan mikrokontroller pinlariga ulash imkonini beradi. Turli Arduino platalari uchun bu turli xil portlar va pinlar.
Arduino UNO va Nano : Seriya (RX-0, TX-1);
Arduino MEGA va MEGA2560 : Serial (RX-0, TX-1), Serial1 (RX-19 va TX-18), Serial2 (RX-17 va TX-16), Serial3 (RX-15 va TX-14);
Qaysi portdan foydalanish va shuning uchun modulni qaysi kontaktlarga ulash kerakligi modul ulanish sozlamalari panelida ko'rsatilishi kerak. Shuni ham yodda tutish kerakki, Arduino platalari uchun Serial port mikrokontrollerni dasturlash uchun ishlatiladi va agar siz ushbu portdan foydalanishga qaror qilsangiz, dasturlashda HC-05 (06) modulini uzishingiz kerak. Yaxshi yechim Arduino MEGA platalarida Serialdan boshqa har qanday portdan foydalanishdir.
Shuningdek, sozlamalar panelida port uchun ma'lumotlarni uzatish tezligi ko'rsatilgan. HC-05(06) moduli sukut bo'yicha 9600 bps ga o'rnatiladi. Modulning tezligi AT buyruqlari yordamida o'zgartirilishi mumkin (maxsus bilimlarni talab qiladi), lekin tezlikni o'zgartirmagan bo'lsangiz, standart qiymatni o'rnating, ya'ni. 9600 bps
Uskuna uchun HC-05(06) modulini 0(RX) va 1(TX) pinlariga ulash misoli 3.1-rasmga muvofiq ko'rsatilgan .

3.1-rasm - HC-06 ni ulash
Harorat sensorlari o'lchanayotgan muhitning xususiyatlari va xususiyatlaridan foydalangan holda ob'ekt yoki moddaning haroratini o'lchash uchun mo'ljallangan. Barcha sensorlar boshqacha ishlaydi. O'lchov printsipiga ko'ra, ushbu qurilmalarni bir necha guruhlarga bo'lish mumkin:

• 
  Termojuftlar;
  
• 
  Termistorlar;
  
• 
  Piezoelektrik sensorlar;
  
• 
  yarimo'tkazgichli sensorlar;
  
• 
  Raqamli sensorlar;
  
• 
  analog sensorlar.
  

Qo'llash sohasiga ko'ra, havo harorati sensorlari, suyuqliklar va boshqalarni ajratish mumkin. Ular tashqi va ichki bo'lishi mumkin.
Har qanday harorat sensori ularni bir-biri bilan solishtirish va muayyan vazifa uchun mos variantni tanlash imkonini beruvchi xususiyatlar va parametrlar to'plami bilan tavsiflanishi mumkin. Asosiy xususiyatlar quyidagilardir:

• 
  Transformatsiya funktsiyasi, ya'ni. chiqish miqdorining o'lchangan qiymatga bog'liqligi. Harorat sensorlari uchun bu parametr Ohm / S yoki mV / K da o'lchanadi.
  
• 
  O'lchangan haroratlar diapazoni.
  
• 
  Metrologik parametrlar - bu har xil turdagi xatolarni o'z ichiga oladi.
  
• 
  Muddat.
  
• 
  Javob vaqti.
  
• 
  Ishonchlilik - mexanik barqarorlik va metrologik barqarorlik hisobga olinadi.
  
• 
  Operatsion parametrlar - o'lchamlar, vazn, quvvat iste'moli, agressiv atrof-muhit ta'siriga qarshilik, ortiqcha yuk qarshiligi va boshqalar.
  
• 
  Chiqarish qiymatlarining chiziqliligi.
  

Harorat sensorlari turlari bo'yicha

Termojuftlar. Termojuftlarning ishlash printsipi termoelektrik effektga asoslanadi. Bu ikkita o'tkazgich yoki yarim o'tkazgichning yopiq sxemasi. Bog'lanish joyida harorat farqi paydo bo'lganda, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan elektr toki paydo bo'ladi. Haroratni o'lchash uchun termojuftning bir uchi o'lchov muhitiga joylashtiriladi va ikkinchi uchi qiymatlarni o'qish uchun talab qilinadi. TermoEMF E(t2) va E(t1) t2 va t haroratlar bilan aniqlanadigan tutashuvlarda paydo bo'ladi.Sxemadagi hosil bo'lgan termoEMF E(t2)-E( tutashuvlar uchlaridagi termoEMF farqiga teng bo'ladi. t1). Termojuftlar ko'pincha platina, xromel, alumel va platina-rodiydan tayyorlanadi. Rossiyada eng ko'p ishlatiladigan metall juftliklari XA (xromel-alumel), TKH (chromel-kopel) va CCI (platina-rodiy-platina). Bunday qurilmalarning katta kamchiliklari katta o'lchov xatosidir.
Termorezistiv sensorlar. Ular yuqori haroratga chidamlilik koeffitsienti (TCR) bo'lgan materiallardan tayyorlangan. Operatsion printsipi - o'tkazgichning qarshiligini uning haroratiga qarab o'zgartirish. Bunday qurilmalar o'lchangan qiymatlarning yuqori aniqligi, sezgirligi va chiziqliligiga ega. Qurilmaning asosiy xarakteristikalari 25 C va TKS haroratda nominal elektr qarshiligidir. Termistor sensorlari qarshilikning harorat koeffitsienti bilan farqlanadi - manfiy (NTC) va ijobiy (PTC, PTC) TKS bo'lgan termistorlar mavjud. Birinchisi, harorat oshishi bilan qarshilik pasayadi, posistorlar uchun esa ortadi. Termorezistiv sensorlar ko'pincha elektronika va mashinasozlikda qo'llaniladi.
Piezoelektrik sensor. Bunday qurilma piezoelektrik effektda ishlaydi. Elektr tokining ta'siri ostida chiziqli o'lchamlarning o'zgarishi sodir bo'ladi - to'g'ridan-to'g'ri piezoelektrik ta'sir. Muayyan chastotali boshqa fazali oqim qo'llanilganda, piezoresonator tebranadi. Chastotasi harorat bilan belgilanadi. Olingan bog'liqlikni bilib, chastota va harorat bo'yicha kerakli ma'lumotlarni aniqlash mumkin. Haroratni o'lchash diapazoni keng, qurilma yuqori aniqlikka ega. Datchiklar ko'pincha natijalarning yuqori ishonchliligini talab qiladigan ilmiy tajribalarda qo'llaniladi.
Yarimo'tkazgich sensori. -55C dan 150C gacha bo'lgan oraliqda o'lchanadi. Ishlash printsipi pn-o'tish joyidagi kuchlanish o'zgarishining haroratga bog'liqligiga asoslanadi. Bu qaramlik deyarli chiziqli bo'lgani uchun, murakkab sxemasiz sensorni yaratish mumkin. Ammo bunday qurilmalar uchun sxema bitta pn-birikmasini o'z ichiga oladi, shuning uchun sensorda parametrlarning katta tarqalishi va past aniqlik mavjud. Analog yarimo'tkazgichli sensorlarda bu kamchiliklarni tuzatish uchun ma'lum bo'ldi.
Analog sensor. Qurilmalar arzon va yuqori o'lchov aniqligiga ega, bu ularni mikroelektronikada qo'llash imkonini beradi. Sxemada turli xil xususiyatlarga ega 2 ta sezgir element (tranzistorlar) mavjud. Chiqish signali tranzistorlar bo'ylab kuchlanish pasayishi o'rtasidagi farqdir. Sensorni tashqi zanjirlar bilan kalibrlash orqali + -1C dan + -3C gacha bo'lgan o'lchov aniqligini oshirish mumkin. Sensorlarning uchta chiqishi bor, ulardan biri kalibrlash uchun ishlatiladi.
Raqamli sensor. Analog sensordan farqli o'laroq, raqamli qo'shimcha elementlarni o'z ichiga oladi - o'rnatilgan ADC va signal konditsioneri. Ular SPI, I2C, 1-Wire interfeyslari orqali ulanadi, bu bir vaqtning o'zida bir nechta sensorlarni bitta avtobusga ulash imkonini beradi. Bunday qurilmalar analog qurilmalarga qaraganda biroz qimmatroq, biroq ayni paytda ular qurilmaning sxemasini sezilarli darajada soddalashtiradi.
Boshqa harorat sensorlari mavjud. Masalan, signalizatsiya qurilmalari avtomatik tizimlar uchun ishlatilishi mumkin, shuningdek, tananing atrof-muhitga chiqaradigan energiyasini o'lchaydigan pirometrlar ham mavjud. Tibbiyotda akustik sensorlar tez-tez ishlatiladi - ularning ishlash printsipi turli haroratlarda tovush tezligidagi farqdir. Ushbu sensorlar yopiq bo'shliqlarda va kirish qiyin bo'lgan muhitda foydalanish uchun qulay. Shunga o'xshash sensorlar shovqin bo'lib, ular rezistor bo'ylab shovqin potentsial farqining haroratga bog'liqligi asosida ishlaydi.