hobbi elektronika - megtestesules.infomegtestesules.info/hobbielektronika/2014/talk01.pdf ·...
TRANSCRIPT
![Page 1: Hobbi Elektronika - megtestesules.infomegtestesules.info/hobbielektronika/2014/talk01.pdf · Hobbielektronika csoport 2014/2015 1 Debreceni Megtestesülés Plébánia 1. Témakörök,](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082211/5a78729b7f8b9a77438d1c70/html5/thumbnails/1.jpg)
Hobbielektronika csoport 2014/2015 Debreceni Megtestesülés Plébánia 1
1. Témakörök, célkitűzés, hozzávalók
Hobbi
Elektronika
![Page 2: Hobbi Elektronika - megtestesules.infomegtestesules.info/hobbielektronika/2014/talk01.pdf · Hobbielektronika csoport 2014/2015 1 Debreceni Megtestesülés Plébánia 1. Témakörök,](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082211/5a78729b7f8b9a77438d1c70/html5/thumbnails/2.jpg)
Hobbielektronika csoport 2013/2014 Debreceni Megtestesülés Plébánia 2
Javasolt témakörök
Bevezetés az elektronikába (nyomógombok vagy csúszka)
Alapfogalmak és összefüggések, áramkörök építése dugaszolós próbapanelon, billenőáramkörök, tápáramkörök, LED szalagos világítás, logikai áramkörök.
Bevezetés az informatikába Számrendendszerek, Boole-algebra, igazságtáblázat, logikai kifejezések kiértékelése, ismerkedés a C programnyelvvel, bitműveletek.
Mikrovezérlők programozása MSP430 (Launchpad) vagy ATMega328 (Arduino) programozása egyszerű programozói környezetben (Energia, Arduino, Wiring+).
Mikrovezérlők programozása Egyéb témakörök, igény szerint…
![Page 3: Hobbi Elektronika - megtestesules.infomegtestesules.info/hobbielektronika/2014/talk01.pdf · Hobbielektronika csoport 2014/2015 1 Debreceni Megtestesülés Plébánia 1. Témakörök,](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082211/5a78729b7f8b9a77438d1c70/html5/thumbnails/3.jpg)
Hobbielektronika csoport 2014/2015 Debreceni Megtestesülés Plébánia 3
I. Bevezetés az elektronikába
Alapfogalmak és a legegyszerűbb összefüggések tisztázása (pl. Ohm törvény).
Egyszerű áramkörök építése és kipróbálása (ellenállások, kondenzárorok, nyomógombok, kapcsolók, LED-ek, PNP és NPN tranzisztorok felhasználásával, dugaszolós próbapanelon)
Billenőáramkörök (astabil, bistabil, monostabil áramkörök) ismertetése és felhasználása (pl. LED-es villogó, időzítők)
Egyszerű tápáramkörök (feszültségstabilizátor, áramgenerátor) működésének ismertetése és méretezése.
LED szalagos világítás tápellátásának méretezése
Logikai kapuáramkörök (ÉS, VAGY, NEM, stb.) ismertetése, egyszerű logikai áramkörök megépítése és vizsgálata.
Fiatalok is elkezdhetik…
![Page 4: Hobbi Elektronika - megtestesules.infomegtestesules.info/hobbielektronika/2014/talk01.pdf · Hobbielektronika csoport 2014/2015 1 Debreceni Megtestesülés Plébánia 1. Témakörök,](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082211/5a78729b7f8b9a77438d1c70/html5/thumbnails/4.jpg)
Mire lesz szükségünk?
Hobbielektronika csoport 2014/2015 Debreceni Megtestesülés Plébánia 4
Dugaszolós próbapanel
Alkatrészek (ellenállás, kondenzátor, LED, tranzisztor, elemtartó vagy dugasztáp)
Vezeték (kb. 0.6 mm átmérőjű merev rézhuzal, vagy készen kapható „jumper cable” készlet
Integrált áramkörök (bonyolultabb kapcsolások kiváltására)
Beszerzési források • Bontásból/adományokból (lásd: megtestesules.info/hobbielektronika/cuccok.html • Hobbi Elektronika üzlet (Kossuth u.) vagy a volt Elektromodul bolt (Sámsoni út) • Hestore.hu, Ebay.com, Aliexpress.com vagy más webáruház
![Page 5: Hobbi Elektronika - megtestesules.infomegtestesules.info/hobbielektronika/2014/talk01.pdf · Hobbielektronika csoport 2014/2015 1 Debreceni Megtestesülés Plébánia 1. Témakörök,](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082211/5a78729b7f8b9a77438d1c70/html5/thumbnails/5.jpg)
Hobbielektronika csoport 2014/2015 Debreceni Megtestesülés Plébánia 5
Conrad Basic 3964 építőkészlet
Olcsóbb megoldás: Alkatrészként összevásárolva (E-bay, Modul bolt…)
A 830 pontos panel jobb ár/érték arányú, mint a 400 pontos.
![Page 6: Hobbi Elektronika - megtestesules.infomegtestesules.info/hobbielektronika/2014/talk01.pdf · Hobbielektronika csoport 2014/2015 1 Debreceni Megtestesülés Plébánia 1. Témakörök,](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082211/5a78729b7f8b9a77438d1c70/html5/thumbnails/6.jpg)
Az ideális műhely eszköztára (mi azért ennyire nem merülünk bele!)
Hobbielektronika csoport 2014/2015 Debreceni Megtestesülés Plébánia 6
• A forrasztás mellőzhető dugaszpanel használatával. Csak akkor kell, ha valamit végleges formában is meg akarunk építeni…
• A fogók is mellőzhetők
• Feszültségmérő csak akkor kell, ha valami nem működik (a legolcsóbb kivitelű is megfelel ~ 2000 Ft)
![Page 7: Hobbi Elektronika - megtestesules.infomegtestesules.info/hobbielektronika/2014/talk01.pdf · Hobbielektronika csoport 2014/2015 1 Debreceni Megtestesülés Plébánia 1. Témakörök,](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082211/5a78729b7f8b9a77438d1c70/html5/thumbnails/7.jpg)
Alternatív lehetőség: szimuláció
Áramkörszimulációs programok • Ami ingyenes, az többnyire korlátozott, tökéletlen
• Ami valamennyire használható, az többnyire fizetős
Virtual Breadboad: http://www.virtualbreadboard.com/
Feszültségosztó alsó
Tagjának változtatása LED-ek meghajtása tranzisztorokkal
Hobbielektronika csoport 2014/2015 Debreceni Megtestesülés Plébánia 7
![Page 8: Hobbi Elektronika - megtestesules.infomegtestesules.info/hobbielektronika/2014/talk01.pdf · Hobbielektronika csoport 2014/2015 1 Debreceni Megtestesülés Plébánia 1. Témakörök,](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082211/5a78729b7f8b9a77438d1c70/html5/thumbnails/8.jpg)
Számrendendszerek, átváltások, műveletek bináris, vagy hexadecimális számrendszerekben.
Boole-algebra, igazságtáblázat, logikai kifejezések kiértékelése
Ismerkedés a C programnyelvvel
Bitműveletek C nyelven megfogalmazva
Mellékhatások és azok elkerülése a bitműveleteknél
Hozzávalók: • Papír, ceruza, számítógép vagy zsebszámológép
• Szakirodalom az Interneten található
Célkitűzés: • Alapozás a logikai áramkörök megértéséhez
• Alapozás a mikrovezérlők programozásához
Hobbielektronika csoport 2014/2015 Debreceni Megtestesülés Plébánia 8
II. Bevezetés az informatikába
![Page 9: Hobbi Elektronika - megtestesules.infomegtestesules.info/hobbielektronika/2014/talk01.pdf · Hobbielektronika csoport 2014/2015 1 Debreceni Megtestesülés Plébánia 1. Témakörök,](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082211/5a78729b7f8b9a77438d1c70/html5/thumbnails/9.jpg)
Hobbielektronika csoport 2014/2015 Debreceni Megtestesülés Plébánia 9
III. Mikrovezérlők programozása
Kezdéshez az MSP430 Launchpad kártyát ajánlom, és az Energia fejlesztői környezetet Az eddig elkészült mintaprogramok jól használhatók a részegységek megismeréséhez.
![Page 10: Hobbi Elektronika - megtestesules.infomegtestesules.info/hobbielektronika/2014/talk01.pdf · Hobbielektronika csoport 2014/2015 1 Debreceni Megtestesülés Plébánia 1. Témakörök,](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082211/5a78729b7f8b9a77438d1c70/html5/thumbnails/10.jpg)
Haladóknak való projektek
Hobbielektronika csoport 2014/2015 Debreceni Megtestesülés Plébánia 10
Drift-korrigált óra (amíg az atomóra el nem készül…)
IOT alkalmazások (Internetre csatlakozó kütyük)
![Page 11: Hobbi Elektronika - megtestesules.infomegtestesules.info/hobbielektronika/2014/talk01.pdf · Hobbielektronika csoport 2014/2015 1 Debreceni Megtestesülés Plébánia 1. Témakörök,](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082211/5a78729b7f8b9a77438d1c70/html5/thumbnails/11.jpg)
Hobbielektronika csoport 2014/2015 Debreceni Megtestesülés Plébánia 11
További lehetőségek
Mikrovérlő és Androidos mobil összekapcsolása (USB, Bluetooth, WiFi)
Egyszerű robot építése
![Page 12: Hobbi Elektronika - megtestesules.infomegtestesules.info/hobbielektronika/2014/talk01.pdf · Hobbielektronika csoport 2014/2015 1 Debreceni Megtestesülés Plébánia 1. Témakörök,](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082211/5a78729b7f8b9a77438d1c70/html5/thumbnails/12.jpg)
Hobbielektronika csoport 2013/2014 Debreceni Megtestesülés Plébánia 12
Arduino kártya
20 I/O kivezetés 32 kB flash, 2 kB RAM (ATmega328) 16 MIPS Fejlett támogatás Arduino IDE (az Energia elődje) 5 V/3,3 V-os működés választható
8 bites felépítés Valamivel költségesebb Nincs programozó/nyomkövető
Előnyök Hátrányok
Arduino UNO kártya Arduino nano kártya
![Page 13: Hobbi Elektronika - megtestesules.infomegtestesules.info/hobbielektronika/2014/talk01.pdf · Hobbielektronika csoport 2014/2015 1 Debreceni Megtestesülés Plébánia 1. Témakörök,](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082211/5a78729b7f8b9a77438d1c70/html5/thumbnails/13.jpg)
Hobbielektronika csoport 2013/2014 Debreceni Megtestesülés Plébánia 13
MSP430F5529 Launchpad
~40 I/O kivezetés 128 kB flash, 8 kB RAM 25 MIPS USB kommunikáció Fejlettebb programozó/debugger Pontosabb órajel beállítás (kvarc) Gyorsabb UART kapcsolat Beépített bootloader
Bonyolultabb felépítés Sok kivezetés és periféria Valamivel költségesebb ($13) Korlátozott Energia támog atás
Előnyök Hátrányok
![Page 14: Hobbi Elektronika - megtestesules.infomegtestesules.info/hobbielektronika/2014/talk01.pdf · Hobbielektronika csoport 2014/2015 1 Debreceni Megtestesülés Plébánia 1. Témakörök,](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082211/5a78729b7f8b9a77438d1c70/html5/thumbnails/14.jpg)
Hobbielektronika csoport 2013/2014 Debreceni Megtestesülés Plébánia 14
Tiva C Launchpad
ARM Cortex-M4F 32 bites CPU Lebegőpontos műveletek ~40 I/O kivezetés 256kB flash, 32 kB RAM 80 MHz (~100 MIPS) USB kommunikáció Fejlettebb programozó/debugger Pontosabb órajel beállítás (kvarc) Gyorsabb UART kapcsolat RGB LED a kártyán
Sokkal bonyolultabb felépítés Sok kivezetés és periféria Valamivel költségesebb ($13) Korlátozott Energia támog atás
Előnyök Hátrányok
![Page 15: Hobbi Elektronika - megtestesules.infomegtestesules.info/hobbielektronika/2014/talk01.pdf · Hobbielektronika csoport 2014/2015 1 Debreceni Megtestesülés Plébánia 1. Témakörök,](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082211/5a78729b7f8b9a77438d1c70/html5/thumbnails/15.jpg)
Hobbielektronika csoport 2013/2014 Debreceni Megtestesülés Plébánia 15
Connected Launchpad
ARM Cortex-M4F 32 bites CPU Lebegőpontos műveletek ~80 I/O kivezetés 1MB flash, 256 kB RAM 120 MHz (~160 MIPS) 12 bites ADC USB host/device kommunikáció 10/100 Ethernet Fejlettebb programozó/debugger Pontosabb órajel beállítás (kvarc) Gyorsabb UART kapcsolat
Sokkal bonyolultabb felépítés Sok kivezetés és periféria Valamivel költségesebb ($20) Korlátozott Energia támog atás
Előnyök Hátrányok
![Page 16: Hobbi Elektronika - megtestesules.infomegtestesules.info/hobbielektronika/2014/talk01.pdf · Hobbielektronika csoport 2014/2015 1 Debreceni Megtestesülés Plébánia 1. Témakörök,](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082211/5a78729b7f8b9a77438d1c70/html5/thumbnails/16.jpg)
Code Composer Studio 6.0
Hobbielektronika csoport 2013/2014 Debreceni Megtestesülés Plébánia 16
• Eclipse alapú IDE • C/C++ fordító (az ingyenes verzió korlátozott,
de használható az mspgcc fordítóval is) • MSP430, Cortex-M4 (és sok más) CPU-hoz • Saját periféria könyvtár (MSPware, Tivaware) • Mintaprojektek • Programletöltés • Hardveres nyomkövetés • Az új változat importálni tudja az Energia
projekteket
A haladó programfejlesztés eszköze…
![Page 17: Hobbi Elektronika - megtestesules.infomegtestesules.info/hobbielektronika/2014/talk01.pdf · Hobbielektronika csoport 2014/2015 1 Debreceni Megtestesülés Plébánia 1. Témakörök,](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082211/5a78729b7f8b9a77438d1c70/html5/thumbnails/17.jpg)
Néhány egyszerű, könnyen megvalósítható projekt
Hobbielektronika csoport 2013/2014 Debreceni Megtestesülés Plébánia 17
8 LED-es villogó (Knight Rider)
Elektronikus dobókocka
Ultrahangos távolságmérés
Feszültségmérő LCD kijelzővel
Hőmérséklet, relatív páratartalom, légnyomás mérése
Hőmérő 7-szegmens LED kijelzővel
Grafikus kijelzők vezérlése
LED mátrix kijelző alkalmazás
![Page 18: Hobbi Elektronika - megtestesules.infomegtestesules.info/hobbielektronika/2014/talk01.pdf · Hobbielektronika csoport 2014/2015 1 Debreceni Megtestesülés Plébánia 1. Témakörök,](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082211/5a78729b7f8b9a77438d1c70/html5/thumbnails/18.jpg)
Hobbielektronika csoport 2013/2014 Debreceni Megtestesülés Plébánia 18
Ha a fényemittáló diódán (LED) nyitóirányú áram folyik, a dióda fényt bocsájt ki.
A fenti a kapcsolásban az MSP430 Launchpad kártya mikrovezérlője digitális kimeneteit alacsony szintre állítva kapcsolhatjuk be a LED-eket.
![Page 19: Hobbi Elektronika - megtestesules.infomegtestesules.info/hobbielektronika/2014/talk01.pdf · Hobbielektronika csoport 2014/2015 1 Debreceni Megtestesülés Plébánia 1. Témakörök,](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082211/5a78729b7f8b9a77438d1c70/html5/thumbnails/19.jpg)
8 LED-es villogó
Hobbielektronika csoport 2013/2014 Debreceni Megtestesülés Plébánia 19
![Page 20: Hobbi Elektronika - megtestesules.infomegtestesules.info/hobbielektronika/2014/talk01.pdf · Hobbielektronika csoport 2014/2015 1 Debreceni Megtestesülés Plébánia 1. Témakörök,](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082211/5a78729b7f8b9a77438d1c70/html5/thumbnails/20.jpg)
Elektronikus dobókocka
Hobbielektronika csoport 2013/2014 Debreceni Megtestesülés Plébánia 20
![Page 21: Hobbi Elektronika - megtestesules.infomegtestesules.info/hobbielektronika/2014/talk01.pdf · Hobbielektronika csoport 2014/2015 1 Debreceni Megtestesülés Plébánia 1. Témakörök,](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082211/5a78729b7f8b9a77438d1c70/html5/thumbnails/21.jpg)
Elektronikus dobókocka
Hobbielektronika csoport 2013/2014 Debreceni Megtestesülés Plébánia 21
![Page 22: Hobbi Elektronika - megtestesules.infomegtestesules.info/hobbielektronika/2014/talk01.pdf · Hobbielektronika csoport 2014/2015 1 Debreceni Megtestesülés Plébánia 1. Témakörök,](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082211/5a78729b7f8b9a77438d1c70/html5/thumbnails/22.jpg)
Ultrahangos távolságmérés
Hobbielektronika csoport 2013/2014 Debreceni Megtestesülés Plébánia 22
Főbb paraméterek
Tápfeszültség: 4.5 V – 5.5 V
Mérési tartomány: 2 cm – 4 m
(gyakorlatban inkább 2 m)
Érzékelési szögtartomány: ~ 16 ⁰
A HC-SR04 modul piezo jeladója az indító impulzus hatására egy 40 kHz-es jelcsomagot sugároz ki. A modul digitális kimenő impulzusának szélessége megegyezik a visszaverődött hang terjedési idejével.
![Page 23: Hobbi Elektronika - megtestesules.infomegtestesules.info/hobbielektronika/2014/talk01.pdf · Hobbielektronika csoport 2014/2015 1 Debreceni Megtestesülés Plébánia 1. Témakörök,](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082211/5a78729b7f8b9a77438d1c70/html5/thumbnails/23.jpg)
Ultrahangos távolságmérés (Lab09: Sonar.ino)
Hobbielektronika csoport 2013/2014 Debreceni Megtestesülés Plébánia 23
![Page 24: Hobbi Elektronika - megtestesules.infomegtestesules.info/hobbielektronika/2014/talk01.pdf · Hobbielektronika csoport 2014/2015 1 Debreceni Megtestesülés Plébánia 1. Témakörök,](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082211/5a78729b7f8b9a77438d1c70/html5/thumbnails/24.jpg)
Feszültségmérő vagy hőmérő LCD kijelzéssel Lab11: LCD16x2_voltmeter, LCD16x2_thermometer
Az Energia IDE beépített könyvtárai segítségével egyszerűen kezelhetjük a perifériákat.
Az analogRead(A4); függvényhívással megmérjük az A4 bemenetre kapcsolt feszültséget (0 – 3.5 V közötti feszültséget kapcsolhatunk rá).
Az eredményt voltokra számítjuk át, majd kijelezzük egy 16x2 karakteres LCD modul segítségével.
Hobbielektronika csoport 2013/2014 Debreceni Megtestesülés Plébánia 24
![Page 25: Hobbi Elektronika - megtestesules.infomegtestesules.info/hobbielektronika/2014/talk01.pdf · Hobbielektronika csoport 2014/2015 1 Debreceni Megtestesülés Plébánia 1. Témakörök,](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082211/5a78729b7f8b9a77438d1c70/html5/thumbnails/25.jpg)
Hőmérséklet és relatív páratartalom mérése Lab09: TRHlogger.ino
Hobbielektronika csoport 2013/2014 Debreceni Megtestesülés Plébánia 25
AZ AM2302 SZENZOR FŐBB JELLEMZŐI
Felbontás: hőmérséklet 0.1 ⁰C és rel. páratartalom 0.1 % Kommunikáció: 1-wire, nem szabványos protokol, 4 bájt adat + 1 bájt ellenőrző összeg. Mintavételezési gyakoriság: 2 másodpercenként Tápfeszültség: 3,5 – 5.5 V
![Page 26: Hobbi Elektronika - megtestesules.infomegtestesules.info/hobbielektronika/2014/talk01.pdf · Hobbielektronika csoport 2014/2015 1 Debreceni Megtestesülés Plébánia 1. Témakörök,](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082211/5a78729b7f8b9a77438d1c70/html5/thumbnails/26.jpg)
Hobbielektronika csoport 2013/2014 Debreceni Megtestesülés Plébánia 26
Légnyomás mérése BMP180 szenzorral
Lab10: PressureSensor_sw.ino
SDA
SCL
GND
VIN (+5V)
Felhúzó ellenállások
Feszültségstabilizátor (3,3V)
![Page 27: Hobbi Elektronika - megtestesules.infomegtestesules.info/hobbielektronika/2014/talk01.pdf · Hobbielektronika csoport 2014/2015 1 Debreceni Megtestesülés Plébánia 1. Témakörök,](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082211/5a78729b7f8b9a77438d1c70/html5/thumbnails/27.jpg)
Hőmérő LED 7-szegmens kijelzővel Lab13: SPI_595_spec_thermometer
Hobbielektronika csoport 2013/2014 Debreceni Megtestesülés Plébánia 27
![Page 28: Hobbi Elektronika - megtestesules.infomegtestesules.info/hobbielektronika/2014/talk01.pdf · Hobbielektronika csoport 2014/2015 1 Debreceni Megtestesülés Plébánia 1. Témakörök,](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082211/5a78729b7f8b9a77438d1c70/html5/thumbnails/28.jpg)
Grafikus kijelző vezérlése LCD_5110_bitmap, LCD_5110_thermometer
lásd: Lab15
Hobbielektronika csoport 2013/2014 Debreceni Megtestesülés Plébánia 28
Bitmap kép kiküldése Grafikus kijelző programozott vezérlése (nem változtatható, esetleg animáció) (Hőmérő alkalmazás)
![Page 29: Hobbi Elektronika - megtestesules.infomegtestesules.info/hobbielektronika/2014/talk01.pdf · Hobbielektronika csoport 2014/2015 1 Debreceni Megtestesülés Plébánia 1. Témakörök,](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082211/5a78729b7f8b9a77438d1c70/html5/thumbnails/29.jpg)
Hobbielektronika csoport 2013/2014 Debreceni Megtestesülés Plébánia 29
LED 8x8 mátrix alkalmazása LAB16: LED8x8_MAX7219_LedControl.ino