Технология. 9 класс. Авторский коллектив: Е. С. Глозман, Е. Н. Кулакова, Ю. Л. Хотунцев, О. А. Кожина, И. В. Воронин, В. В. Воронина, А. Е. Глозман
§ 53. Управление работой контроллера
Мы уже довольно много знаем о роботах: имеем представление о том, как они могут быть устроены, каким образом осуществляется программное управление роботизированными устройствами. Для чего в управляемых устройствах необходим контроллер?
Какое программное обеспечение необходимо, чтобы управлять контроллером?
В предыдущих классах вы ознакомились с некоторыми электронными устройствами (светодиодами, транзисторами и т. д.), получили представление о программировании. Пришло время поработать с более сложным электронным конструктором. Теперь к контроллеру вы сами будете подключать различные компоненты (кнопки, датчики и т. д.) и составлять программы на языке программирования.
В качестве контроллера будем использовать платформу Arduino Uno, которая состоит из двух основных частей — аппаратного обеспечения (непосредственно платы Arduino, рис. 9.17) и программного обеспечения, которое запускается на компьютере.
Основная деталь платы — это микроконтроллер, в который и будут записываться программные коды (скетчи).
Электрическое питание может быть подано на плату через USB-порт от компьютера или от источника питания. Источником питания может быть батарейка, аккумулятор или подключение в сеть через адаптер. Главное, при подключении не перепутать плюс с минусом и учесть, что подключаемый источник должен давать напряжение в диапазоне от 3 до 12 В. Провода от батареи подключаются к выводам Gnd и Vin разъёма питания. Плата может сама выбирать источник питания: если она подключена к компьютеру через USB- кабель и к разъёму питания подключён адаптер, то плата выберет адаптер.
Программное обеспечение представляет собой интегрированную среду Arduino IDE, которую можно бесплатно скачать на официальном сайте (https://www.arduino.ee/en/Main/Donate).
В операционной системе Linux запуск программы осуществляется сразу, в системе Windows может потребоваться запуск от имени администратора. Тогда правой кнопкой мыши следует открыть контекстное меню и выбрать пункт «Запуск от имени администратора» (рис. 9.18).
Когда программа запустится, откроется окно Arduino IDE (рис. 9.19).
Обратите внимание — вы ещё не подключали плату Arduino к компьютеру, а в правом нижнем углу уже присутствует надпись «Arduino Leonardo on COM4». Таким образом Arduino IDE сообщает вам, что она настроена на работу с платой Arduino Leonardo. А когда плата будет подключена, Arduino IDE будет искать Arduino Leonardo на порту COM4. И по умолчанию уже заготовлен шаблон для будущего скетча (программы — эскиз для Arduino), содержащий команды, необходимые для его работы.
Используя меню «Инструменты» → «Плата», нужно указать программе, что работа предстоит с другой платой семейства Arduino, т. е. выбрать из списка контроллер, который будет подключён к компьютеру (Arduino Uno, рис. 9.20).
Теперь плата готова к работе.
После установки Arduino IDE и выбора нужной платы можно подключить плату к компьютеру и произвести окончательные настройки. Рассмотрим процесс в операционной системе Windows.
Компьютер опознаёт подключённое устройство как плату Arduino Uno и запускает его установку (рис. 9.21).
Когда на плате загорится светодиод ON и начнут мигать светодиоды L2 и L3 (см. рис. 9.17), значит, на плату подано питание и микроконтроллер Arduino Uno начал выполнять заданную производителем программу Blink (мигание светодиодом).
Чтобы окончательно настроить плату на работу с Arduino Uno, необходимо уточнить, какой номер COM-порта присвоил компьютер Arduino Uno. Для этого в Панели управления нужно зайти в «Диспетчер устройств» Windows и открыть вкладку «Порты (СОМ и LPT)» (рис. 9.22).
Это означает, что операционная система распознала плату Arduino как COM-порт, подобрала для неё правильный драйвер и назначила этому COM-порту номер 5. Если мы подключим к компьютеру другую плату Arduino, то операционная система назначит ей другой номер. Поэтому при работе одновременно с несколькими платами очень важно внимательно соотносить их с номерами СОМ-портов.
Теперь следует сообщить Arduino IDE, что плата, с которой ей предстоит общаться, находится на COM-порту СОМ5. Для этого необходимо перейти в меню «Инструменты» → «Порт» и выбрать порт СОМ5 (рис. 9.23).
Основные понятия и термины:
контроллер, аппаратное обеспечение, программное обеспечение, СОM-порт.
Вопросы и задания:
1. Для чего роботу нужен контроллер?
2. Зачем нужно программное обеспечение контроллеру?
3. Как настроить программу Arduino IDE для работы с конкретной платой семейства Arduino?
4. Могут ли платы Arduino оказаться на разных СОМ-портах?
5. Какое максимальное питание можно подать на плату Arduino?
Задание 1
Скачайте с официального сайта и установите программу Arduino IDE.
Задание 2
Осуществите настройки Arduino IDE соответственно имеющейся плате Arduino.
