Arduino mikrokontroliera darbināšana Scratch

Pirmais eksperiments, ar ko parasti sāk, ir gaismas diodes (LED) ieslēgšana un izslēgšana. Idejas var smelties no vairākiem internetā brīvi pieejamiem projektiem, piemēram, ja izmantosim lokāli instalētu veco labo un joprojām lejupielādējamo Scratch 1.4 versiju, noderīgs apraksts ir saitē: http://www.instructables.com/id/A-Gentle-Introduction-to-Arduino-for-Scratch-Users/. Mēs izmēģināsim dažādus variantus, bet sāksim ar šo.
 

Vispirms izveido slēgumu atbilstoši 2. att. dotajai shēmai, pirmajā vingrinājumā lietosim tikai gaismas diodi LED1, kas pieslēgta virknē ar rezistoru, lai pārāk liela strāva nesabojātu mikrokontrolieri.

2. att. Shēma LED pieslēgšanai pie Arduino.

Praktiski salikta šāda shēma dota 6. att. Diodi un rezistoru droši vien pareizāk ir pieslēgt darba beigu posmā, pēc visas programmatūras sainstalēšanas.

Tātad, ja lietosiet iepriekšŗejo versiju - Scratch 1.4, tad paplašinājuma izvēle ir S4A (Scratch 4 Arduino). S4A saite: http://goo.gl/4pU2h. Te gan problēma ir tā, ka lai lietotu GitHub lapas, uz Windows jāpieinstalē speciāla programmatūra: https://windows.github.com/. Bet vienkāršāk būs saprast no saites http://s4a.cat/.
 

P.S. Der pieminēt, ka tā operētājsistēma, no kuras strādāsiet ar mikrokontrolieri, nevar būt instalēta virtuāli uz Virtualbox bezmaksas versijas, jo tajā noklusēti nav nepieciešamā USB atbalsta.

DARBĪBAS NEPIECIEŠAMĀS PROGRAMMATŪRAS SAGATAVOŠANAI
 

1) Instalējam nesaistes Scratch 1.4 versiju atbilstoši so JDS materiālu 1. tēmā dotajam konspektam "Programmēšanas vide jebkuram skolēnam - Scratch jeb datorprogrammēšanas pamati dažās stundās. E-grāmata, autors: Imants Gorbāns", saite: http://skolas.lu.lv/mod/book/view.php?id=29857&chapterid=186. Šo punktu var izlaist, ja lieto 2. punktā aprakstīto S4A, jo šī programma satur Scratch 1.4, sapakotu ar Arduino atbalsta paplašinājumiem.

2) No saites http://s4a.cat/ lejupielādējam savai operētājsistēmai atbilstošo S4A paplašinājumu: S4A15.zip - priekš Microsoft Windows, bet S4A15.deb - priekš Debian saimes Linux (Ubuntu, Xubuntu tajā skaitā, stabili atbalstītas ir vecās 12.04 LTS versijas, ne 14.04). Linux gadījumā ir papildu sarežģījums: S4A ir izstrādāts priekš 32 bitu i386 arhitektūras. Mūsdienās datori tipiski ir 64 bitu (x64 jeb x86_64 arhitektūra), līdz ar to atbilstoši http://s4a.cat/ pamācībai, tad vispirms ir terminālī jāpieinstalē i386 atbalsts:
sudo dpkg --add-architecture i386
sudo apt-get update
sudo apt-get install ia32-libs
Tad uzinstalējam lejupielādēto Scratch paplašinājumu:
sudo dpkg -i --force-architecture S4A15.deb
Bet uz Windows instalēt ir vienkārši - no arhīva S4A15.zip palaižam S4A15.exe.
 

3) Tad lejupielādējam Arduino aparātprogrammatūras (firmware) izmainīšanas programmatūru Arduino IDE no http://arduino.cc/en/Main/Software, šī konspekta autors savam Arduino Uno izvēlējās versiju Arduino IDE 1.0.5. Tad lejupielādējam "firmvāres" failu S4AFirmware15.ino no http://vps34736.ovh.net/S4A/.
 

4) Tagad beidzot pieslēdzam Arduino pie datora USB porta un palaižam Arduino IDE (ja visu programmu sarakstā tas nav, tad atrodams C:\Program Files\Arduino\Arduino.exe). Atveram "firmvāres" failu S4AFirmware15.ino datorā instalētajā Arduino IDE programmatūrā, tās Tools izvēlnē izvēlamies mikrokontroliera (Arduino Uno) un seriālā porta (COM20, ja USB) versijas. Augšupielādējam mikrokontrolierī "firmvāri" ar Tools > Upload. Ja viss beidzies veiksmīgi, skats ir kā 3. att.

3. att. Arduino IDE programma pēc aparātprogrammatūras ielādes mikrokontrolierī.

5) Palaižam lokāli instalētā Scratch 1.4 vietā tā versiju, kas papildināta ar Arduino paplašinājumu un saucas S4A. Būtībā atveras Scratch 1.4  logs, tikai darbību laukumā ir uzzīmēta Arduino grafiska bilde, bet kustību komandu kopa (zilā) ir papildināta ar jauniem blokiem, skat. 4. att.

4. att. Scratch 1.4 kā S4A sagatavots darbam.

Ja iepriekšējās darbības veiktas sekmīgi, pēc zaļā karoga nospiešanas viss darbojas - Scratch programmiņa ieslēdz un izslēdz LED diodi ik pēc 1 sek., programmas kods dots 5. att.

5. att. Scratch programma diodes ieslēgšanai.

6. att. Arduino ar gaismas diodi un rezistoru, saslēgti atbilstoši 2. att. shēmai.

Ja, nefunkcionē, pārbaudam slēguma vadus, vai ir kontakts. Diode jāiepsrauž pareizi - ar it kā novīlēto maliņu 6. att. sanāk pa labi. Caurumainajā plastmasas dēlī gar malām slēdz barošanu, bet caurumi pa 5 ir savienoti, kas arī ļauj saslēgt detaļas. Šis 1. eksperiments darbībā redzams YouTube video:

Šajā konspektā netika aplūkoti visi Arduino tehniskie aspekti, bet tie atklāsies pakāpeniski, līdz ar nākamajiem vingrinājumiem.

UZDEVUMI:

a) izveidojiet shēmu un programmu ar vairākām gaismas diodēm, kas ieslēdzas secīgi ("skrejošās ugunis"),

b) izvietojiet diodes aplī un shēmai pievienojiet pogas tipa slēdzi, kuru nospiežot mainās diožu gaismas secīgās ieslēgšanās virziens.