Την Τρίτη 5 Δεκεμβρίου 2017 οι μαθητές/τριες της Γ΄ Γυμνασίου των «Εκπαιδευτηρίων Πάνου» κατασκεύασαν προγραμματιζόμενα κυκλώματα με μικροελεγκτές της εταιρίας Arduino, συνδέοντας το μάθημα της Φυσικής με αυτό της Πληροφορικής. Διαβάστε περισσότερα... http://ekppanou.gr/gymnasio/nea-anakoinoseis/2240-ergastirio-stem-aftomatismoi-kyklomaton-kai-mikroelegktes-arduino

1. Προγραμματισμός πλακέτας
ρομποτικής Arduino
Συνδιδασκαλία
Φυσικής - Πληροφορικής
Διακόπτης, αντιστάσεις, λυχνία, ποτενσιόμετρο, PWM, αναλογικό &
ψηφιακό σήμα, κύκλωμα, γείωση, αγωγός

2. Σκοπός του μαθήματος
• Εισαγωγή στη χρήση της πλακέτας
ρομποτικής Arduino
• Πως συνδυάζονται φυσική και
πληροφορική;
• Χρήση πλακέτας για τη κατασκευή
προγραμματιζόμενου κυκλώματος
Συνδιδασκαλία Φυσικής - Πληροφορικής 2

3. Ποιοι είναι οι στόχοι μας;
• Να είστε σε θέση να υλοποιήσετε ένα
κύκλωμα με λυχνία και αντιστάσεις
• Να το προγραμματίσετε με τη χρήση
ενός διακόπτη και του περιβάλλοντος
προγραμματισμού της πλακέτας
Arduino.
Συνδιδασκαλία Φυσικής - Πληροφορικής 3

4. Πλακέτα ρομποτικής Ardunino
Συνδιδασκαλία Φυσικής - Πληροφορικής 4

5. Τι είναι το Arduino;
• Μικροελεγκτής που περιλαμβάνει ένα chip
Atmega
• Εισόδους και εξόδους που αντιδρούν βάση
του προγραμματισμού που κάναμε
• Η γλώσσα προγραμματισμού - Wiring
(Linux, MAC και Windows με αδεια χρησης
GPL)
• Άδεια χρήσης πλακέτας Creative Commons
Συνδιδασκαλία Φυσικής - Πληροφορικής 5

6. Δυνατότητες Arduino
• Εφαρμογές ρομποτικής και αυτοματισμοί
– κίνηση servo, stepper και DC κινητήρων
– τη λήψη πληροφοριών από διάφορους
αισθητήρες (θερμοκρασίας, υγρασίας,
υπερύθρων κ.α)
– την αμφίδρομη σειριακή επικοινωνία μεταξύ
Arduino και PC (Java και python…)
– αναπαραγωγή και αντίληψη ήχων
• http://arduino.cc
Συνδιδασκαλία Φυσικής - Πληροφορικής 6

7. Το περιβάλλον προγραμματισμού
Συνδιδασκαλία Φυσικής - Πληροφορικής 7

8. Το υλικό μας (1/2)
8Συνδιδασκαλία Φυσικής - Πληροφορικής

9. Το υλικό μας (2/2)
9Συνδιδασκαλία Φυσικής - Πληροφορικής
Αντίσταση 220Ω
(Led)
Αντίσταση 10kΩ
(Διακόπτης - Switch)

10. Η πρώτη εφαρμογή
Συνδιδασκαλία Φυσικής - Πληροφορικής 10

11. Ο κώδικας
int ledPin = 13;
void setup(){
pinMode(ledPin, OUTPUT);
}
void loop(){
digitalWrite(ledPin, HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(ledPin, LOW);
delay(1000);
}
Συνδιδασκαλία Φυσικής - Πληροφορικής 11

12. Εξήγηση…
int ledPin = 13;
void setup(){
pinMode(ledPin, OUTPUT);
}
void loop(){
digitalWrite(ledPin, HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(ledPin, LOW);
delay(1000);
}
Συνδιδασκαλία Φυσικής - Πληροφορικής
Αρχικοποίηση
Έξοδος
Παροχή
ρεύματος
12

13. Κύκλωμα τυπικής εισόδου και εξόδου
Συνδιδασκαλία Φυσικής - Πληροφορικής 13

14. Ο κώδικας
int ledPin = 13;
int inPin = 10;
void setup(){
pinMode(ledPin, OUTPUT);
pinMode(inPin, INPUT);
}
void loop(){
if (digitalRead(inPin) == HIGH){
digitalWrite(ledPin, HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(ledPin, LOW);
delay(1000);
}
}
Συνδιδασκαλία Φυσικής - Πληροφορικής 14

15. Σύνδεση με τη πλακέτα
15Συνδιδασκαλία Φυσικής - Πληροφορικής
pinMode()
digitalWrite()
digitalRead()
Digital pins
Input - Output

16. Πιο πολύπλοκη εκδοχή…
Συνδιδασκαλία Φυσικής - Πληροφορικής 16

17. Αναλογική ανάγνωση Ποτενσιόμετρου
int potPin = A0;
int value;
void setup()
{
Serial.begin(9600);
}
void loop()
{
value =
analogRead(potPin);
Serial.println(value);
delay(10);
}
17Συνδιδασκαλία Φυσικής - Πληροφορικής
Signal
GND
VCC

18. PWM = Pulse Width Modulation
analogWrite(pin-name, value)
● υλοποιεί PWM αναθέτοντας το value
στο dutycycle της παλμοσειράς.
● το value παίρνει τιμές 0-255 (8bit).
18Συνδιδασκαλία Φυσικής - Πληροφορικής

19. Έλεγχος φωτεινότητας Led μέσω
Ποτενσιόμετρου με χρήση PWM
int ledPin = 13;
int potPin = A0;
int brightness; // 0-255(8bit)
int value; // 0-1023(10bit)
void setup(){
pinMode(ledPin, OUTPUT);
Serial.begin(9600);
}
void loop(){
value = analogRead(potPin);
brightness =
map(value,0,1023,0,255);
analogWrite(ledPin,
brightness);
Serial.println(value);
}
19Συνδιδασκαλία Φυσικής - Πληροφορικής

20. Πηγές - Βιβλιογραφία
• Ομάδα CanSat in Greece (Εθνικό Μετσόβιο
Πολυτεχνείο) - Arduino Teachers Workshop
(Διαλέξεις εργαστηρίου) – 2017-2018
• http://playground.arduino.cc/uploads/Main
/arduino_notebook_v1-1.pdf
• Arduino Projects Book, Τρίτο τεύχος,
Μάιος 2015
• http://t-
h.wikispaces.com/file/view/ΕισαγωγήστοAr
duino.pdf
Συνδιδασκαλία Φυσικής - Πληροφορικής 20

21. Για να μας βρείτε…
• Εργαστήριο φυσικής (ισόγειο)
• Βιβλιοθήκη Αφαία – (εργαστήριο 1ου ορόφου)
• Θέμα: Γ Γυμνασίου – [Ονοματεπώνυμο]
• E-Mail:
– tzela@ekppanou.gr
– imark@ekppanou.gr
• Mέσω της πλατφόρμας ePanou
https://epanou.ekppanou.gr
Συνδιδασκαλία Φυσικής - Πληροφορικής 21