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Christian Kroll 2016-01-15 11:09:14 +01:00
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2
Vorträge/arduino/arduino.tex
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@ -32,6 +32,8 @@
\usecolortheme{beaver} \usecolortheme{beaver}
\newcommand{\weblink}[1]{\textcolor{blue}{\href{#1}{#1}}} \newcommand{\weblink}[1]{\textcolor{blue}{\href{#1}{#1}}}
\definecolor{darkblue}{rgb}{0,0,.45}
\newcommand{\cfunc}[1]{\texttt{\textcolor{darkblue}{#1}}}
\author{Fisch, Stefan, Tunix} \author{Fisch, Stefan, Tunix}
\title{Arduino-Workshop} \title{Arduino-Workshop}

2
Vorträge/arduino/kapitel/adc.tex
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@ -53,7 +53,7 @@ a = analogRead(0);
\end{frame} \end{frame}
\begin{frame}[fragile] \begin{frame}[fragile]
\frametitle{Aufgabe 7: Beleuchtung messen} \frametitle{Aufgabe 8: Beleuchtung messen}
\begin{columns} \begin{columns}
\column{.6\linewidth} \column{.6\linewidth}
\begin{block}{Aufgabe} \begin{block}{Aufgabe}

21
Vorträge/arduino/kapitel/einleitung.tex
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@ -30,15 +30,15 @@
\item Schnittstellen wie SPI, seriell, GPIO… \item Schnittstellen wie SPI, seriell, GPIO…
\item Timer \item Timer
\end{itemize} \end{itemize}
\item riesige Auswahl mit unterschiedlichsten Funktionen, \item riesige Auswahl an Controllern mit unterschiedlichsten Funktionen,
Leistungsklassen und Preiskategorien Leistungsklassen und Preiskategorien
\end{itemize} \end{itemize}
\end{frame} \end{frame}
\begin{frame} \begin{frame}
\frametitle{Leistungsdaten vom ATmega328P\footnote{ \frametitle{Der ATmega328P\footnote{
\weblink{http://www.atmel.com/devices/atmega328p.aspx}} (Auszug)} \weblink{http://www.atmel.com/devices/atmega328p.aspx}} auf dem Arduino (Auszug)}
\begin{itemize} \begin{itemize}
\item Taktfrequenz 16 MHz \item Taktfrequenz 16 MHz
\item 8-Bit-Architektur (vgl. PC mit 64 Bit) \item 8-Bit-Architektur (vgl. PC mit 64 Bit)
@ -47,10 +47,9 @@
\item eine USART, um z.B. mit dem PC zu kommunizieren \item eine USART, um z.B. mit dem PC zu kommunizieren
\item drei Timer um zeitgesteuerte Funktionen oder bestimme Signalformen \item drei Timer um zeitgesteuerte Funktionen oder bestimme Signalformen
(PWM) zu realisieren, dazu später mehr (PWM) zu realisieren, dazu später mehr
\item acht ADC-Kanäle, um Spannungen zu messen, z.B. von Drehknöpfen \item sechs ADC-Kanäle, um Spannungen zu messen, z.B. von Drehknöpfen
\item 20 frei ein- und ausschaltbare Pins (theoretisch bis zu 23) \item 20 frei nutzbare Ein- und Ausgänge
\item \alert{Nicht einschüchtern lassen, wir klären nach und nach, was \item \alert{Keine Panik:} Wir erklären nachher, was davon wichtig ist!
es damit auf sich hat!}
\end{itemize} \end{itemize}
\end{frame} \end{frame}
@ -78,7 +77,7 @@
\item er folgt einem Sketch ($\widehat{=}$ Programm), den wir in die \item er folgt einem Sketch ($\widehat{=}$ Programm), den wir in die
Arduino-Umgebung eingeben Arduino-Umgebung eingeben
\item ein Sketch ist eine Liste von Anweisungen, ähnlich einem Rezept \item ein Sketch ist eine Liste von Anweisungen, ähnlich einem Rezept
\item ein solches Rezept ist in der Programmiersprache \emph{C} \item ein solches Rezept ist in der Programmiersprache \emph{C++}
formuliert (bzw. in deren Dialekt \emph{Wiring}) formuliert (bzw. in deren Dialekt \emph{Wiring})
\item vereinfacht ausgedrückt ist das eine Mischung aus englischen \item vereinfacht ausgedrückt ist das eine Mischung aus englischen
Wörtern und mathematischen Formeln Wörtern und mathematischen Formeln
@ -101,9 +100,9 @@
\frametitle{Wie kommt der Sketch in den Mikrocontroller?} \frametitle{Wie kommt der Sketch in den Mikrocontroller?}
\begin{itemize} \begin{itemize}
\item die Arduino-Platine hat ein eingebautes Programmiergerät \item die Arduino-Platine hat ein eingebautes Programmiergerät
\item es empfängt den von der Arduino-Umgebung übersetzten Sketch über \item es empfängt den übersetzten Sketch über den USB-Anschluss
den USB-Anschluss und schreibt ihn in den Flash-Speicher des Mikrocontrollers \item und schreibt ihn in den nichtflüchtigen Speicher des Mikrocontrollers
\item fast wie ein USB-Stick, kann aber nur ein Programm aufnehmen \item dieser ist ähnlich einem USB-Stick, kann aber nur ein Programm aufnehmen
\item das Programm läuft nach dem Einschalten sofort los \item das Programm läuft nach dem Einschalten sofort los
\end{itemize} \end{itemize}
\end{frame} \end{frame}

67
Vorträge/arduino/kapitel/led_auf_shield.tex
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@ -28,17 +28,16 @@
% delay(1000); % delay(1000);
%} %}
\end{frame} \end{frame}
\begin{frame} \begin{frame}
\frametitle{Aufgabe 1: Die blinkende LED} \frametitle{Aufgabe 1: Die blinkende LED}
\begin{description} \begin{tabular}{rp{0.6\textwidth}}
\item[setup() :] Wird einmal beim Start ausgeführt \cfunc{setup()} & wird einmal beim Start ausgeführt \\
\item[loop() :] Wird kontinuierlich aufgerufen \cfunc{loop()} & wird kontinuierlich aufgerufen \\
\item[pinMode(PIN,wert) :] Legt einen Pin als Ein- oder Ausgang fest \cfunc{pinMode(PIN,wert)} & legt einen Pin als Ein- oder Ausgang fest \\
\item[digitalWrite(PIN,wert) :] Schreibt digitalen Wert (HIGH oder LOW) auf den Ausgang \cfunc{digitalWrite(PIN,wert)} & schreibt digitalen Wert (HIGH oder LOW) auf den Ausgang \\
\item[delay(zeit) :] Pausiert das Ausführen für x Millisekunden \cfunc{delay(x)} & Pausiert das Ausführen für x Millisekunden \\
\end{description} \end{tabular}
\end{frame} \end{frame}
\section{Das Breadboard-Shield} \section{Das Breadboard-Shield}
@ -66,13 +65,34 @@
\begin{frame} \begin{frame}
\frametitle{Grundlagen -- Wichtige Grundbegriffe} \frametitle{Grundlagen -- Wichtige Grundbegriffe}
\begin{itemize} \begin{itemize}
\item \emph{Strom} bezeichnet die Bewegung von geladenen Teilchen \item \emph{Strom} (Ampère) bezeichnet die Bewegung von geladenen Teilchen
\item \emph{Spannung} ist ein Ladungsunterschied zwischen zwei Orten \item \emph{Spannung} (Volt) ist ein Ladungsunterschied zwischen zwei Orten
\item bewegliche Ladungen wollen Ladungsunterschiede immer ausgleichen $\rightarrow$ Strom fließt \item bewegliche Ladungen wollen Ladungsunterschiede immer ausgleichen $\rightarrow$ Strom fließt
\item der \emph{Widerstand} begrenzt den Stromfluss, alle Verbraucher (wie LEDs) bilden selbst einen Widerstand \item Technische Stromrichtung: Strom fließt von Plus nach Minus\footnote{\footnotesize{physikalisch ist es eigentlich genau anders herum}}
\item der \emph{Widerstand} (Ohm, $\Omega$) begrenzt den Stromfluss
\item alle Verbraucher (wie LEDs) bilden selbst einen Widerstand
\end{itemize} \end{itemize}
\end{frame} \end{frame}
\begin{frame}
\frametitle{Das Shield -- Polung der LED}
\begin{columns}
\column[t]{.70\textwidth}
\begin{itemize}
\item LEDs haben eine Polung
\item der positive Pol heißt \textcolor{red}{\emph{Anode}}
\item der negative Pol heißt \textcolor{blue}{\emph{Kathode}}
\item die Kathode erkennt man an der kurzen Leitung oder an der abgeflachten Stelle am Rand
\item \alert{Merkhilfe: \emph{K}athode/\emph{K}ante/\emph{k}urz}
\end{itemize}
\column[t]{.30\textwidth}
\begin{center}
\includegraphics[width=\textwidth,height=0.4\textheight,keepaspectratio]
{bilder/led_polung.pdf} %grafik schematisch von brotbrett
\end{center}
\end{columns}
\end{frame}
\begin{frame} \begin{frame}
\frametitle{Grundlagen -- LED anschließen} \frametitle{Grundlagen -- LED anschließen}
@ -84,25 +104,6 @@
\end{itemize} \end{itemize}
\end{frame} \end{frame}
\begin{frame}
\frametitle{Das Shield -- Polung der LED}
\begin{columns}
\column[t]{.70\textwidth}
\begin{itemize}
\item LEDs haben eine Polung
\item der positive Pol heißt \textcolor{red}{\emph{Anode}}
\item der negative Pol heißt \textcolor{blue}{\emph{Kathode}}
\item die Kathode erkennt man an der kurzen Leitung, an der abgeflachten Stelle am Rand oder an der Reflektorwanne
\item \alert{Merkhilfe: \emph{K}athode/\emph{K}ante/\emph{k}urz}
\end{itemize}
\column[t]{.30\textwidth}
\begin{center}
\includegraphics[width=\textwidth,height=0.4\textheight,keepaspectratio]
{bilder/led_polung.pdf} %grafik schematisch von brotbrett
\end{center}
\end{columns}
\end{frame}
\begin{frame} \begin{frame}
\frametitle{Das Shield -- Verkabelung} \frametitle{Das Shield -- Verkabelung}
\begin{center} \begin{center}
@ -118,7 +119,7 @@
\begin{center} \begin{center}
\includegraphics[width=0.5\linewidth,height=\textheight,keepaspectratio]{bilder/widerstaende.pdf} \includegraphics[width=0.5\linewidth,height=\textheight,keepaspectratio]{bilder/widerstaende.pdf}
\end{center} \end{center}
\item kennen wir den Widerstand der LED, können wir den Vorwiderstand ausrechnen \item kennen wir bestimmte Werte der LED, können wir den Vorwiderstand ausrechnen
\end{itemize} \end{itemize}
\end{frame} \end{frame}
@ -132,7 +133,7 @@
\item Flussspannung oder Forward Voltage $U_F$, meistens um die 2V \item Flussspannung oder Forward Voltage $U_F$, meistens um die 2V
\item Diffusionsstrom oder Forward Current $I_F$, meist um die 20mA, bei uns 14mA $\widehat{=}$ 0,014A \item Diffusionsstrom oder Forward Current $I_F$, meist um die 20mA, bei uns 14mA $\widehat{=}$ 0,014A
\end{itemize} \end{itemize}
\item bei der Berechung hilft uns: \item bei der Berechnung hilft uns:
\end{itemize} \end{itemize}
\begin{block}{Ohmsches Gesetz} \begin{block}{Ohmsches Gesetz}
\begin{columns}[T] \begin{columns}[T]