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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}
\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}
\title{Arduino-Workshop}

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

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

51
Vorträge/arduino/kapitel/led_auf_shield.tex
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@ -29,16 +29,15 @@
%}
\end{frame}
\begin{frame}
\frametitle{Aufgabe 1: Die blinkende LED}
\begin{description}
\item[setup() :] Wird einmal beim Start ausgeführt
\item[loop() :] Wird kontinuierlich aufgerufen
\item[pinMode(PIN,wert) :] Legt einen Pin als Ein- oder Ausgang fest
\item[digitalWrite(PIN,wert) :] Schreibt digitalen Wert (HIGH oder LOW) auf den Ausgang
\item[delay(zeit) :] Pausiert das Ausführen für x Millisekunden
\end{description}
\begin{tabular}{rp{0.6\textwidth}}
\cfunc{setup()} & wird einmal beim Start ausgeführt \\
\cfunc{loop()} & wird kontinuierlich aufgerufen \\
\cfunc{pinMode(PIN,wert)} & legt einen Pin als Ein- oder Ausgang fest \\
\cfunc{digitalWrite(PIN,wert)} & schreibt digitalen Wert (HIGH oder LOW) auf den Ausgang \\
\cfunc{delay(x)} & Pausiert das Ausführen für x Millisekunden \\
\end{tabular}
\end{frame}
\section{Das Breadboard-Shield}
@ -66,21 +65,12 @@
\begin{frame}
\frametitle{Grundlagen -- Wichtige Grundbegriffe}
\begin{itemize}
\item \emph{Strom} bezeichnet die Bewegung von geladenen Teilchen
\item \emph{Spannung} ist ein Ladungsunterschied zwischen zwei Orten
\item \emph{Strom} (Ampère) bezeichnet die Bewegung von geladenen Teilchen
\item \emph{Spannung} (Volt) ist ein Ladungsunterschied zwischen zwei Orten
\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
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}
\frametitle{Grundlagen -- LED anschließen}
\begin{itemize}
\item die LED wird zwischen einem Pin des Controllers und der Masse (die Rückleitung, auch \emph{GND}) angeschlossen
\item die Spannung zwischen Mikrocontroller und der Masse beträgt 5V
\item \alert{Problem: 5V sind zu viel für eine LED}
\item Lösung: wir brauchen einen Vorwiderstand
\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{frame}
@ -92,7 +82,7 @@
\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 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}
@ -103,6 +93,17 @@
\end{columns}
\end{frame}
\begin{frame}
\frametitle{Grundlagen -- LED anschließen}
\begin{itemize}
\item die LED wird zwischen einem Pin des Controllers und der Masse (die Rückleitung, auch \emph{GND}) angeschlossen
\item die Spannung zwischen Mikrocontroller und der Masse beträgt 5V
\item \alert{Problem: 5V sind zu viel für eine LED}
\item Lösung: wir brauchen einen Vorwiderstand
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}
\frametitle{Das Shield -- Verkabelung}
\begin{center}
@ -118,7 +119,7 @@
\begin{center}
\includegraphics[width=0.5\linewidth,height=\textheight,keepaspectratio]{bilder/widerstaende.pdf}
\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{frame}
@ -132,7 +133,7 @@
\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
\end{itemize}
\item bei der Berechung hilft uns:
\item bei der Berechnung hilft uns:
\end{itemize}
\begin{block}{Ohmsches Gesetz}
\begin{columns}[T]