Проект пианино на Arduino - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

Аппаратные средства с возможностью расширения и открытыми принципиальными схемами. Процесс работы с микроконтроллерами. Теоретические сведения о платформе Arduino. Установка драйверов для Arduino Duemilanove, Nano или Diecimila в Windows 7, Vista или XP.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

ПО ДИСЦИПЛИНЕ «МИКРОПРОЦЕССОРЫ И МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ СИСТЕМЫ»
Используя Arduino, динамик, горсточку резисторов и кусочки алюминиевой фольги можно всего за несколько минуток собрать собственное пианино. На Arduino Uno получится устройство с 18 клавишами, а на Arduino Mega аж с 60! В стороне не остаются и другие модели -- для них необходимо всего лишь внести небольшие изменения в код.
Принцип работы девайса: действие сенсоров основано на измерении емкости клавиш, которую мы изменяем своим прикосновением.
Каждой клавише соответствует свой вывод на плате Arduino. Также один вывод задействован как общий для всех клавиш и еще один для динамика.
Это значит, что если у нас плата с 20 выводами, 14 из которых цифровые и 6 аналоговые, мы можем создать пианино с 20 клавишами. Если же у вас Arduino Mega или другая плата с большим числом выводов -можно смело делать больше клавиш!
Arduino -- аппаратная вычислительная платформа, основными компонентами которой являются простая плата ввода-вывода и среда разработки на языке Processing/Wiring. Arduino может использоваться как для создания автономных интерактивных объектов, так и подключаться к программному обеспечению, выполняемому на компьютере (например, Adob Flash, Processing, Max (англ.), Pure Data,SuperCollider. Рассылаемые в настоящее время версии могут быть заказаны уже распаянными. Информация об устройстве платы (рисунокпечатной платы) находится в открытом доступе и может быть использована теми, кто предпочитает собирать платы самостоятельно. Микроконтроллеры ATmega328 дёшевы и стоят около 10$.
Проект Arduino был удостоен почётного упоминания при вручении призов Prix Ars Electronica 2006 в категории Digital Communities
Интегрированная среда разработки Arduino -- это кроссплатформенное приложение на Java, включающее в себя редактор кода, компилятор и модуль передачи прошивки в плату.
Теоретические сведения о платформе Arduino
Плата Arduino состоит из микроконтроллера Atmel AVR (ATmega328P и ATmega168 в новых версиях и ATmega8 в старых), а также элементов обвязки для программирования и интеграции с другими схемами. На многих платах присутствует линейный стабилизатор напряжения +5В или +3,3В. Тактирование осуществляется на частоте 16 или 8 МГц кварцевым резонатором (в некоторых версияхкерамическим резонатором). В микроконтроллер предварительно прошивается загрузчик BootLoader, поэтому внешний программатор не нужен.
На концептуальном уровне все платы программируются через RS-232 (последовательное соединение), но реализация этого способа отличается от версии к версии. Плата Serial Arduino содержит простую инвертирующую схему для конвертирования уровней сигналов RS-232 в уровни ТТЛ, и наоборот. Текущие рассылаемые платы, например, Diecimila, программируются через USB, что осуществляется благодаря микросхеме конвертера USB-to-Serial FTDI FT232R. В версии платформы Arduino Uno в качестве конвертера используется микроконтроллер Atmega8 в SMD-корпусе. Данное решение позволяет программировать конвертер так, чтобы платформа сразу определялась как мышь, джойстик или иное устройство по усмотрению разработчика со всеми необходимыми дополнительными сигналами управления. В некоторых вариантах, таких как Arduino Mini или неофициальной Boarduino, для программирования требуется подключение отдельной платы USB-to-Serial или кабеля.
Платы Arduino позволяют использовать большую часть I/O выводов микроконтроллера во внешних схемах. Например, в плате Diecimila доступно 14 цифровых входов/выходов, 6 из которых могут выдавать ШИМ сигнал, и 6 аналоговых входов. Эти сигналы доступны на плате через контактные площадки или штыревые разъемы. Также доступны несколько видов внешних плат расширения, называемых «англ. shields» (дословно: «щиты»), которые присоединяются к плате Arduino через штыревые разъёмы.
Интегрированная среда разработки Arduino -- это кроссплатформенное приложение на Java, включающее в себя редактор кода, компилятор и модуль передачи прошивки в плату.
Среда разработки основана на языке программирования Processing и спроектирована для программирования новичками, не знакомыми близко с разработкой программного обеспечения. Язык программирования аналогичен используемому в проекте Wiring. Строго говоря, это C++, дополненный некоторыми библиотеками. Программы обрабатываются с помощью препроцессора, а затем компилируется с помощью AVR-GCC.
Среда разработки Arduino состоит из встроенного текстового редактора программного кода, области сообщений, окна вывода текста(консоли), панели инструментов с кнопками часто используемых команд и нескольких меню. Для загрузки программ и связи среда разработки подключается к аппаратной части Arduino.
Программа, написанная в среде Arduino, называется скетч. Скетч пишется в текстовом редакторе, имеющем инструменты вырезки/вставки, поиска/замены текста. Во время сохранения и экспорта проекта в области сообщений появляются пояснения, также могут отображаться возникшие ошибки. Окно вывода текста(консоль) показывает сообщения Arduino, включающие полные отчеты об ошибках и другую информацию. Кнопки панели инструментов позволяют проверить и записать программу, создать, открыть и сохранить скетч, открыть мониторинг последовательной шины.
Интегрированная среда разработки Arduino -- это кроссплатформенное приложение на Java, включающее в себя редактор кода, компилятор и модуль передачи прошивки в плату.
Среда разработки основана на языке программирования Processing и спроектирована для программирования новичками, не знакомыми близко с разработкой программного обеспечения. Язык программирования аналогичен используемому в проекте Wiring.
Строго говоря, это C++, дополненный некоторыми библиотеками. Программы обрабатываются с помощью препроцессора, а затем компилируется с помощью AVR-GCC.
Рис.3 Соединяем все резисторы с PIN 2
Принцип работы девайса: действие сенсоров основано на измерении емкости клавиш, которую мы изменяем своим прикосновением.
Каждой клавише соответствует свой вывод на плате Arduino. Также один вывод задействован как общий для всех клавиш и еще один для динамика.
Это значит, что если у нас плата с 20 выводами, 14 из которых цифровые и 6 аналоговые, мы можем создать пианино с 20 клавишами. Если же у вас Arduino Mega или другая плата с большим числом выводов можно смело делать больше клавиш!
Шаг 4. Здесь понадобятся ваши навыки владения паяльником.
Теперь берем все получившееся и крепим на подложку.
Рис.8 Приклеиваем на токонепроводящую поверхность
Вы сначала хотите собрать все части вам нужно для проекта: * Ан Arduino (или Arduino-совместимый) микроконтроллера доска.
* Любая плата Arduino должно работать: Uno, Леонардо, Мега, Pro Mini и т.д.
* Восемь 2,2 МОм (2.2 МОм) резисторы
* Где-то между 1 МОм и 4,7 МОм должны работать
* Вам нужно один резистор за фортепиано ключ
* 2.2 МОм резистор имеет цветовой код Красного-красно-зеленый или красный-красный-черный-желтый
* Некоторые запасные провода или соединительные кабели
* поверхности на ленту ваши ключи к
* Мы использовали лома кусок картона, но это может быть все что угодно, даже сам настольный! Оборудование, которое вам может понадобиться: * Паяльник и припой
* Вы, наверное, можете обойтись без утюга, обернув провода вместе вместо пайки, но связь не будет столь же надежной
* ножницы, чтобы вырезать алюминиевую фольгу и ленту
Установка драйверов для Arduino Uno на Windows7, Vista или XP
· Подключите вашу плату и подождите, пока Windows начнет процесс установки драйвера. Через некоторое время, несмотря на все её попытки, процесс закончится безрезультатно.
· Нажмите на кнопку ПУСК и откройте Панель управления.
· В панели управления перейдите на вкладку Система и безопасность (System and Security). Затем выберите Система. Когда откроется окно Система, выберите Диспетчер устройств (Device Manager).
· Обратите внимание на порты (COM и LPT). Вы увидите открытый порт под названием «Arduino UNO (COMxx)».
· Щелкните на названии «Arduino UNO (COMxx)» правой кнопкой мышки и выберите опцию «Обновить драйвер» (Update Driver Software).
· Кликните "Browse my computer for Driver software".
· Для завершения найдите и выберите файл драйвера для Uno - «ArduinoUNO.inf», расположенный в папке Drivers программного обеспечения для Arduino (не в подкаталоге «FTDI USB Drivers»).
· На этом Windows закончит установку драйвера.
Установка драйверов для Arduino Duemilanove, Nano или Diecimila в Windows7, Vista или XP
Когда вы подключите плату к компьютеру, Windows запустит процесс установки драйвера (если до этого вы не подключали к компьютеру плату Arduino).
В Windows Vista драйвер скачается и установится автоматически (это действительно работает!)
В Windows XP откроется Мастер установки нового оборудования (Add New Hardware wizard).
· На вопрос «Подключиться к узлу Windows Update для поиска программного обеспечения? (Can Windows connect to search for software?)» выберите ответ «Нет, не в этот раз (No, not this time)». Нажмите «Далее».
· Выберите «Установить из списка или указать местонахождение (Advanced) (Install from a list or specified location (Advanced))» и нажмите «Далее».
· Убедитесь, что выбрано «Искать наиболее подходящий драйвер в указанном месте (Search for the best driver in these locations)»; снимите флажок «Искать на съемных носителях (Search removable media)»; выберите «Добавить область поиска (Include this location in the search)» и укажите папку drivers/FTDI USB Drivers в дистрибутиве Arduino. (Последнюю версию драйвера можно найти на FTDI веб-сайте). Нажмите «Далее».
· Мастер начнет поиск и затем сообщит вам, что обнаружен «USB Serial Converter». Нажмите «Готово (Finish)».
· Снова появится мастер установки нового оборудования. Выполните все те же шаги с теми же опциями и указанием того же пути для поиска. На этот раз будет обнаружен «USB Serial Port».
Проверить, что драйвера действительно установлены можно, открыв Диспетчер устройств (Windows Device Mananger) (он находится во вкладке Оборудование(Hardware) панели Свойства системы(System)). Найдите «USB Serial Port» в разделе «Порты (Ports)» - это и есть плата Arduino.
- Дважды щелкните на приложении для Arduino.
Откройте мгновенный пример скетча «LED» по адресу: File > Examples > 1.Basics > Blink.
В этом руководстве предполагается, что вы используете Arduino Uno, Arduino Duemilanove, Nano или Diecimila.
Вам потребуется также кабель стандарта USB (с разъемами типа USB-A и USB-B): такой, каким, к примеру, подключается USB-принтер. (Для Arduino Nano вам потребуется вместо этого кабель с разъемами А и мини-В).
Рис.10 Плата Arduino uno Рис.11 USB кабель
После окончания загрузки распакуйте скачанный файл. Убедитесь, что не нарушена структура папок. Откройте папку двойным кликом на ней. В ней должны быть несколько файлов и подкаталогов.
Arduino Uno, Mega, Duemilanove и Arduino Nano получают питание автоматически от любого USB-подключения к компьютеру или другому источнику питания. При использовании Arduino Diecimila убедитесь, что плата сконфигурирована для получения питания через USB-подключение. Источник питания выбирается с помощью маленького пластикового джампера, надетого на два из трех штырьков между разъемами USB и питания. Проверьте, чтобы он был установлен на два штырька, ближайших к разъему USB.
Подсоедините плату Arduino к вашему компьютеру, используя USB-кабель. Должен загореться зеленый светодиод питания, помеченный PWR.
Установка драйверов для Arduino Uno на Windows7, Vista или XP:
· Подключите вашу плату и подождите, пока Windows начнет процесс установки драйвера. Через некоторое время, несмотря на все её попытки, процесс закончится безрезультатно.
· Нажмите на кнопку ПУСК и откройте Панель управления.
· В панели управления перейдите на вкладку Система и безопасность (System and Security). Затем выберите Система. Когда откроется окно Система, выберите Диспетчер устройств (Device Manager).
· Обратите внимание на порты (COM и LPT). Вы увидите открытый порт под названием «Arduino UNO (COMxx)».
· Щелкните на названии «Arduino UNO (COMxx)» правой кнопкой мышки и выберите опцию «Обновить драйвер» (Update Driver Software).
· Кликните "Browse my computer for Driver software".
· Для завершения найдите и выберите файл драйвера для Uno - «ArduinoUNO.inf», расположенный в папке Drivers программного обеспечения для Arduino (не в подкаталоге «FTDI USB Drivers»).
· На этом Windows закончит установку драйвера.
Установка драйверов для Arduino Duemilanove, Nano или Diecimila в Windows7, Vista или XP:
Когда вы подключите плату к компьютеру, Windows запустит процесс установки драйвера (если до этого вы не подключали к компьютеру плату Arduino).
В Windows Vista драйвер скачается и установится автоматически (это действительно работает!)
В Windows XP откроется Мастер установки нового оборудования (Add New Hardware wizard).
· На вопрос «Подключиться к узлу Windows Update для поиска программного обеспечения? (Can Windows connect to search for software?)» выберите ответ «Нет, не в этот раз (No, not this time)». Нажмите «Далее».
· Выберите «Установить из списка или указать местонахождение (Advanced) (Install from a list or specified location (Advanced))» и нажмите «Далее».
· Убедитесь, что выбрано «Искать наиболее подходящий драйвер в указанном месте (Search for the best driver in these locations)»; снимите флажок «Искать на съемных носителях (Search removable media)»; выберите «Добавить область поиска (Include this location in the search)» и укажите папку drivers/FTDI USB Drivers в дистрибутиве Arduino. (Последнюю версию драйвера можно найти на FTDI веб-сайте). Нажмите «Далее».
· Мастер начнет поиск и затем сообщит вам, что обнаружен «USB Serial Converter». Нажмите «Готово (Finish)».
· Снова появится мастер установки нового оборудования. Выполните все те же шаги с теми же опциями и указанием того же пути для поиска. На этот раз будет обнаружен «USB Serial Port».
Проверить, что драйвера действительно установлены можно, открыв Диспетчер устройств (Windows Device Mananger) (он находится во вкладке Оборудование(Hardware) панели Свойства системы(System)). Найдите «USB Serial Port» в разделе «Порты (Ports)» - это и есть плата Arduino.
Дважды щелкните на приложении для Arduino
Откройте мгновенный пример скетча «LED» по адресу: File > Examples > 1.Basics > Blink.
Arduino пример моргания светодиодом
Вам нужно выбрать пункт в меню Tools > Board menu, соответствующий вашей плате Arduino.
Arduino выбор платы для подключения
Для Duemilanove Arduinoплат с ATmega328 (проверьте на плате надпись на микросхеме) выберите Arduino Duemilanove или Nano с ATmega328. Вначале платы Arduino выпускались с ATmega168; для них выберите Arduino Diecimila, Duemilanove, или Nano с ATmega168. Подробно о пунктах меню платы можно прочитать на странице «Среда разработки».
Выберите устройство последовательной передачи платы Arduino из меню Tools | Serial Port. Вероятно, это будет COM3 или выше (COM1 и COM2 обычно резервируются для аппаратных COM-портов). Чтобы найти нужный порт, вы можете отсоединить плату Arduino и повторно открыть меню; пункт, который исчез, и будет портом платы Arduino. Вновь подсоедините плату и выберите последовательный порт.
Теперь просто нажмите кнопку «Upload» в программе - среде разработки. Подождите несколько секунд - вы увидите мигание светодиодов RX и TX на плате. В случае успешной загрузки в строке состояния появится сообщение «Done uploading (Загрузка выполнена)».
Существует множество микроконтроллеров и платформ для осуществления «physical computing». Parallax Basic Stamp, Netmedia's BX-24, Phidgets, MIT's Handyboard и многие другие предлагают схожую функциональность. Все эти устройства объединяют разрозненную информацию о программировании и заключают ее в простую в использовании сборку. Arduino, в свою очередь, тоже упрощает процесс работы с микроконтроллерами, однако имеет ряд преимуществ перед другими устройствами для преподавателей, студентов и любителей:
Низкая стоимость - платы Arduino относительно дешевы по сравнению с другими платформами. Самая недорогая версия модуля Arduino может быть собрана в ручную, а некоторые даже готовые модули стоят меньше 50 долларов.
Кросс-платформенность - программное обеспечение Arduino работает под ОС Windows, Macintosh OSX и Linux. Большинство микроконтроллеров ограничивается ОС Windows.
Простая и понятная среда программирования - среда Arduino подходит как для начинающих пользователей, так и для опытных. Arduino основана на среде программирования Processing, что очень удобно для преподавателей , так как студенты работающие с данной средой будут знакомы и с Arduino.
Программное обеспечение с возможностью расширения и открытым исходным текстом - ПО Arduino выпускается как инструмент, который может быть дополнен опытными пользователями. Язык может дополняться библиотеками C++. Пользователи, желающие понять технические нюансы, имеют возможность перейти на язык AVR C на котором основан C++. Соответственно, имеется возможность добавить код из среды AVR-C в программу Arduino.
Аппаратные средства с возможностью расширения и открытыми принципиальными схемами - микроконтроллеры ATMEGA8 и ATMEGA168 являются основой Arduino. Схемы модулей выпускаются с лицензией Creative Commons, а значит, опытные инженеры имеют возможность создания собственных версий модулей, расширяя и дополняя их. Даже обычные пользователи могут разработать опытные образцы с целью экономии средств и понимания работы.
В данном курсовом проекте рассказывается в общем про Arduino , рассказывается про среды разработки, несколько Prt SCr с программ разработки, написание кода, графический вид схемы кодовый замок на Arduino Uno.
микроконтроллер платформа arduino схема
1. К. Гленн Системное администрирование в школе, вузе, офисе. - М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2008. - (Серия «Элективный курс. Профильное обучение»).
2. Н. В. Максимов, И. И. Попов Компьютерные сети: учебное пособие для студентов учреждений среднего профессионального образования. - М.: Форум, 2008.
3. В. Олифер, Н. Олифер Основы компьютерных сетей. - СПб.: ПИТЕР, 2009. - (Серия «Учебное пособие»).
4. Введение в Телекоммуникационные технологии / Под ред. В.И. Журавлева. - М., 2010. - 239 с.
5. Пилиповский В.Я. Требования к личности техника в условиях высокотехнологического общества // Наука и техника. - 2007. - № 5. - С. 97-103.
6. Петражицкий Л.И. Техника научного самообразования // Татьянин день. - 2013. - №3(23). - авг. - С. 8-10.
7. Иванов Ф.Ф, Петров В.В., Сидоров Т.Т., Соловьева А.А. Электронный журнал "Исследовано в России", 3, 2008. http://zhurnal.mipt.rssi.ru/articles/1998/003.pdf
8. Майоров В. Г., Гаврилов А. И. Практический курс программирования микропроцессорных систем // Машиностроение. 2009
9. Фрибель В., Ролоф Х., Шиллер Х. Программирование микропроцессоров // Энергоиздат. 2009
Упрощенная модель системы регулировки. Стандартный конструктив Ардуино с платами расширения. Внешний вид Ардуино Uno. Среда разработки Arduino. Встроенный текстовый редактор программного кода. Программа управления шаговым двигателем в однофазном режиме. курсовая работа [4,5 M], добавлен 02.06.2015
Принципы работы цифрового компаса HMC5883L, платы Arduino UNO. Особенности шины I2C, ее недостатки и преимущества. Программа Fritzing, ее значение для построения схемы подключения цифрового компаса к Arduino UNO. Согласование уровней выхода со входом. курсовая работа [1,4 M], добавлен 30.03.2014
Особенности микроконтроллеров AVR семейства Mega. Работа ЖК-индикатора на твист-эффекте при напряжениях. Виды и параметры аккумуляторов, их сравнительный анализ. Описание структурной и принципиальной схемы лабораторного стенда отладочного модуля. курсовая работа [961,3 K], добавлен 13.02.2016
Опис актуальності завдання та область використання мікросхеми Arduino UNO. Особливості дослідження, проектування і розробки схем. Тахометр як прилад для вимірювання частоти обертання валів машин і механізмів. Перелік елементів адаптера інтерфейсу RS-232. курсовая работа [2,9 M], добавлен 19.07.2014
Понятие и виды микроконтроллеров. Особенности программирования микропроцессорных систем, построение систем управления химико-технологическим процессом. Изучение архитектуры микроконтроллера ATmega132 фирмы AVR и построение на его основе платформы Arduino. курсовая работа [1,9 M], добавлен 13.01.2011
Классификация электромагнитных подвесов. Построение математической модели стенда. Программная реализация пропорционально-интегрально-дифференциального регулятора. Описание микроконтроллера ATmega 328 и платы Arduino. Сборка и ввод стенда в эксплуатацию. дипломная работа [2,6 M], добавлен 09.06.2014
Характеристика и способы работы с электронными таблицами Microsoft Excel, а именно выполнение расчетных операций, ввода формул, округления и мастер функций. Работа с меню и запросами в Windows, завершение его работы. Органы управления различными окнами. контрольная работа [5,1 M], добавлен 20.10.2009
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Проект пианино на Arduino курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Реферат: Ипотечное кредитование 18
Реферат: Historical Analysis Of One Of Emily Dickinson
Дипломная работа по теме Вокально-двигательные разминки как условие развития эмоциональной отзывчивости у старших дошкольников на музыкальных занятиях
Курсовая работа по теме Функционирование английского глагола GET в плане его полисемии
Эссе На Тему Благотворительность В Наше Время
Эссе На Тему Вода Источник Жизни
Направленность Личности Диссертация
Реферат: Оценка качества товаров. Скачать бесплатно и без регистрации
Дипломная работа по теме Т. Боккалини и его время
Список Направлений Тем Итогового Сочинения
Курсовая Работа На Тему Экономика Эстонии И Латвии
Пиво Эссе Калории
Курсовая Работа По Гражданскому Праву Дееспособность Граждан
Реферат: The Robber Bride Essay Research Paper Depending
Реферат по теме Міжнародний лізинг в системі світогосподарських зв'язків
Реферат: Политическое развитие и модернизация
Реферат: История МакДоналд. Скачать бесплатно и без регистрации
Образ Веры Шеиной В Гранатовом Браслете Сочинение
Реферат: Виды и характеристика соучастников преступления в уголовном праве. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая работа: Международное разделение труда специфика, формы и тенденции развития
Договор комиссии - Государство и право реферат
Предмет, метод и источники хозяйственного права - Государство и право реферат
Оценка доказательств в уголовном процессе - Государство и право курсовая работа