Bevezetés

Az Arduino Sensor Kit kiváló eszköz az Arduino UNO (LEONARDO) kártyával rendelkező, a témával ismerkedő, vagy saját D.I.Y. projektjeiket tesztelni vágyók részére. A készlettel minimális vezetékelést követően kipróbálhatók a különböző érzékelők és aktuátorok (beavatkozó elemek). Ezt nagyban segítik az elemekhez készített rövid mintaprogramok.

A Sensor Kit tíz izgalmas ún. „Grove” modult tartalmaz (részletek a cikk végén, a FÜGGELÉK-ben!), amelyek külön-külön is használhatók, vagy kombinálhatók összetettebb projektek készítéséhez. Az összes modul Grove csatlakozót használ, amely aztán egy illesztőpanel(„Base Shield”) segítségével néhány másodperc alatt csatlakoztatható az Arduino UNO-hoz. Ezt követően az Arduino IDE-n keresztül azonnal programozható az összeállítás.

Mit tartalmaz az Arduino Sensor Kit?

  • 1 illesztőpanel
  • 4 digitális modul: LED, nyomógomb, zümmer és egy forgásszög-érzékelő potenciométer
  • 5 analóg modul: fény, hang, nyomásmérő, hőmérséklet, páratartalom és gyorsulásmérő
  • 1 OLED kijelző

Arduino Sensorkit készlet

Az illesztő panel

Az illesztőpanelt úgy tervezték, hogy az alkalmazott Arduino UNO vagy LEONARDO tetejére illeszkedjen a szabványos tűs csatlakozók segítségével.A panel további 16db úgynevezettGrove csatlakozóval van felszerelve, amiken keresztül az alkalmazott Arduino panel analóg, digitális, illetve I2C csatornái érhetők el. Az illesztő panel a következő I/O pontokat vezeti ki Grove csatlakozókra:

  • 7x digitális I/O – D2, D3, D4, D5, D6, D7
  • 4x analóg bemenet – A0, A1, A2, A3
  • 4x I2C csatlakozó
  • 1x UART csatlakozó

Ezen kívül az UNO/LEONARDO összes csatlakozási pontja továbbra is elérhető jumperkábelek segítségével.

Arduino Sensorkit készlet elemei

  • Grove csatlakozós gomb – nyomógomb, amely lehet HIGH vagy LOW logikai szintet szolgáltat.
  • Grove csatlakozós potenciométer – változtatható ellenállás, amely a gombjának elforgatásával növeli vagy csökkenti az ellenállást.
  • Grove csatlakozós Red LED – egyszerű LED, amely bekapcsolható, kikapcsolható vagy dimmelhető (fényerő szabályzás).
  • Grove csatlakozós Buzzer – piezo hangszóró, egyszerű hangjelzés előállítására szolgál.
  • Grove csatlakozós OLED kijelző 0,96″–OLED kijelző, amelyre értékek vagy üzenetek küldhetők. I2C protokoll segítségével kommunikál.
  • Grove csatlakozós fényérzékelő – egy fotoellenállás, értéke a fényerősséggel arányos.
  • Grove csatlakozós hangérzékelő – egy apró mikrofon, amely a hangerősséget méri.
  • Grove csatlakozós légnyomásérzékelő (BMP280) – a légnyomást méri, I2C protokoll segítségével kommunikál. Hőmérséklet és páratartalom értéket is szolgáltat.
  • Grove csatlakozós hőmérséklet- és páratartalom érzékelő – egyszerre méri a hőmérsékletet és a páratartalmat.
  • Grove csatlakozós gyorsulásmérő–X, Y, Z tengely menti elmozdulást figyelő érzékelő, amelyet a mozgás érzékelésére használnak.

Tananyagok

A készlet 10 bemutató programot, „leckét” tartalmaz, amelyek megtanítják, hogyan kell a különböző modulokat csatlakoztatni, hogyan működnek és hogyan lehet őket programozni. A leckék a Plug-Sketch-Play (csatlakoztasd, programozd, alkalmazd) megközelítést követik, amely lehetővé teszi a modulok gyors programozását és működésük megértését. A Plug megmutatja, hogyan kell csatlakoztatni az alkatrészeket, a Sketch leírja a feltöltendő programot, a Play pedig alkalmazási példákat mutat be.

Megjegyzés: Az érzékelőkészlet bemutató programjai referenciaként használhatók, és tetszőleges sorrendben alkalmazhatók.

További szükséges eszközök

A Grove modulokon és az illesztőpanelen kívül a következő Arduino eszközökre lesz szükség a projektek elkészítéséhez:

  • Egy Arduino panel (UNO vagy LEONARDO)
  • Arduino fejlesztői környezet
  • Arduino Sensor Kit könyvtár

Az Arduino Uno nem szerepel az ún. alap csomagban, csak a Bundle verzióban!

Programozáshoz javasoljuk az ingyenes, hivatalos Arduino IDE felületet, amin keresztül a szükséges Sensor Kit könyvtár letölthető, valamint ahonnan a mintaprogramok is feltölthetők.

A szükséges Sensor Kit könyvtár

Az Arduino Sensor Kit könyvtár egy ún. „kötegelt” könyvtár, amely lehetővé teszi a gyorsulásmérővel, a légnyomásérzékelővel, a hőmérséklet érzékelővel és az OLED kijelzővel való munkát. Ez a könyvtár könnyen használható API-kat biztosít, amelyek segítik a kiválasztott modulok programozását.

Telepítés:

Az IDE-programban nyissuk meg a Könyvtárkezelőt az Eszközök > Könyvtárak kezelése menüpontban, majd keressük meg az Arduino Sensor Kit könyvtárat, és telepítsük!

Arduino Sensorkit könyvtár telepítése

A Szenzor Kit használata

1.: Az illesztőpanel csatlaskoztatása

Távolítsuk el a Grove illesztőpanelt és a szükséges modulokat a tartókeretről. A modulok és az illesztőpanel a tartókereten is működőképesek, ilyenkor a keret nyomtatott áramköri vezetékei biztosítják az összeköttetést. Csatlakoztassuk a panelt az Arduino-hoz, illetve a kontrollert a számítógéphez.

2.: Szenzormodulok csatlakoztatása

Első projektként próbáljuk meg a Grove Red LED modult a Grove Button modullal vezérelni! Csatlakoztassuk egy Grove kábel egyik végét a Grove Red LED modulhoz, a másik végét pedig a Grove alappanel D6-os csatlakozójához. Hasonlóképpen csatlakoztassuk a Grove Button modult a D4-es csatlakozóhoz.

Megjegyzés: Ha nem vettük ki a modulokat a tartókeretből, akkor nem kell a Grove-kábelekkel csatlakoztatnia őket. Ilyenkor a modulok már a keret nyomtatott áramköri vezetékelésén keresztül csatlakoztatva vannak az illesztőpanelhez.

3.: Programozás

A fenti összeállítás kipróbálásához csatlakoztassuk az alkalmazott Arduino-t egy számítógéphez, és töltsük le a szükséges sketch fájlt! Ezt az IDE programban a:

File > Examples > Arduino Sensor Kit > Plug_Sketch_Play

elérési út mentén tudjuk megtenni.

Ahhoz, hogy egy sketch fájlt feltöltsünk egy Arduino kontrollerre, először is csatlakoztatnunk kell a kártyát, majd az Eszközök > Port gombra kattintva ki kell választanunk a megfelelő portot.

Az Arduino IDE program bal felső sarkában két gomb található, a Verify (Ellenőrzés) és az Upload (Feltöltés). Először a Verify gombot(✓) nyomjuk meg a fordításhoz. Ha a fordítás sikeres, kattintsunk a feltöltés gombra (→).

A Sketch feltöltése után nyomjuk meg a gombot Grove modulon a LED bekapcsolásához, illetve engedjükfel a kikapcsoláshoz. Elég egyszerű, igaz? Hasonló módon könnyen csatlakoztathatunk más Grove modulokat is, és programozhatja őket az Arduino IDE felületen. A továbbiakban megvizsgáljuk a többi modul csatlakoztatását, programozásátilletve használatát.

Függelék

Mi a Grove rendszer?

A Grove egy moduláris, szabványosított csatlakozórendszer aminek használatával könnyen tudunk áramköri összeállításokat tesztelni, illetve prototipusokat készíteni. A Grove az elektronika összeszerelésének építőelemes, moduláris módszerét alkalmazza. A jumperkábel – breadboard illetve forrasztás alapú rendszerekhezhez képest könnyebb a csatlakoztatás, kísérletezés és építés, lerövidítve a fejlesztés időtartamát.

A Grove modulok csatlakozóinak lábkiosztása

A modulok kábele 4 színű.

  • pin 1 – Sárga (SCL az I2C Grove csatlakozókon, Digitális I/O 1. csatorna, Analóg I 1. csatorna, UART:RX )
  • pin 2 – Fehér (SDA az I2C Grove csatlakozókon, Digitális I/O 2. csatorna, Analóg I 2. csatorna, UART:TX )
  • pin 3 – Piros – VCC minden Grove csatlakozónál.
  • pin 4 – Fekete – GND minden Grove-csatlakozónál.

A Grove modulok méretei

A cikkben bemutatott Arduino Sensor Kit megvásárolható a MálnaPC Webshopjában!