Arduino dla zaawansowanych

Opis

Platforma Arduino to cudowne dziecko inżynierów, dzięki któremu świat elektroniki zyskał tysiące nowych entuzjastów. Skąd oni się wzięli? Dzięki Arduino nawet kompletny laik może zbudować atrakcyjny układ elektroniczny, który ułatwi mu życie. Jeżeli do tego dołożymy świetną dokumentację oraz środowisko przeznaczone specjalnie do tworzenia oprogramowania, to staje się jasne, dlaczego Arduino jest tak popularne.

Na rynku wydawniczym obecnych jest już kilka pozycji poświęconych Arduino, jednak zazwyczaj zawierają one zbiory projektów, które czytelnik może wykonać we własnym zakresie. Tymczasem jeżeli masz ambicję tworzyć nowatorskie rozwiązania, których nie spotkasz w sieci ani w książkach, musisz zdobyć zdecydowanie szerszą wiedzę. Ta książka Ci jej dostarczy. W trakcie lektury dowiesz się, jak wykorzystać sieci radiowe XBee, komunikować się z systemem Android oraz integrować Arduino z niestandardowymi układami, takimi jak Atmel. Ponadto dowiesz się, jak wykorzystać wiele platform Arduino do pracy nad jednym problemem. A potem nauczysz się tworzyć biblioteki dla Arduino i udostępniać je społeczności. W tym tkwi największa siła platformy!

Dowiedz się:

• jak zwiększyć wydajność Arduino
• jak zbudować sieć sensorową
• do czego wykorzystać moduły radiowe XBee
• jak stworzyć grę na Arduino

Spis treści

O autorach (11)

O korektorze merytorycznym (12)

Wprowadzenie (13)

Podziękowania (14)

Rozdział 1. Zmiany w rdzeniu Arduino 1.0.4 (15)

• Zmiany w środowisku programistycznym Arduino (15)
• Zmiany w szkicowniku (17)
• Aktualizacje interfejsu API (17)
• Funkcja pinMode (17)
• Zwracane typy danych (18)
• Typ uint_8 (18)
• Rdzeń Arduino API Core 1.0.4 (18)
• Biblioteka Arduino.h (18)
• Ulepszony obiekt Serial (19)
• Ulepszona klasa Stream (19)
• Klasa Print (20)
• Nowa klasa Printable (22)
• Ulepszona biblioteka String (22)
• Ulepszona biblioteka Wire (22)
• Ulepszona biblioteka HardwareSerial (23)
• Ulepszenia płyt i kompatybilność USB (23)
• Ulepszony program Avrdude (23)
• Nowa płyta Arduino Leonardo (23)
• Warianty płyt (25)
• Opcje programów ładujących zmienione na programatory (27)
• Nowe programy rozruchowe (27)
• Oprogramowanie wbudowane USB dla układu 16u2 (27)
• Podsumowanie (28)

Rozdział 2. Programowanie Arduino i kodowanie społecznościowe (29)

• Elementy kodowania społecznościowego i zarządzania projektem (30)
• Czym jest projekt i jak jest zorganizowany? (30)
• Kontrola wersji (33)
• Śledzenie spraw (33)
• Dokumentacja (34)
• Zarządzanie projektem w kodowaniu społecznościowym (34)
• Kontrola wersji w programach Git i GitHub (34)
• Czym jest program Git? (34)
• Instalacja programu Git (35)
• Narzędzia GitHub (35)
• Podstawowa kontrola wersji (36)
• Tworzenie własnego projektu (36)
• Edycja kodu i sprawdzanie zmian (38)
• Przebieg procesu (38)
• Podsumowanie: utworzenie własnego projektu (40)
• Podsumowanie: odgałęzienie innego projektu (41)
• Tworzenie żądania zmian (43)
• Jak uwzględniać żądania zmian (47)
• Czym jest zarządzanie sprawami? (50)
• Zarządzanie sprawami w systemie GitHub (50)
• Połączenie kontroli wersji z zarządzaniem zmianami (51)
• Dokumentacja (52)
• System GitHub wiki (52)
• Tworzenie stron (52)
• Składnia Markdown (54)
• Udostępnianie projektu społeczności Arduino (57)
• Odgałęzienie projektu Arduino (57)
• Jak zbudować środowisko programistyczne Arduino (58)
• Zasoby społeczności (59)
• Podsumowanie (59)

Rozdział 3. Oprogramowanie openFrameworks a Arduino (61)

• Od czego zacząć (62)
• Kod Arduino (62)
• Weryfikacja kodu (63)
• Funkcje Arduino do transmisji szeregowej (63)
• Konfiguracja openFrameworks (64)
• Połączenie z Arduino za pomocą openFrameworks (64)
• Weryfikacja kodu (66)
• Funkcje openFrameworks do transmisji szeregowej (67)
• Koduj raz dzięki Firmata i ofArduino (67)
• Konfiguracja protokołu Firmata (68)
• Sterowanie Arduino za pomocą openFrameworks (69)
• Weryfikacja kodu (71)
• Najważniejsze stałe wykorzystywane przez klasę ofArduino (71)
• Lista funkcji klasy ofArduino (71)
• Rozwijanie pomysłu (72)
• Zmiany w kodzie (73)
• Weryfikacja kodu (74)
• Inne pomysły do zrealizowania (74)
• Podsumowanie (75)

Rozdział 4. Narzędzia Android ADK (77)

• Urządzenia z systemem Android (78)
• Co należy sprawdzić (78)
• Kompatybilne urządzenia (78)
• Modyfikacje (79)
• Konfiguracja środowiska Arduino IDE (79)
• Tworzenie aplikacji w systemie Android (80)
• Szkic Arduino (84)
• Aplikacja Android ADK (85)
• Plik src/CH4.example.proArduino/CH4ExamplesActivity.java (89)
• Uzupełnienie szkieletu kodu (94)
• Uzupełnienie aplikacji (96)
• Arduino (100)
• Weryfikacja kodu (101)
• Interfejs SPI i protokół ADK (101)
• Podsumowanie (103)

Rozdział 5. Moduły radiowe XBee (105)

• Zakup modułów XBee (106)
• Prosty układ (107)
• Tryb transparentny (polecenia AT) (108)
• Konfiguracja modułu (108)
• Konfiguracja Arduino (109)
• Weryfikacja kodu (109)
• Tryb API (110)
• Konfiguracja modułu (110)
• Konstrukcja pakietów API (111)
• Wysyłanie poleceń (112)
• Wysyłanie danych (113)
• Pakiety żądań (114)
• Pakiety odpowiedzi (115)
• Odbiór i odsyłanie danych w Arduino (117)
• Oprogramowanie wbudowane urządzenia końcowego (121)
• Podsumowanie (123)

Rozdział 6. Symulacja czujników (125)

• Czujniki analogowe (126)
• Czytnik czujnika analogowego (126)
• Filtr dolnoprzepustowy (126)
• Weryfikacja kodu (128)
• Drabinka rezystorowa (128)
• Weryfikacja kodu (131)
• Czujniki cyfrowe (131)
• Czujniki PWM (131)
• Kod Graya (131)
• Czujniki szeregowe (135)
• Szeregowe wysyłanie danych (135)
• Weryfikacja kodu (137)
• Transmisja I2C (137)
• Rejestr TWRC (138)
• Rejestr TWAR (139)
• Rejestr TWDR (139)
• Rejestr TWSR (139)
• Wysyłanie danych magistralą I2C (139)
• Weryfikacja kodu (141)
• Podsumowanie (141)

Rozdział 7. Kontrolery PID (143)

• Obliczenia matematyczne (143)
• Część proporcjonalna (143)
• Część całkująca (144)
• Część różniczkująca (144)
• Suma wszystkich części (145)
• Czas (145)
• Konfiguracja kontrolera PID (146)
• Połączenia sprzętu (146)
• Weryfikacja kodu (147)
• Aplikacja PID Tuner (148)
• Porównanie kontrolerów PID, DEAD BAND oraz ON/OFF (149)
• Kontroler PID może sterować (150)
• Regulacja kontrolera (151)
• Biblioteka PID (152)
• Funkcje biblioteki PID (153)
• Dodatkowe materiały (154)
• Podsumowanie (154)

Rozdział 8. Sieci sensorowe Android (155)

• Budowa sieci sensorowej (156)
• Biblioteki openFrameworks (157)
• Kod Arduino (164)
• Aplikacja Android (171)
• Podsumowanie (178)

Rozdział 9. Zastosowanie Arduino z układami PIC32 i ATtiny Atmel (179)

• Arduino i niestandardowe środowiska (179)
• Środowisko MPIDE i platforma chipKIT PIC32 (180)
• Przykład: wykrywanie przedmiotów z zastosowaniem usługi Task Manager (182)
• Zastosowanie Arduino z rodziną układów ATtiny (188)
• Rodzina ATtiny 85/45/25 (189)
• Rodzina ATtiny 84/44/24 (190)
• Rodzina ATtiny 4313 oraz 2313 (190)
• Zastosowanie Arduino jako programatora systemowego (191)
• Projekt: pudełko otwierane szyfrem (192)
• Co robi to urządzenie (192)
• Lista materiałów (193)
• Podsumowanie (196)

Rozdział 10. Wieloprocesorowość: większa moc połączonych Arduino (197)

• Standard I2C (198)
• Standard SPI (199)
• Połączenie dwóch urządzeń (199)
• Konfiguracja urządzenia master SPI (202)
• Weryfikacja kodu (203)
• Wektory przerwań (203)
• Konfiguracja SPI za pomocą rejestrów (204)
• Weryfikacja kodu (207)
• Wiele urządzeń slave (208)
• Tryb master w rejestrze (208)
• Weryfikacja kodu (209)
• Dwubiegunowa symetryczna szyna danych (209)
• Kod SABB (210)
• Weryfikacja kodu (213)
• Połączenie urządzeń SABB i SPI (213)
• Migracja do płyty Mega (214)
• Zalecane praktyki montażowe (215)
• Podsumowanie (216)

Rozdział 11. Tworzenie gier dla Arduino (217)

• Gry odpowiednie dla Arduino (217)
• Prosta gra (218)
• Prototyp gry (219)
• Programowanie gry (220)
• Weryfikacja kodu (225)
• Nieuczciwe sztuczki (225)
• Lepszy wyświetlacz i grafika (225)
• Biblioteka Gameduino (226)
• Nowa gra Ułóż stos (227)
• Sztuka (229)
• Kodowanie gry Ułóż stos (231)
• Weryfikacja kodu (235)
• Dźwięki (236)
• Trochę efektów (237)
• Programowanie automatycznej gry (238)
• Ostatnie szlify (241)
• Materiały o arcade i innych grach (242)
• Podsumowanie (242)

Rozdział 12. Własne biblioteki dla Arduino (243)

• Co musisz wiedzieć, aby napisać własną bibliotekę (243)
• Utworzenie prostej biblioteki (245)
• Utworzenie biblioteki Motor (249)
• Anatomia folderu bibliotek Arduino (254)
• Folder przykładów (255)
• Licencja (255)
• Plik keywords.txt (255)
• Instalacja bibliotek Arduino (256)
• Użycie bibliotek Arduino (256)
• Obiekty Arduino i konwencje bibliotek (256)
• Podsumowanie (263)

Rozdział 13. Zestaw testowy Arduino (265)

• Instalacja zestawu testowego (266)
• Rozpoczęcie testów (268)
• Format wyniku testu Arduino (270)
• Szczegóły sekcji wyniku testu (270)
• Podstawowe funkcje zestawu testowego (271)
• Funkcja ATS_begin (271)
• Funkcja ATS_PrintTestStatus (272)
• Funkcja ATS_end (272)
• Użycie podstawowych funkcji (272)
• Wbudowane testy (273)
• Strategie testów płyt pochodnych od Arduino (273)
• Testowanie pamięci (274)
• Przykład: testowanie wycieku pamięci (277)
• Testowanie bibliotek (278)
• Test funkcji SPI.transfer() (284)
• Test funkcji setBitOrder() (284)
• Test funkcji setClockDivider() (285)
• Test funkcji setDataMode() (285)
• Wyniki testów biblioteki SPI (286)
• Podsumowanie (286)

Skorowidz (287)