Arbeiten mit dem Arduino Education Shield

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1 Arbeiten mit dem Arduino Education Shield Inhaltsverzeichnis 1 Einführung Arduino UNO Übersicht UNO Board Der Education Shield SW Download SW Download aus ATMEL Studio Serielles Interface Arduino USB COM Port Terminal Programm... 7

2 1 Einführung 1.1 Arduino UNO Die Arduino Plattform ist eine erfolgreiche Mikrokontroller Plattform mit vielen Einsatzmöglichkeiten und Erweiterungen. Das erste Board wurde 2005 von Massimo Banzi und David Cuartielles entwickelt. Arduino bietet eine Programmieroberfläche mit einer umfassenden und einfach zu handhabenden Bibliothek. Auf dieser Oberfläche können mit wenig Aufwand schnell Embedded Programme realisiert werden. In der Arduino Umgebung nennt man diese Programme "Sketches". Eigentlich sind diese "Sketches" aber nicht anders als C++ Programme, welche zusammen mit der Adruino Bibliothek und der darunterliegenden GNU C/C++ Bibliothek für AVR Prozessoren mittels dem AVR GNU C++ Compiler hergestellt werden. Informationen zu Arduino: Einige Vorteile der Arduino Plattform: Der eigesetzte Mikrokontroller ATMEGA 328P ist optimal für viele kleine Anwendungen. Die Plattform ist transparent und gut dokumentiert. Kostengünstig USB Interface und direkte Speisung über USB, kein Netzteil nötig Kleine Abmessungen In unserem Kurs wollen wir aber nicht die Arduino Library benutzen. Das UNO Board ist einfach unsere HW Plattform mit einem Microkontroller ATMEGA 328P. Wir werden den UNO aus dem ATMEL Studio direkt mit C Programmen programmieren. 1.2 Übersicht UNO Board 7..12V Recommended PC6 (RESET) PB6/PB7 = CLK 16Mhz PD0 PC0 (ADC0 / PCINT8) PC1 (ADC1/PCINT9) PC2 (ADC2/PINT10) PC3 (ADC3/PCINT11) PC4 (ADC4/TWI:SDA/PCINT12) PC5 (ADC5/TWI:SCL/PCINT13) PD0 PD1 PB5 To USB GND PB5 (SCK/PCINT5) PB4 (MISO/PCIN4) PB3 (MOSI/OC2A/PCINT2) PB2 (SPI SS/OC1B/PCINT2) PB1 (OC1A/PCINT1) PB0 (ICP1/CLKO/PCINT0) PD7 (AIN1/PCINT23) PD6 (AIN0/OC0A/PCINT22) PD5 (T1/OC0B/PCINT21) PD4 (XCK/T0/PCINT20) PD3 (INT1/OC2B/PCINT19) PD2 (INT0/PCINT18) PD1 (TxD/PCINT17) PD0 (RxD/PCINT16) Michael Huwyler / 02 / ArduinoEducationShield.docx 2 / 8

3 2 Der Education Shield 2.1 Übersicht Das Education Shield bietet folgende Möglichkeiten: 4 Digit 7 Segment Anzeige, seriell angesteuert 3 Taster Buzzer Potentiometer 4 LEDs Interface für Temperaturfühler LM36 / DS Schema 7..12V Recommended PC6 (RESET) PB6/PB7 = CLK 16Mhz PD0 PD0 PD1 PC0 (ADC0 / PCINT8) PC1 (ADC1/PCINT9) PC2 (ADC2/PINT10) PC3 (ADC3/PCINT11) PC4 (ADC4/TWI:SDA/PCINT12) PC5 (ADC5/TWI:SCL/PCINT13) PB5 To USB PB5 (SCK/PCINT5) PB4 (MISO/PCIN4) PB3 (MOSI/OC2A/PCINT2) PB2 (SPI SS/OC1B/PCINT2) PB1 (OC1A/PCINT1) PB0 (ICP1/CLKO/PCINT0) PD7 (AIN1/PCINT23) PD6 (AIN0/OC0A/PCINT22) PD5 (T1/OC0B/PCINT21) PD4 (XCK/T0/PCINT20) PD3 (INT1/OC2B/PCINT19) PD2 (INT0/PCINT18) PD1 (TxD/PCINT17) PD0 (RxD/PCINT16) Michael Huwyler / 02 / ArduinoEducationShield.docx 3 / 8

4 2.3 SW Template In der ZIP Datei "EducationShieldSW" steht ihnen eine C Test Software und 2 Libraries zur Verfügung. LibraryShield: ADC Funktionen / 7 Segment Display Funktionen / Portinitialisierung LibraryUart: Eine Library für die serielle Kommunikation Michael Huwyler / 02 / ArduinoEducationShield.docx 4 / 8

5 3 SW Download 3.1 SW Download aus ATMEL Studio Bemerkung: Damit der Download funktioniert muss vorgängig der FTDI USB Driver installiert werden. Siehe Kapitel 4.1. Kopieren sie die ZIP Datei "AVRDUDE" nach C:\Program Files (x86)\. Extrahieren sie das ZIP File dort. Es entsteht der Ordner "AVRDUDE". Im ATMEL Studio, öffnen sie "Tools" external Tools: Passen sie Title / Command / Arguments entsprechend ihren Pfaden an. Siehe auch "notes.txt" welches im Ordner AVRDUDE liegt. Title: Wählen sie einen beliebigen Titel für den Download Command: C:\Program Files (x86)\avrdude\avrdude.exe Arguments: -C "C:\Program Files (x86)\avrdude\avrdude.conf" -p atmega328p -c arduino -P COM10 -b U flash:w:"$(projectdir)debug\$(targetname).hex":i Selektieren sie auch "Use Output window". Jetzt können sie ihre Software mit dem Befehl: Tools, ArduinoUnoCOM10 programmieren. Michael Huwyler / 02 / ArduinoEducationShield.docx 5 / 8

6 4 Serielles Interface 4.1 Arduino USB COM Port Die Kommunikation zum Arduino erfolgt über ein serielles Interface (COM Port) und USB. Damit der PC mit dem Arduino Verbindung aufnehmen kann, muss dazu ein Driver installiert werden. Kopieren sie "FTDI Arduino USB Driver" lokal auf ihren PC und führen sie das folgende Programm aus: Driver: dpinst-amd64.exe Starten sie den Geräte Manager. Wenn der Driver installiert ist, erscheint ein neues COM Port. Setzen sie das COM Port wenn möglich auf COM10. Drücken sie dazu im Gerätemanager auf dem neuen COM Port die rechte Maustaste und wählen sie Eigenschaften und anschliessend den Reiter Anschlusseinstellungen, Erweitert. Wichtig ist, dass der COM Port nicht durch ein anderes Gerät belegt ist. Beim Arbeiten mit der VM empfielt es sich den Arduino erst an das USB Port anzuschliessen, wenn die VM hochgefahren ist. Überprüfen sie immer mit dem Geräte-Manager, dass der COM Port Treiber in Ordnung ist. Michael Huwyler / 02 / ArduinoEducationShield.docx 6 / 8

7 4.2 Terminal Programm Wenn der Arduino am PC über USB an einem COM Port angeschlossen ist, benötigen sie noch ein Terminalprogramm, um Text Ein/Ausgaben zu machen. Installieren sie das Programm "TeraTerm" auf ihrem PC. Nach der Installation, starten sie das Programm. Wählen sie "Serial": Stellen sie die Baud Rate auf (Setup/SerialPort) Wenn sie jetzt den Arduino mit dem Demoprogramm angeschlossen haben und Reset auf dem Arduino drücken, erscheint "Hello Multifunction Board". Michael Huwyler / 02 / ArduinoEducationShield.docx 7 / 8

8 Historie Dokument erstellt M. Huwyler Modifikation USB Driver M. Huwyler Michael Huwyler / 02 / ArduinoEducationShield.docx 8 / 8