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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}

67
Vorträge/arduino/kapitel/led_auf_shield.tex
View File

@ -28,17 +28,16 @@
% delay(1000);
%}
\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}
@ -66,13 +65,34 @@
\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
\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}
\begin{frame}
\frametitle{Das Shield -- Polung der LED}
\begin{columns}
\column[t]{.70\textwidth}
\begin{itemize}
\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 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}
\begin{center}
\includegraphics[width=\textwidth,height=0.4\textheight,keepaspectratio]
{bilder/led_polung.pdf} %grafik schematisch von brotbrett
\end{center}
\end{columns}
\end{frame}
\begin{frame}
\frametitle{Grundlagen -- LED anschließen}
@ -84,25 +104,6 @@
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}
\frametitle{Das Shield -- Polung der LED}
\begin{columns}
\column[t]{.70\textwidth}
\begin{itemize}
\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 \alert{Merkhilfe: \emph{K}athode/\emph{K}ante/\emph{k}urz}
\end{itemize}
\column[t]{.30\textwidth}
\begin{center}
\includegraphics[width=\textwidth,height=0.4\textheight,keepaspectratio]
{bilder/led_polung.pdf} %grafik schematisch von brotbrett
\end{center}
\end{columns}
\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]