От Arduino до Omega: платформы для мейкеров шаг за шагом. Яценков В
Артикул:
Book-031
Нет в наличии
- Описание
Описание
От Arduino до Omega: платформы для мейкеров шаг за шагом
| Автор | Яценков В. |
| Название | От Arduino до Omega: платформы для мейкеров шаг за шагом |
| Серия | Электроника |
| ISBN | 978-5-9775-3863-3 |
| Формат | 70×100/16, мягкая обложка |
| Объем | 304 |
| Тематика |
Технические науки, промышленность -> Электроника и схемотехника
|
Рассмотрен ряд современных программно-аппаратных платформ для любительского творчества. Отобраны платформы простые для понимания новичками, с низкой ценой стартового комплекта, но в то же время производительные и расширяемые, популярные в среде мейкеров, от школьников и студентов до руководителей кружков и преподавателей. Описаны современные онлайн-сервисы для разработки и макетирования любительских проектов Arduino Create и Autodesk Circuits.
Рассказано об обучающей платформе Arduino и среде Arduino IDE, однокристальной системе ESP8266, платформе для Интернета вещей NodeMCU и языке Lua, микрокомпьютере Omega2 и облачной среде Onion Cloud. Приведены примеры программ и авторских проектов полезных устройств, особое внимание уделено ошибкам и трудностям, с которыми сталкиваются новички. В файловом архиве на сайте издательства предоставлены исходные коды программ, чертежи печатных плат и принципиальных схем.
✔ Онлайн-лаборатория Autodesk Circuits
✔ Облачная среда разработки Arduino Create
✔ Платформа Arduino и среда Arduino IDE
✔ Платформа NodeMCU и язык Lua
✔ Микрокомпьютер Omega2 и его модули
✔ Облачная среда Onion Cloud
✔ Проекты Интернета вещей на основе ESP8266.
✔ Авторские проекты полезных устройств
Полное содержание
| Предисловие | 9 |
| Как работать с этой книгой? | 10 |
|
Глава 1. Платформы для творчества и обучения |
13 |
| 1.1. Не бойтесь экспериментировать! | 14 |
| 1.2. Совместимость на уровне периферии и протоколов | 16 |
| 1.3. Общие средства разработки и языки программирования | 16 |
| 1.4. Облачные сервисы обмена данными | 17 |
| 1.5. Онлайновые лаборатории и средства разработки | 18 |
|
Глава 2. Советы для начинающих |
19 |
| 2.1. Универсальные отладочные и макетные платы | 19 |
| 2.2. Монтажные провода для пайки | 23 |
| 2.3. Инструменты для подготовки проводов | 25 |
| 2.4. Источники питания | 26 |
| 2.4.1. Особенности питания от порта USB | 27 |
| 2.4.2. Сетевые источники питания | 28 |
| Линейные стабилизаторы напряжения | 28 |
| Смещение рабочего напряжения стабилизатора | 31 |
| Импульсные преобразователи напряжения | 31 |
| 2.4.3. Химические источники тока | 33 |
| Никель-кадмиевые аккумуляторы | 34 |
| Литиевые аккумуляторы | 35 |
| 2.5. Согласование логических уровней | 39 |
| 2.6. Интерфейсы обмена данными | 41 |
| 2.6.1. Последовательный интерфейс UART | 41 |
| 2.6.2. Конвертер интерфейсов USB-UART | 43 |
| 2.6.3. Последовательная шина I2C | 45 |
| 2.6.4. Последовательный интерфейс SPI | 46 |
| 2.6.5. Последовательный протокол 1-Wire | 47 |
| 2.7. Измерительное оборудование | 48 |
| 2.7.1. Цифровой мультиметр | 49 |
| 2.7.2. Цифровой осциллограф | 49 |
| 2.8. Паяльное оборудование | 51 |
| 2.9. Полезные программы и утилиты | 53 |
| 2.9.1. PuTTY | 53 |
| 2.9.2. WinSCP | 54 |
| 2.9.3. Hercules | 55 |
| 2.9.4. Termite | 56 |
| 2.9.5. Notepad++ | 57 |
|
Глава 3. Онлайн-лаборатория Autodesk Circuits |
59 |
| 3.1. Регистрация и первый проект | 60 |
| 3.1.1. Создание макета и симуляция | 60 |
| 3.1.2. Принципиальная электрическая схема макета | 64 |
| 3.1.3. Печатная плата по схеме макета | 64 |
| 3.2. Создание и редактирование компонентов | 65 |
| 3.2.1. Создание символа компонента | 67 |
| 3.2.2. Создание монтажного чертежа компонента | 69 |
| 3.2.3. Работа с чужими компонентами | 71 |
| 3.2.4. Доступ к своим компонентам | 72 |
| 3.2.5. Рисование принципиальной схемы | 72 |
| 3.3. Вывод схемы и чертежа платы на печать | 73 |
| 3.3.1. Получение рисунка принципиальной схемы | 73 |
| 3.3.2. Экспорт рисунка печатной платы в формате Eagle | 73 |
| 3.3.3. Экспорт чертежа платы в формате GERBER | 73 |
|
Глава 4. Среда разработки и макетирования Fritzing |
75 |
| 4.1. Установка Fritzing | 75 |
| 4.2. Создание макета схемы | 76 |
| 4.3. Создание принципиальной электрической схемы | 77 |
| 4.4. Разработка чертежа печатной платы | 77 |
| 4.5. Экспорт чертежа печатной платы | 78 |
| 4.6. Добавление компонентов в библиотеку | 79 |
| 4.7. Разработка и загрузка программ | 79 |
|
Глава 5. Обучающая платформа Arduino |
80 |
| 5.1. Аппаратная база платформы, популярные модели | 81 |
| 5.1.1. Arduino Nano | 81 |
| 5.1.2. Arduino Uno | 82 |
| 5.1.3. Arduino Pro Mini | 82 |
| 5.1.4. Arduino Mega 2560 | 83 |
| 5.2. Установка драйверов USB-UART | 83 |
| 5.3. Система нумерации выводов Arduino | 84 |
| 5.4. Среда разработки и отладки Arduino IDE | 85 |
| 5.4.1. Установка Arduino IDE | 86 |
| Установка для ОС Windows | 86 |
| Установка альтернативных версий IDE | 86 |
| Установка для ОС Linux | 86 |
| Установка для Mac OS X | 87 |
| 5.4.2. Подключение платы Arduino и первые программы | 88 |
| 5.4.3. Установка сторонних библиотек | 92 |
| Автоматическая установка библиотеки | 93 |
| Установка библиотеки вручную | 93 |
| 5.4.4. Установка дополнительных описаний плат | 94 |
| Автоматическая установка описания | 94 |
| Установка описания вручную | 95 |
| 5.4.5. Сетевой модуль расширения Dragino Yun | 96 |
| Почему именно Dragino Yun? | 97 |
| Технические характеристики Dragino Yun v2.4 | 97 |
| Особенности питания шилда Dragino Yun | 98 |
| Добавление новых плат в Arduino IDE | 99 |
| Подключение к компьютеру для настройки | 100 |
| Функции кнопки сброса Dragino Yun | 101 |
| Обновление прошивки | 102 |
| Базовые настройки | 103 |
| Определение типа базовой платы | 104 |
| Загрузка скетча через сеть из Arduino IDE | 105 |
| Автоматическое обновление скетча | 105 |
| Использование консоли Dragino Yun для вывода сообщений | 107 |
|
Глава 6. Облачная среда разработки Arduino Create |
110 |
| 6.1. Подготовка среды Arduino Create | 111 |
| 6.2. Онлайн-редактор Arduino Web Editor | 112 |
| Sketchbook | 113 |
| Examples | 113 |
| Libraries | 113 |
| Serial Monitor | 114 |
| Help | 114 |
| Preferences | 114 |
| 6.3. Подключение платы Arduino и первая программа | 115 |
| 6.4. Облачный сервис Arduino Cloud | 116 |
| 6.5. Библиотека проектов Arduino Project Hub | 117 |
|
Глава 7. Примеры программ и проектов для Arduino |
119 |
| 7.1. Использование системного времени Linux | 119 |
| 7.2. Сохранение данных на карту памяти | 122 |
| 7.3. Сохранение данных на USB-накопитель | 125 |
| 7.4. Сохранение данных в таблицу MySQL | 125 |
| 7.5. Сервис Temboo и передача данных в Google Spreadsheet | 128 |
| 7.6. Анализатор эфира в диапазоне 2,4 ГГц | 137 |
| 7.6.1. Модуль радиоприемника | 138 |
| 7.6.2. Модуль дисплея | 139 |
| 7.6.3. Модуль Arduino | 139 |
| 7.6.4. Напряжение питания и согласование логических уровней | 139 |
| 7.6.5. Схема электрических соединений | 140 |
| 7.6.6. Алгоритм работы устройства | 140 |
| 7.7. Миниатюрный монитор силовой литий-полимерной батареи | 147 |
| 7.7.1. Компоненты монитора | 149 |
| 7.7.2. Алгоритм работы устройства | 149 |
| 7.8. Установка библиотеки ATTiny | 154 |
| 7.8.1. Подключение программатора | 154 |
| 7.8.2. Установка фюзов микроконтроллера | 156 |
| 7.8.3. Запись прошивки | 157 |
| 7.8.4. Калибровка порога срабатывания | 157 |
|
Глава 8. Однокристальная система ESP8266 |
159 |
| 8.1. Ученик обогнал учителя: феномен успеха ESP8266 | 159 |
| 8.1.1. Технические характеристики | 160 |
| 8.1.2. Особенности эксплуатации | 160 |
| 8.1.3. Модули на основе ESP8266 | 161 |
| 8.2. Расширение Arduino IDE для работы с ESP8266 | 163 |
| 8.2.1. Установка расширения | 163 |
| 8.2.2. Особенности программирования ESP8266 | 163 |
| Порты и прерывания | 164 |
| Функции задержки | 164 |
| Работа с EEPROM | 165 |
| Поддержка интерфейсов I2C и SPI | 165 |
| Специальные функции API ESP8266 | 165 |
| Специальные функции библиотеки ESP8266WiFi | 166 |
| Обращение к функциям SDK ESP8266 из скетча Arduino | 166 |
|
Глава 9. Примеры программ и проектов для ESP8266 |
168 |
| 9.1. Получение точного времени от сервера NTP | 168 |
| 9.2. Получение уведомлений от устройств на Android | 173 |
| 9.2.1. Скетч для принимающего устройства | 174 |
| 9.2.2. Установка и настройка приложения Android | 175 |
| 9.2.3. Настройка расширенных уведомлений с приложением Tasker | 176 |
| Настройка события Tasker — новое сообщение Viber | 177 |
| 9.3. Модуль управления экшн-камерой Xiaomi Yui | 179 |
| 9.3.1. Аппаратная часть модуля | 180 |
| 9.3.2. Прошивка модуля | 181 |
| Алгоритм работы устройства | 190 |
| Измерение длительности импульсов | 191 |
| Совместимость программы модуля с разными версиями Arduino IDE и камеры | 192 |
| 9.4. Адаптация взаимодействия с сервисом Temboo | 193 |
|
Глава 10. Платформа NodeMCU для Интернета вещей |
198 |
| 10.1. Подготовка к использованию NodeMCU | 199 |
| 10.1.1. Рекомендованное оборудование | 199 |
| 10.1.2. Подключение отладочной платы к компьютеру | 201 |
| 10.1.3. Обновление прошивки NodeMCU | 201 |
| Конструктор прошивок | 202 |
| Возможная проблема: сбой обновления прошивки | 204 |
| 10.2. Среда разработки ESPlorer IDE | 207 |
| 10.3. Пакет разработки Lua for Windows | 214 |
| 10.4. Язык программирования Lua — освоим за один вечер | 215 |
| 10.4.1. Типы данных | 217 |
| 10.4.2. Комментарии | 218 |
| 10.4.3. Переменные и преобразование типов | 218 |
| 10.4.4. Работа с таблицами и массивами | 221 |
| 10.4.5. Условный оператор if | 222 |
| 10.4.6. Цикл с предусловием while | 223 |
| 10.4.7. Цикл с постусловием repeat | 223 |
| 10.4.8 Цикл с оператором for | 223 |
| 10.4.9. Операторы break и return | 224 |
| 10.4.10. Функции | 225 |
| 10.4.11. Функции обратного вызова | 226 |
|
Глава 11. Примеры программ и проектов для NodeMCU |
228 |
| 11.1. Использование графического OLED-дисплея | 229 |
| 11.1.1. Подключение дисплея | 229 |
| 11.1.2. Настройка модуля U8G | 230 |
| 11.1.3. Пример программы | 230 |
| 11.1.4. Монитор курса электронной валюты биткоин | 232 |
| Загрузка программы в отладочную плату | 235 |
| Алгоритм работы программы | 236 |
| 11.1.5. Вывод на OLED-дисплей битовых изображений | 237 |
| Создание файла битового изображения | 237 |
| Пример программы | 237 |
| 11.2. Использование графического TFT-дисплея | 239 |
| 11.2.1. Подключение дисплея к плате NodeMCU | 240 |
| 11.2.2. Пример использования графической библиотеки | 240 |
|
Глава 12. Микрокомпьютер Omega2 |
245 |
| 12.1. Аппаратный состав платформы | 246 |
| 12.2. Подготовка к работе | 250 |
| 12.2.1. Настройка при помощи мастера | 250 |
| 12.2.2. Настройка при помощи командной строки | 253 |
| 12.3. Браузерное приложение Onion Console | 255 |
| 12.4. Облачный сервис Onion Cloud | 257 |
| 12.5. Python 2.7 и дополнительные модули | 259 |
| 12.5.1. Управление портами GPIO | 260 |
| 12.5.2. Модуль Python SPI | 263 |
| 12.5.3. Модуль Python I2C | 264 |
| 12.6. Файловый менеджер Midnight Commander | 265 |
| 12.7. Расширение пространства памяти | 266 |
| 12.7.1. Использование карты MicroSD и USB-накопителя | 266 |
| Размонтирование накопителя | 267 |
| Форматирование внешних накопителей | 267 |
| Изменение точки монтирования по умолчанию | 268 |
| 12.7.2. Загрузка с внешней карты памяти | 269 |
| 12.7.3. Своп-файл на внешнем носителе | 271 |
| 12.7.4. Автоматическое включение своп-файла после перезагрузки | 272 |
| 12.8. Особенности использования Omega2 | 274 |
| 12.8.1. Необходимость стабильного питания | 274 |
| 12.8.2. Необходимость буферизации выводов | 274 |
|
Глава 13. Примеры программ и проектов для Omega2 |
276 |
| 13.1. Подключение OLED-дисплея | 276 |
| 13.2. Подключение модуля PWM Servo | 281 |
| 13.3. Подключение модуля расширителя портов | 286 |
| 13.4. Модуль светодиодной матрицы 8x8 | 289 |
| 13.5. Модуль семисегментных светодиодных индикаторов | 292 |
| 13.6. Автономный клиент BitTorrent | 294 |
| Приложение. Содержание электронного архива | 299 |
| Предметный указатель | 301 |