Установка и настройка Arduino в ОС Windows.

C помощью Arduino можно собрать 8-битный ретро-компьютер с Basic (похожий на ZX Spectrum) с выводом цветного изображения на VGA-монитор.

Кроме того, этот проект можно использовать как простой способ вывода текстовых сообщений на монитор.

Сама по себе, идея использовать Arduino для создания компьютера с BASIC не нова, но насколько я знаю, все они не поддерживают вывод цветного изображения. В некоторых проектах использовались LCD-мониторы, а в других - библиотека TVout , которая выводит чёрно-белое изображение. Кроме того, многие из этих проектов требуют дополнительные модули и специальные платы расширения. Тут же нужно всего-то иметь два Arduino, несколько резисторов, плюс разъёмы для PS/2 клавиатуры и VGA-монитора.

Для проекта нужно две платы Arduino: один будет основным (или «мастером»), в нём работает интерпретатор Tiny Basic Plus (это порт Tiny Basic на языке Си, адаптированный для поддержки Arduino). Также этот Arduino управляет PS/2 клавиатурой. Вывод из первого Arduino через последовательный порт отправляется на второй Arduino, который с помощью библиотеки VGAx генерирует VGA-сигнал.

Программу на языке BASIC в собранный нами компьютер можно будет ввести с помощью PS/2 клавиатуры, а результат можно будет посмотреть на VGA-мониторе: разрешение получившегося изображения 24 столбца на 10 строк, размер символов - 5х6 пикселей, доступно 4 цвета.
После введения программы, её можно будет сохранить в энергонезависимой памяти самого Arduino, а также код программы предусматривает управление I/O пинами Arduino.

1. Подключаем основной Arduino с интерпритатором TinyBasic и с PS/2 клавиатурой

TinyBasic Plus и библиотека VGAx работают с Arduino IDE 1.6.4.
Если у вас уже установлена более новая версия, то лучшее решение - загрузить эту версию с официального сайта в формате.zip, и распаковать в отдельную папку. можно загрузить эту версию для Windows.

Потом нам понадобится библиотека PS2keyboard , её можно загрузить отсюда. После скачивания просто распакуйте архив, и скопируйте его содержимое в «arduino-1.6.4\libraries».

Если на этом этапе нет проблем (в том числе, проблем с совместимостью), то Tiny Basic будет автоматически запущен при включении Arduino. И его можно будет протестировать с помощью последовательного порта на вашем ПК. Для этих целей я использую PuTTY , но вы можете использовать и другую подобную программу, по вашему вкусу.

В настройках нужно правильно установить COM-порт (тот же, что используется в Arduino), и скорость передачи = 4800.

И тут уже можно протестировать нашу систему, набрав какую-нибудь программу на Basic с клавиатуры вашего ПК (позже мы подключим PS/2 клавиатуру напрямую к Arduino).

Для примера, можно набрать:

10 PRINT "Hello, World!" 20 GOTO 10 RUN
Прервать бесконечный цикл этой программы можно с помощью комбинации клавиш Ctrl+C (это не сработает, если мы будем делать это с клавиатуры PS/2).

Теперь подключим PS/2 клавиатуру.

2. Подключаем PS/2 клавиатуру к основному Arduino

Информация и библиотека были взяты из этого материала.

По существу, вам нужно соединить следующие четыре контакта:
Data клавиатуры к Arduino pin 8,
IRQ (clock) клавиатуры к Arduino pin 3;
а также подключить землю (GND) и питание +5V, соответственно.

Я использовал PS/2 разъём cо старой нерабочей материнской платы, его можно легко сдуть с помощью фена.

Распиновка PS/2 разъема есть на рисунке:

3. Загружаем библиотеку VGAx и код во второй Arduino, и соединяем его с основным

Для начала, загрузите код VGAx-PC.ino и скопируйте его к себе на компьютер в папку с таким же именем.

Потом - загрузите с GitHub бибилиотеку VGAx . Её нужно поместить в подпапку «libraries» Arduino IDE.

ВАЖНО! Эта бибилиотека работает с Arduno IDE 1.6.4 и может быть не совместима с другими, более новыми версиями.

Теперь загрузите VGAx-PC.ino во второй Arduino (я тестировал на Arduino Nano, но с Arduino Uno тоже не должно быть проблем).

Предупреждение, что мало доступной памяти - это нормально для нашего случая. Если других ошибок нет, то всё в порядке - и можно сделать ещё пару шагов, чтобы получить свой собственный 8-битный ретро-компьютер.

Для этого нужно:

два Arduino Uno Rev.3, или два Arduino Nano 3.x (на основе ATmega328)
разъем DSUB15, т.е. гнездо VGA или кабель с таким гнездом, который не жалко отрезать
резисторы: 2 на 68 Ом и 2 на 470 Ом
разъем PS2
провода
необязательно: макетная плата

Осталось всё соединить по схеме на рисунке, и наш 8-битный компьютер готов!

Видео, как это всё работает:

Как управлять Ардуино с компьютера через USB. Расскажем, как произвести включение светодиода и управлять сервомотором на Arduino с компьютерной клавиатуры через функцию Serial.available() и Serial.read() . Данные функции проверяют, поступают ли какие-то команды на микроконтроллер по последовательному порту, а затем считывают поступающие команды, вводимые в Serial monitor с компьютера.

Управление Ардуино через компьютер

Функция Serial.available() получает количество байт доступных для чтения из последовательного порта. Это те байты которые отправлены с компьютера и записаны в буфер последовательного порта. Буфер Serial monitor Arduino может хранить максимум до 64 байт. Функция используется также при подключении Bluetooth модуля к Ардуино и полезна при отладке устройства на проектирования.

При тестировании и настройке различных устройств, управляемых через Bluetooth, например, роботом или Лодкой на Ардуино вам пригодится знание, как управлять светодиодом и сервомотором через компьютер. Поэтому рассмотрим сейчас простое управление сервоприводом через компьютер по USB кабелю. При этом через монитор можно отправлять не только цифры, но и буквы латинского алфавита.

Как управлять Ардуино с клавиатуры

Для занятия нам понадобятся следующие детали:

плата Arduino Uno / Arduino Nano / Arduino Mega;
макетная плата;
1 светодиод и резистор 220 Ом;
1 сервопривод;
провода «папа-папа» и «папа-мама».

Остальные исполнительные устройства для Arduino UNO вы можете взять на свое усмотрение и самостоятельно попробовать управлять ими через компьютер с помощью USB кабеля. Соберите на макетной плате схему с одним светодиодом из первого занятия Что такое Ардуино и как им пользоваться, а после сборки схемы со светодиодом загрузите следующий скетч в микроконтроллер.

Скетч. Управление Ардуино с компьютера

int val; pinMode (13, OUTPUT ); // объявляем пин 13 как выход } void loop () { if (val == "1") {digitalWrite (13, HIGH );} // при 1 включаем светодиод if (val == "0") {digitalWrite (13, LOW );} // при 0 выключаем светодиод } }

Пояснения к коду:

функция Serial.available() проверяет поступление команд с компьютера;
функция Serial.read() читает данные, поступившие в Serial monitor.
в условном операторе if (val == "1") стоит знак двойное равенство «соответствие», а в скобках необходимо использовать одинарные кавычки.

После сборки схемы загрузите следующий скетч в плату

Скетч. Управление сервоприводом с компьютера

#include // подключаем библиотеку для сервопривода Servo servo; // объявляем переменную servo типа "servo" int val; // освобождаем память в контроллере для переменой void setup () { Serial .begin (9600); // подключаем последовательный порт servo.attach (11); // привязываем сервопривод к выходу 11 } void loop () { // проверяем, поступают ли какие-то команды if (Serial .available ()) { val = Serial .read (); // переменная val равна полученной команде if (val == "1") { servo.write (10); } // при 1 поворачиваем серво на 10 if (val == "2") { servo.write (45); } // при 2 поворачиваем серво на 45 if (val == "3") { servo.write (90); } // при 3 поворачиваем серво на 90 } }

Пояснения к коду:

в некоторых примерах программ можно встретить такой вариант проверки появления данных в Serial monitor if (Serial.available()>0) .
в качестве команд можно использовать не только цифры, но и буквы. При этом имеет значение какая буква — прописная или строчная.

Примерно за 25 долларов мы сделаем бортовой компьютер, умеющий считать расход топлива, показывать температуру охлаждающей жидкости, скорость авто, расстояние поездки, потраченный бензин за поездку, обороты двигателя, давление во впускном коллекторе, температуру впускного коллектора, УОЗ и многое другое. Сброс ошибок доступен в режиме |--recovery--| (как зайти написано ниже). Опрос данных из эбу происходит примерно 2 раза в секунду.

Еще фото

Список требуемых деталей для сборки БК

1) Arduino Uno R3 - 1 шт. ~ 7 долларов:

2) LCD2004 жк-модуль ~ 6 долларов:

3) Модуль Bluetooth HC-05 ~ 4 доллара:

4) OBD ELM327 Bluetooth сканер ~ 4 доллара:

5) Резистор 5 кОм подстроечный, бипер для звука, 2 кнопки для смены экранов, провода для соединений, корпус ~ 3 доллара.

Настройка блютуз модуля HC-05 для работы

Подпаиваем провода к пинам блютуза: (картинку с выходами смотреть в описании требуемых деталей )

1 - это TX
2 - это RX
12 - это 3.3V
13 - это GND
34 - на этот вход тоже кидаем 3,3 V (нужен для перевода модуля в режим настройки с помощью AT команд).

Подключаем блютуз модуль к ардуине.

1 - TX модуля в 6 пин ардуины. (внимание будет TX в TX это не ошибка!)
2 - RX модуля в 7 пин ардуины. (аналогично не ошибка!)
12 - и 34 пин к 3,3V ардуины.
13 - GND ардуины.

Открываем Aduino IDE и заливаем скетч через USB порт в плату.

#include
SoftwareSerial BTSerial(6, 7); // TX | RX
void setup()
{
Serial.begin(9600);
Serial.println(«Enter AT commands:»);
BTSerial.begin(38400);
}

void loop()
{
if (BTSerial.available())
Serial.write(BTSerial.read());
if (Serial.available())
BTSerial.write(Serial.read());
}

После успешной загрузки скетча открываем: Сервис->Монитор порта . Далее снизу ставим скорость 9600 бод и NL+CR вместе.

AT // (возможно 1 раз вылетит Error, не пугайтесь… это нормально, повторите опять)
AT+NAME=Car //Присваиваем имя модулю Car
AT+ROLE=1 // Переводим модуль в режим Мастер
AT+PSWD=1234 // Ставим пароль 1234 как на OBD ELM327
AT+BIND=AABB,CC,112233 //Прописываем Mac адрес OBD ELM327.
AT+CMODE=1 // Подключение модуля с фиксированным адресом

Заметьте, что mac-адрес вида: «AA:BB:CC:11:22:33» вводится как «AABB,CC,112233». MAC- адрес своего модуля ELM327 можете посмотреть, подключившись для начала на него со своего мобильника. (Стандартные пароли обычно: 1234, 6789, 0000).

Всё, настройка модуля Bluetooth закончена.

Теперь нужно Собираем схему Arduino, блютуз, lCD-экран

1.Начнем с подключения HC-05 Bluetooth модуля.

1 - TX модуля засовываем в 7 Pin (Rx) арудины (именно TX в RX, не так как ранее);
2 - RX модуля засовываем в 8 Pin (Tx) арудины;
12 - Pin (3,3V) модуля в Pin 3,3V ардуины;
13 - Pin (Gnd) в Gnd арудуины;
34 - Pin мы никуда не подключаем (заизолируйте или отпаяйте).

2. Подключаем монитор LCD.

VSS экрана к GND ардуины;
VDD экрана к 5V ардуины;
V0 экрана к центральному выходу резистора;
RS экрана к 12 пину ардуины;
RW экрана к GND ардуины;
E экрана к 11 пину ардуины;
DB4 экрана к 5 пину ардуины;
DB5 экрана к 4 пину ардуины;
DB6 экрана к 3 пину ардуины;
DB7 экрана к 2 пину ардуины;
A - к 5V ардуины;
K - GND ардуины.

Оставшиеся ноги резистора: одну пустить на GND ардуины, а вторую на 5V ардуины.

Переменный резистор на 5кОм нужен, чтобы управлять контрастностью монитора, так что если при первом включении вы включите и ничего не увидите, попробуйте отрегулировать контрастность шрифта поворотом резистора.

3. Подключаем дополнительную кнопку для переключения экранов с данными.

: один конец от нормально-открытой кнопки подключаем в GND ардуино, а второй конец в пин 10.
: GND + пин 9.

Бипер для звуковых предупреждений подключить по следующей схеме "+" к пину 13, а минус к GND ардуино.

Заливаем скетч в Arduino с помощью Arduino IDE

Единственное, в скетче присутствует переменная, которую нужно поправить в соответствии с объёмом вашего автомобиля. Скетч написан так, чтобы было понятно каждому и любой мог исправить что захочет.

Нужно будет обязательно учесть три переменных:

1) ED=2.000 Например объем двигателя в литрах 1.398;
2) VE=80.00 Объёмный КПД ДВС: обычно в районе 80 (если расход реально меньше - то уменьшаем значение в процентном соотношении). Если не хотите калибровать добейтесь чтобы при прогретом двигателе мгновенный расход в л/час был в районе половины обьема двигателя;
3) tcorrect=1.014 (калибровка времени).

Возможно, Arduino будет не точно считать время с помощью комманды millis()… Тут только вручную корректировать значение. На экране «технологический 2» будет указаны секунды: например, time_start: 23. Сравните значение с реальным. Для примера засеките 10 минут, когда значение time_start будет, например, равно 23. И выйдет, что через 600 секунд реально покажет 605. Итого 623-605=18 секунд отставание в ардуинке. То есть поправочный коэффициент tcorrect будет равен 623/605=1,02975.

Управление

[Кнопка 1], [кнопка 2] - листать экран вперед назад.
При включении при надписи Connecting… держать [кнопку 1] вход в режим показывания технологических экранов и параметров отдаваемых ЭБУ в десятичном формате. Если будете включать БК не в машине то нужно отключить функцию опроса блютуз, надо продолжать держать две кнопки при надписи |---Recovery--|… а то экран будет пустой.

[Кнопка 1] + [кнопка 2]: 4 секунды - Сброс журнала общего пробега и потраченного бензина.