Serdu Monitor Arduino στο Tinkercad: 7 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Έργα Tinkercad »

Η παρακολούθηση όλων όσων συμβαίνουν στο πρόγραμμά σας μπορεί να είναι μια δύσκολη μάχη. Η σειριακή οθόνη είναι ένας τρόπος για να ακούσετε τι συμβαίνει στον κωδικό σας, αναφέροντας πίσω στον υπολογιστή μέσω καλωδίου USB. Στον προσομοιωτή Tinkercad Circuits, το Serial Monitor μπορεί να βρεθεί στο κάτω μέρος του πίνακα Code και μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη γραφική παράσταση μεταβλητών καθώς αλλάζουν. Χρησιμοποιήστε το Serial Monitor για να "μιλήσετε" με τον υπολογιστή ως τρόπο για να ελέγξετε αν ο κώδικας Arduino κάνει αυτό που σκοπεύατε. Αυτό μπορεί να είναι πολύ χρήσιμο για την επίλυση προβλημάτων με τον κώδικά σας (που ονομάζεται «σειριακός εντοπισμός σφαλμάτων»).

Τα δύο κυκλώματα σε αυτό το μάθημα χρησιμοποιούν τις ίδιες διαμορφώσεις με τα δύο προηγούμενα μαθήματα ψηφιακής εισόδου με ένα κουμπί ώθησης και αναλογική είσοδο με ένα ποτενσιόμετρο. Οι μόνες διαφορές είναι ότι αυτά τα κυκλώματα είναι ελεύθερης καλωδίωσης (δεν υπάρχει σανίδα) και δεν έχουν εξωτερικό καλώδιο LED. Ω, και εκτελούν κώδικα για τη δημιουργία σειριακών μηνυμάτων, τα οποία θα μάθουμε σε αυτό το μάθημα.

Μπορείτε να ακολουθήσετε σχεδόν χρησιμοποιώντας τα κυκλώματα Tinkercad. Μπορείτε ακόμη να δείτε αυτό το μάθημα μέσα από το Tinkercad (απαιτείται δωρεάν σύνδεση)! Εξερευνήστε το δείγμα κυκλώματος και δημιουργήστε το δικό σας ακριβώς δίπλα του. Το Tinkercad Circuits είναι ένα δωρεάν πρόγραμμα που βασίζεται σε πρόγραμμα περιήγησης και σας επιτρέπει να δημιουργείτε και να προσομοιώνετε κυκλώματα. Είναι ιδανικό για μάθηση, διδασκαλία και πρωτότυπο.

Βήμα 1: Εκτύπωση στη σειριακή οθόνη με μπλοκ

Ας χρησιμοποιήσουμε τον επεξεργαστή μπλοκ κώδικα για να ακούσουμε μια καρφίτσα εισόδου Arduino και, στη συνέχεια, να εκτυπώσουμε την τιμή (αναλογική) ή την κατάσταση (ψηφιακή) της εισόδου στο παράθυρο Serial Monitor. Κάντε κλικ στο κουμπί "Κωδικός" για να ανοίξετε τον πίνακα κωδικών.

Κάντε κλικ στο Serial Monitor στο κάτω μέρος του πίνακα κωδικών.

Κάντε κλικ στην επιλογή "Έναρξη προσομοίωσης" για να εκτελέσετε το δείγμα κώδικα Arduino και παρατηρήστε τους αριθμούς στη Σειριακή οθόνη καθώς αλληλεπιδράτε με το ποτενσιόμετρο. Μπορείτε να κάνετε κλικ εμπρός και πίσω μεταξύ των δύο Arduinos ενώ η προσομοίωση εκτελείται στα κυκλώματα Tinkercad, αλλά μόνο το αναλογικό κύκλωμα θα εμφανιστεί στην ενσωματωμένη μονάδα παραπάνω.

Αφού αντιγράψετε το δείγμα κυκλώματος στον λογαριασμό σας στο Tinkercad, μπορείτε να αλλάξετε τον κωδικό. Μεταβείτε στην κατηγορία Κωδικός εξόδου, έπειτα σύρετε ένα μπλοκ "εκτύπωση σε σειριακή οθόνη" και τοποθετήστε το ακριβώς πριν από το σειριακό μπλοκ που υπάρχει ήδη στο πρόγραμμα.

Αλλάξτε το προεπιλεγμένο κείμενο για να επισημάνετε τα σειριακά δεδομένα σας, όπως "αισθητήρας:" (μην ξεχνάτε το διάστημα μετά την άνω τελεία) και προσαρμόστε το αναπτυσσόμενο μενού για εκτύπωση χωρίς νέα γραμμή.

Ξεκινήστε την προσομοίωση και παρατηρήστε την αλλαγή στο Serial Monitor. Μπορείτε να στοιβάζετε σειριακά μπλοκ όπως αυτό για να δημιουργήσετε χρήσιμα μηνύματα ανατροφοδότησης κατά την ανάπτυξη οποιουδήποτε κώδικα έργου.

Βήμα 2: Επεξηγείται ο σειριακός κώδικας Arduino

Όταν ο επεξεργαστής κώδικα είναι ανοιχτός στα κυκλώματα Tinkercad, μπορείτε να κάνετε κλικ στο αναπτυσσόμενο μενού στα αριστερά και να επιλέξετε "Αποκλεισμοί + Κείμενο" για να αποκαλύψετε τον κώδικα Arduino που δημιουργήθηκε από τα μπλοκ κώδικα (δεν είναι διαθέσιμος στην ενσωματωμένη μονάδα στο πρώτο βήμα). Αυτός ο κώδικας στέλνει δεδομένα από το Arduino στο Serial Monitor, αλλά σε ένα μεταγενέστερο μάθημα μπορείτε επίσης να μάθετε πώς να λαμβάνετε δεδομένα από τη Σειριακή οθόνη και αμφίδρομη σειριακή επικοινωνία.

/*

DigitalReadSerial Διαβάζει μια ψηφιακή είσοδο στον ακροδέκτη 2, εκτυπώνει το αποτέλεσμα στη σειριακή οθόνη Αυτός ο κώδικας παραδείγματος είναι δημόσιος τομέας. */

Πριν το

εγκατάσταση ()

μπορούμε να δούμε ένα σχόλιο πολλών γραμμών που ξεκινά με

/*

και τελειώνει με

*/

int buttonState = 0;

Στην αρχή του προγράμματος μας, θα δημιουργήσουμε μια μεταβλητή για να διατηρήσει την κατάσταση της εισόδου.

void setup ()

{pinMode (2, ΕΙΣΟΔΟΣ); Serial.begin (9600); }

Στο εσωτερικό της εγκατάστασης, όπως και στα αναλογικά και ψηφιακά μαθήματα εισόδου, ο πείρος που είναι συνδεδεμένος στον διακόπτη ή τον αισθητήρα έχει ρυθμιστεί ώστε να είναι είσοδος χρησιμοποιώντας

pinMode ()

λειτουργία. Για να είναι δυνατή η αποστολή μηνυμάτων, το Arduino πρέπει να ανοίξει ένα νέο κανάλι επικοινωνίας με

Serial.begin ()

Το Είναι σαν να πατάτε το κουμπί κλήσης σε ένα τηλέφωνο-από εκείνη τη στιγμή ανοίγετε μια γραμμή επικοινωνίας για την κλήση. Το όρισμα λέει στο Arduino πόσο γρήγορα επικοινωνεί, για παράδειγμα 9600 bit ανά δευτερόλεπτο (aka baud).

κενός βρόχος ()

{// διαβάστε το κουμπί καρφιτσών εισόδουState = digitalRead (2); // εκτυπώστε την κατάσταση του κουμπιού Serial.print ("sensor:"); Serial.println (buttonState); καθυστέρηση (10)? // Καθυστερήστε λίγο για να βελτιώσετε την απόδοση προσομοίωσης}

Ο κώδικας μέσα στον βρόχο διαβάζει την κατάσταση της εισόδου με το digitalRead () και τον αποθηκεύει στη μεταβλητή buttonState. Στη συνέχεια καλείται μια συνάρτηση

Serial.println ()

στέλνει τα δεδομένα στην οθόνη (μέσω καλωδίου USB στην περίπτωση φυσικής πλακέτας Arduino). Εάν κάνατε τις αλλαγές μπλοκ στο πρόγραμμα στο προηγούμενο βήμα, θα έχετε επίσης ένα

Serial.print ()

γραμμή κώδικα.

εκτύπωση

στέλνει μια νέα γραμμή μετά το μήνυμα, και

Τυπώνω

δεν. Χρησιμοποιήστε παραθέματα γύρω από ετικέτες κειμένου, για παράδειγμα

Serial.print ("αισθητήρας:");

Το Εάν θέλετε να δημιουργήσετε μια μόνο γραμμή σειριακής εξόδου εντοπισμού σφαλμάτων, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αρκετές

Serial.print ()

εντολές που ακολουθούνται από ένα single

Serial.println ()

Βήμα 3: Ο κωδικός εντοπισμού σφαλμάτων

Υπάρχει ένα ειδικό χαρακτηριστικό στα κυκλώματα Tinkercad που ονομάζεται Debugger. Βιβάζεται στον κώδικά σας και σας επιτρέπει να παρακολουθείτε τις μεταβλητές σας και πολλά άλλα.

Με ανοιχτό τον επεξεργαστή κώδικα, βρείτε το πρόγραμμα εντοπισμού σφαλμάτων κάνοντας κλικ στο κουμπί με το εικονίδιο σφάλματος.

Στη λειτουργία Blocks + Text (ή λειτουργία μόνο για κείμενο, αν προτιμάτε), κάντε κλικ σε έναν αριθμό γραμμής για να προσθέσετε ένα σημείο διακοπής, όπου ο εντοπισμός σφαλμάτων θα σταματά κάθε φορά μέσω του βρόχου.

Ξεκινήστε την προσομοίωση.

Τοποθετήστε το δείκτη του ποντικιού πάνω από τις μεταβλητές κατά τη διακοπή για να δείτε τις τιμές τους.

Βήμα 4: Βασικοί εκκινητές σειριακού κυκλώματος

Αυτά τα κυκλώματα είναι διαθέσιμα ως εκκινητές κυκλώματος. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτούς τους εκκινητές κυκλώματος οποιαδήποτε στιγμή θέλετε να διαβάσετε μια ψηφιακή ή αναλογική είσοδο και να εκτυπώσετε την κατάστασή της στη Σειριακή οθόνη.

Πιάστε τους εκκινητές κυκλώματος Arduino από τον πίνακα εξαρτημάτων (αναπτυσσόμενο μενού -> Starters -> Arduino).

Βήμα 5: Γράφημα σειριακών δεδομένων

Τα Tinkercad Circuits διαθέτουν επίσης ενσωματωμένη γραφική παράσταση των σειριακών δεδομένων σας, υπό την προϋπόθεση ότι η ροή δεν έχει κείμενο. Αυτό είναι βολικό για την απεικόνιση αλλαγών στις ενδείξεις αισθητήρων και άλλων εισόδων, καθώς και για την παρακολούθηση μεταβλητών στο πρόγραμμά σας.

Με το Serial monitor ανοιχτό, κάντε κλικ στο κουμπί γραφήματος για να ανοίξετε τον πίνακα γραφημάτων. Αφαιρέστε το μπλοκ ετικετών αισθητήρα που προσθέσατε νωρίτερα ή χρησιμοποιήστε μια νέα σειριακή εκκίνηση Arduino για να δημιουργήσετε μια ροή σειριακών δεδομένων χωρίς κείμενο.

Ξεκινήστε την προσομοίωση και αλληλεπιδράστε με την είσοδο για να παρακολουθήσετε τις τιμές γραφήματος να αλλάζουν.

Βήμα 6: Δοκιμάστε το με ένα φυσικό κύκλωμα Arduino (προαιρετικό)

Έχετε την επιλογή να δημιουργήσετε ένα φυσικό κύκλωμα για να ακολουθήσετε αυτό ή τα μαθήματα ψηφιακής εισόδου ή αναλογικής εισόδου και, στη συνέχεια, χρησιμοποιήστε το λογισμικό Arduino του υπολογιστή σας για να δείτε τα σειριακά δεδομένα που έρχονται μέσω του καλωδίου USB. Για να προγραμματίσετε το φυσικό σας Arduino Uno, θα πρέπει να εγκαταστήσετε το δωρεάν λογισμικό (ή την προσθήκη για τον επεξεργαστή ιστού) και, στη συνέχεια, να το ανοίξετε.

Συνδέστε το κύκλωμα Arduino Uno συνδέοντας εξαρτήματα και καλώδια για να ταιριάζουν με τις συνδέσεις που εμφανίζονται εδώ στα κυκλώματα Tinkercad. Για μια πιο εμπεριστατωμένη εργασία με τη φυσική πλακέτα Arduino Uno, δείτε τη δωρεάν τάξη Instructables Arduino (ένα παρόμοιο κύκλωμα περιγράφεται στο τρίτο μάθημα).

Αντιγράψτε τον κώδικα από το παράθυρο κώδικα Tinkercad Circuits και επικολλήστε τον σε ένα κενό σκίτσο στο λογισμικό Arduino ή κάντε κλικ στο κουμπί λήψης (κάτω βέλος) και ανοίξτε

το αρχείο που προκύπτει χρησιμοποιώντας το Arduino. Μπορείτε επίσης να βρείτε αυτά τα παραδείγματα στο λογισμικό Arduino μεταβαίνοντας στο Αρχείο -> Παραδείγματα -> 03. Αναλογικό -> AnalogInOutSerial ή Αρχείο -> Παραδείγματα -> 02. Digital -> DigitalInputPullup.

Συνδέστε το καλώδιο USB και επιλέξτε την πλακέτα και τη θύρα σας στο μενού Εργαλεία του λογισμικού.

Ανεβάστε τον κωδικό στον πίνακα και, στη συνέχεια, κάντε κλικ στο εικονίδιο του μεγεθυντικού φακού στην επάνω δεξιά γωνία για να ανοίξετε τη σειριακή οθόνη. Ελέγξτε ξανά ότι ο ρυθμός baud ταιριάζει με αυτόν στη ρύθμισή σας

Serial.begin (9600)

Πατήστε το κουμπί ή γυρίστε το κουμπί και δείτε τους αριθμούς να αλλάζουν στο παράθυρο Serial Monitor σας.

Βήμα 7: Στη συνέχεια, δοκιμάστε…

Τώρα που μάθατε να εκτυπώνετε στο Serial Monitor, είστε έτοιμοι να δοκιμάσετε νέα είδη ψηφιακών και αναλογικών αισθητήρων και επίσης να μάθετε να διαβάζετε εισερχόμενα σειριακά δεδομένα (εισαγωγή πληκτρολογίου χρήστη).

Μπορείτε να συνθέσετε ένα μόνο κύκλωμα και πρόγραμμα που εκτυπώνει τόσο τις αναλογικές όσο και τις ψηφιακές εισόδους που εμφανίζονται σε αυτό το μάθημα;

Ακολουθεί ένας σύνδεσμος προς το εικονιζόμενο κύκλωμα και τον κωδικό του Arduino:

int int buttonState = 0;

int sensorValue = 0; void setup () {pinMode (2, INPUT); pinMode (A0, INPUT); Serial.begin (9600); } void loop () {// διαβάστε το κουμπί pin pinState = digitalRead (2); // διαβάστε την είσοδο στον αναλογικό πείρο 0: sensorValue = analogRead (A0); // εκτύπωση τιμών στη σειριακή οθόνη Serial.print (buttonState); Serial.print (","); Serial.println (sensorValue); καθυστέρηση (10)? // Καθυστερήστε λίγο για να βελτιώσετε την απόδοση προσομοίωσης}

Συνεχίστε για να δοκιμάσετε έναν νέο αισθητήρα και συνδυάστε εισόδους και εξόδους, για παράδειγμα στο μάθημα γραφικών γραμμών LED αισθητήρα θερμοκρασίας, μάθημα αισθητήρα κίνησης PIR ή μάθημα φωτοαντίστασης. (σύντομα). Χρησιμοποιήστε το πληκτρολόγιο του υπολογιστή σας για να στείλετε σειριακά δεδομένα στο Arduino σας και να τα ερμηνεύσετε με

Serial.read ()

(το μάθημα έρχεται σύντομα).

Μπορείτε επίσης να μάθετε περισσότερες ηλεκτρονικές δεξιότητες με τα δωρεάν μαθήματα Instructables στο Arduino, Basic Electronics, LEDs & Lighting, 3D Printing και πολλά άλλα.