Работа с кнопочным переключателем

Цель работы

Получить навыки программирования микроконтроллера, разработать программу управления кнопочным переключателем.

Теоретическая справка

Кнопка (или кнопочный переключатель) – самый простой и доступный из всех видов датчиков. Тактовые кнопки – наиболее распространённые средства для коммутации электрических сигналов в различных цепях. Тактовые кнопки могут быть с фиксацией или без, с подсветкой и т. д. Тактовые кнопки используются в различных режимах и выполняют разные функции. Конструктивное исполнение изделий может сильно варьироваться.

Тактовые кнопки устанавливаются на печатные платы вертикально или под определённым углом. Их активно используют в быту и промышленности.

В работе изучаются методы программирования тактовой кнопки с 4 ножками. Кнопка представляет собой переключатель с двумя парами контактов. Контакты в одной паре соединены между собой, поэтому больше одного выключателя в схеме реализовать не удастся, но можно одновременно управлять двумя параллельными сегментами. В зависимости от ситуации, возможно создавать как схемы с нормально замкнутыми, так и с нормально разомкнутыми контактами – для этого необходимо только соответствующим образом выполнить соединение в схеме.

Ход выполнения работы

Для начала работы необходимо выбрать элементы из библиотеки компонентов (см. рис. 31,32,33).

Рис. 31 - Выбор компонента резистора

Рис. 32  -Выбор компонента кнопки

 

 

Рис. 33 - Выбор компонента светодиод

 

 

Рис. 34 - Выбор компонента малая макетная плата

 

 

Выбранные компоненты нужно разместить в поле редактора и построить схему, в соответствии с рис 35.

 

Рис. 35 - Результат работы кнопочного переключателя

 

Для начала работы с кодом необходимо нажать на кнопку Код в правом верхнем углу.

 

Рис.36 - Кнопка кода в панеле задач

 

Программный код эксперимента приведен в листинге в соответствии с рисунком 37:

Рис.37 – Листинг программы для управления кнопочным переключателем

 

Проверка кода на наличие ошибок выполняется с помощью нажатия на кнопку «Компилировать». После необходимо сохранить листинг программы и нажать кнопку «Выполнить». На выходе получится мигающий на плате светодиод.

Задания к лабораторной работе

№ Варианта	Задания
1	Создать программу заставляющую светодиод при нажатии кнопки 0,5 секунды гореть и 0,5 секунду не гореть.
2	Создать программу заставляющую светодиод при нажатии кнопки 1 секунды гореть и 1 секунду не гореть.
3	Создать программу заставляющую светодиод при нажатии кнопки 0,5 секунды гореть и 1 секунду не гореть.
4	Создать программу заставляющую светодиод при нажатии кнопки 1 секунды гореть и 0,5 секунду не гореть.
5	Создать программу заставляющую светодиод при нажатии кнопки 1 секунды гореть и 2 секунду не гореть.
6	Создать программу заставляющую светодиод при нажатии кнопки 2 секунды гореть и 2 секунду не гореть.
7	Создать программу заставляющую при нажатие кнопки включать и выключать светодиод.
8	Создать программу заставляющую мигать светодиод при каждом нажатии кнопки быстрее.
9	Создать программу для включения светодиода от двух кнопок одновременно.
10	Создать программу для регулировки яркости светодиода от двух кнопок.

                                                                                                                                                      

РАБОТА С  ПЬЕЗОИЗЛУЧАТЕЛЕМ

 

Цель работы

Получить навыки программирования микроконтроллера, разработать программу управления пьезоизлучателем.

Теоретическая справка

Самым простым вариантом генерации звука является использование пьезоизлучателя. Пьезокерамические излучатели (пьезоизлучатели) - электроакустические устройства воспроизведения звука, использующие обратный пьезоэлектрический эффект - возникновение механических деформаций под действием электрического поля. Пьезоизлучатели бывают двух типов - со встроенным генератором и без. Пьезоизлучатели со встроенным генератором излучают фиксированный тональный сигнал сразу после подачи на них номинального напряжения. Они не могут воспроизводить произвольного сигнала. Их обычно используют для простого звукового оповещения. Если требуется проиграть мелодию, то используют пьезоизлучатели без встроенного генератора и генерируют сигнал отдельно. В эксперименте используется пьезоизлучатель без встроенного генератора.

 

Ход работы

Для начала работы необходимо выбрать нужные элементы из библиотеки компонентов.

 

Рис.38 - Выбор компонента пьезоэлемента

Рис.39 - Выбор компонента малая макетная плата

 

 

Рис.40 - Выбор компонента Arduino Uno R3

 

Пьезоизлучатель необходимо подсоединить к макетной плате, а затем подключить макетную плату и пьезоизлучатель к Arduino Uno так, как показано на рис. 41.

Рис. 41- Схема подключения пьезоизлучателя

 

 

Для воспроизведения мелодии необходимо подавать последовательно звуки определенной частоты и длительности. Для генерации звуков определенной частоты и длительности используется Arduino-функция tone (вывод, частота, длительность).

Функция «tone» генерирует на выводе прямоугольный сигнал заданной частоты (с коэффициентом заполнения 50%). Функция также позволяет задавать длительность сигнала. Если длительность сигнала не указана, он будет генерироваться до тех пор, пока не будет вызвана функция noTone (). Значения частот для нот первой и второй октав представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Значения частот для нот первой и второй октав

1 октава	Обозна­чение	Частота, Гц	2 октава	Обозначение	Частота, Гц
до	С	261	до	с	523
до-диез	C#(R)	277	до-диез	с#(г)	554
ре	D	293	ре	d	587
ре-диез	D#(S)	311	ре-диез	d#(s)	622
ми	Е	329	ми	е	659
фа	F	349	фа	f	698
фа-диез	F#fT)	370	фа-диез	f#M	740
соль	G	392	соль	g	784
соль-диез	•G#(U)	415	соль-диез	g#M	830
ля	A	440	ля	а	880
си-бимоль	В	466	си-бимоль	b	932
си	H	494	си	h	988

.

 

Необходимо составить мелодию и занести ее в массив melody, список длительностей нот - в массив duration (). Данные с обозначением нот - в массив notes, а данные с частотами для соответствующих нот - в массив frequency.

Рис.42 - Листинг программы для управления пьезоизлучателем

 

Задание к работе

№ Варианта	Задания
1	Задать длительность проигрывания ноты мелодии 0,1 секунды.
2	Задать длительность проигрывания ноты мелодии 0,2 секунды.
3	Задать темп проигрывания мелодии 0,5 секунды.
4	Задать темп проигрывания мелодии 1,5 секунды.
5	Изменить частоту ноты До и проиграть разные ноты До
6	Изменить частоту ноты Ре и проиграть разные ноты Ре
7	Создать программу для проигрывания 5 любых нот с разными интервалами по длительности
8	Создать программу для проигрывания нотной гаммы
9	Задать в мелодии паузу между нотами на значение 5
10	Задать в мелодии паузу между нотами на значение 7