Методичні вказівки до практичних занять з дисципліни «Комп’ютерна електроніка» для студентів спеціальності 123 «Комп’ютерна інженерія» –Вінниця: ВСП ВіФК НУХТ, 2022. – 25 с.

1. 
   Напівпровідникові прилади;
   
2. 
   Електронні підсилювачі;
   
3. 
   Імпульсні пристрої;
   
4. 
   Джерела живлення.
   

• 
  2005 році Массімо Банзі, італійський співзасновник Arduino, розробив технологію для своїх студентів в Інституті дизайну взаємодії Ivrea (IDII). З того часу Arduino перетворилася в одну з найбільших апаратних платформ з відкритим вихідним кодом. Всі програмні компоненти і схеми дизайну Arduino мають відкритий вихідний код, і ви можете купити обладнання за дуже низькою ціною, або навіть можете зробити їх самостійно.
  

		Частота	Кількість	Кількість	Кількість
Назва	Процесор	процесора	цифрових	цифровихI/OзPWM	аналогових
			I/O		I/O
LilyPad	ATmega168v чи	8 MHz	14	6	6
Arduino	ATmega328v
Arduino	ATmega328	16 MHz	14	6	6
Uno
Arduino	ATmega32u4	16 MHz	14	6	12
Leonardo
Arduino	ATmega2560	16 MHz	54	14	16
Mega
Arduino	ATmega328	16 MHz	14	6	8
Nano
Arduino	AT91SAM3X8E	84 MHz	54	12	12
Due

• 
  обох сторін плати. Ми будемо в основному використовувати контакти 5 В для наших проектів. Цифрові контакти D0 і D1 підтримують послідовний інтерфейс через інтерфейси Tx (передача) і Rx (приймач) відповідно. Порт USB на платі можна використовувати для підключення Arduino до комп'ютера.
  

• 
  14 штук - D0 ... D13, кожен з яких може видавати рівень напруги 0 В або 5
  
  • 
    або зчитувати їх. 6 з них (D3, D5, D6, D9, D10, і D11, зазвичай позначені на платі) можуть використовуватися як виходи регульованого рівня напруги в діапазоні 0 ... 5 В
    

• 
  6 штук - A0 ... A5. Вимірюють значення напруги на відповідному піне Arduino в діапазоні 0 ... 5 В. Можуть використовуватися як цифрові входи
  

• 
  40 мА (досить, щоб живити світлодіод, але недостатньо, щоб живити електромотор). При перевищенні струму контролер може вийти з ладу
  

• 
  32 Кб, при цьому 2 КБ використовуються для завантажувача, а 30 - для зберігання написаної програми для контролера
  

• 
  2 КБ Індикатори на платі
  
  • 
    світлодіод ON, загоряється при підключенні контролера до живлення
    
  • 
    світлодіоди RX, TX, миготливі в процесі прошивки контролера, а також при передачі / прийому інформації з комп'ютера
    
  • 
    світлодіод L, з'єднаний з цифровим контактом D13
    

• 
  середовищі IDE Arduino використовуються бібліотеки для розширення функціональних можливостей існуючих скетчів. Бібліотеки є набором функцій, об'єднаних для виконання завдань навколо конкретного компонента або концепції. Більшість вбудованих бібліотек Arduino надають методи для початку роботи із зовнішніми апаратними компонентами. Ви можете імпортувати будь-яку бібліотеку, перейшовши в Sketch | Імпорт бібліотеки..., як показано на наступному скріншоті:
  

• 
  попередньому прикладі ми використовували кабель універсальної послідовної шини (UniversalSerialBus, USB) для підключення плати Arduino до USB-порту вашого комп'ютера. USB-порт є промисловим стандартом для підключення різних електронних компонентів до комп'ютера з використанням послідовного інтерфейсу. Коли ви підключаєте плату Arduino за допомогою USB, комп'ютер фактично підключає його як послідовний периферійний пристрій. Скрізь будуть посилання на з'єднання, які зроблені з використанням USB в якості послідовних з'єднань. SerialMonitor- це вбудована утиліта IDE Arduino. Доступ до вікна SerialMonitor можна отримати, перейшовши в меню Інструменти | Монітор порту або за допомогою поєднання клавіш Ctrl+Shift+M. Він може бути налаштований для спостереження за даними, які відправляються або приймаються на послідовному порту, який використовується для підключення плати Arduino до комп'ютера. Ви також можете встановити швидкість передачі для послідовного зв'язку за допомогою випадаючого меню. Ця утиліта буде дуже корисною при тестуванні ваших прототипів і їх характеристик.
  

• 
  * Thisis a comment.
  

• 
  Thissyntaxonlyappliestooneline.
  

• 
  Youhavetouseitagainforeachnextlineofcomment.
  

• 
  actions
  

• 
  найбільш широко використовуваних типів даних, а також int для подання чисел на мові Arduino :
  

• 
  якості демонстрації використання цих функцій ознайомтеся з наступним прикладом:
  

• 
  action A;
  
• 
  action B;
  

• 
  initializethedigitalpinasanoutput. pinMode (led, OUTPUT);
  

3. 
   ПРАКТИЧНІ ЗАНЯТТЯ
   

1. 
   Запустить середу програмування ArduinoIDE (ярлик Arduino на робочому столі комп'ютера)
   

2. 
   Відкрийте приклад Blink, перейшовши в Файл|Приклади|01.Basics|Blink. IDE відкриє нове вікно, що містить код, схожий на код в наступній програмі:
   

• 
  Pin 13 has an LED connected on most Arduino boards.
  
• 
  give it a name:
  

• 
  the setup routine runs once when you press reset: void setup() {
  

• 
  initialize the digital pin as an output. pinMode(led, OUTPUT);
  

• 
  the loop routine runs over and over again forever: void loop() {
  

3. 
   Підключіть Arduino до USB порту комп'ютера
   
4. 
   Натисніть кнопку Завантажити Ü, переконайтеся, що в нижній частині вікна з'явився напис Компілювання, яка через деякий час зміниться написом Завантаження (на Arduino замигають світлодіоди RXTX) і з'явиться напис Завантаження виконане. Переконайтесь, що світлодіод L на платі почав блимати з періодом в 1 секунду
   

5. 
   Змініть тайм миготіння світлодіода. У програмі періоди задані командою delay (затримка, очікування), при виконанні якої контролер чекає час в
   

6. 
   Завантажте отриману програму в контролер (Ü) і переконайтеся, що світлодіод L на платі став блимати набагато швидше - з періодом 100 мілісекунд = 0,1 секунда, тобто 10 раз в секунду
   

6. 
   Спробуйте задати різні значення періодів затримки delay і завантажити програму з ними
   

1. 
   Запустіть середу програмування Arduino IDE (ярлик Arduino на робочому столі комп'ютера)
   
2. 
   Відкрийте приклад Blink, перейшовши в Файл | приклад | 01.Basics |
   

3. 
   Підключіть транзистор до контролера відповідно до схеми: колектор до Gnd, емітер до Vcc (+ 5V), базу до – до цифрового піну 13
   

• 
  попередньому розділі використовувався вбудований світлодіод на виводі 13 для перевірки програми Blink. На цей раз буде використовуватися зовнішній світлодіод, щоб почати збірку апаратних компонентів за допомогою плати Arduino. Оскільки всі майбутні вправи і проекти будуть вимагати сполучення апаратних компонентів, таких як датчики і виконавчі механізми, з платою Arduino, буде корисно отримати практичний дослід підключення цих компонентів.
  

• 
  цьому прикладі будемо використовувати світлодіод для перевірки деяких основних функцій протоколу Firmata. Після завантаження коду Firmata на плату Arduino, можна керувати світлодіодом з головного комп'ютера.
  

1. 
   Завантажте відповідну версію програми firmata_test.exe на свій комп'ютер.
   

2. 
   З'єднайте свою плату Arduino з світлодіодом на головному комп'ютері за допомогою USB-кабелю і запустіть завантажену програму firmata_test.exe. Можна побачити пусте вікно при успішному виконанні програми.
   

3. 
   Як показано на наступному скріншоті, виберіть відповідний порт в спадному меню. Переконайтеся, що вибраний той самий порт, який використовувався для завантаження Arduino скетчу (Файл | Приклади |
   

4. 
   Після вибору послідовного порту Arduino програма завантажить кілька випадаючих полів і кнопок з мітками, які містять номер виходу. На наступному скріншоті можна бачити, що у програмі завантажено 12 цифрових виходів (від виходу 2 до контакту 13) і шість аналогових виходів (від виходу 14 до виходу 19). Оскільки використовується плата Arduino Uno, тестова програма завантажує тільки контакти, які є частиною Arduino Uno.
   

5. 
   Як видно на скріншоті, є три стовпці. Перший стовпець позначає номер pin. Другий стовпець в програмі дозволяє вибрати роль для відповідних контактів. Можна вказати роль цифрових контактів (в разі Arduino Uno, від 2 до
   

13. 
    в якості введення або виведення. Третій стовпець показує рівень сигналу. Наприклад, як показано на наступному скріншоті, Low в третьому стовпці, якщо обрані pin 2 і 3 в якості вхідних виходів. Це правильно, оскільки немає ніякого вхідного сигналу, підключеного до цих контактів. Можна працювати з програмою, змінюючи ролі і значення будь-яких контактів.
    

6. 
   Якщо вибрати контакт 13 в якості вихідного контакту і натиснути кнопку на Low, то це змінить ярлик кнопки на High, і можна побачити, що світлодіод включений. Виконуючи цю дію, логіка цифрового виводу 13 змінилася на 1, тобто High, що відповідає +5 В на виведення. Цей потенціал буде достатнім для світіння світлодіоду. Можна змінити рівень pin 13 назад на 0, знову натиснувши на кнопку і перевівши її в положення Low. Це змінить потенціал назад на 0 В.
   

ТЕМИ ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ Назва теми та види самостійної роботи студента:

1. 
   Підготовка до аудиторних занять
   

– проробка лекційного матеріалу;

– підготовка до лабораторних робіт;

– підготовка до практичних занять;

2. 
   Проробка розділів, які не викладаються на лекціях:
   

Пасивні компоненти електронних пристроїв. Тунельні, високочастотні та імпульсні діоди.
Світловоди і світловодні системи. Електронно-променеві індикатори. Газорозрядні індикатори.
Технологія виготовлення інтегральних мікросхем. Багатокаскадні підсилювачі.
Вибіркові підсилювачі. Імпульсні підсилювачі.

Стабілізація частоти автогенераторів. Інвертори. Конвертори.

Модулятори і демодулятори. Множники напруги.

Блокінг-генератори.
Ознайомлення з варіантами контролерів Arduino
24

1. 
   Колонтаєвський Ю.П., Сосков А.Г. Промислова електроніка та мікросхемотехніка: теорія і практикум / За ред. А.Г. Соскова. – К.: Каравела, 2003. – 368 с.
   

2. 
   Основи схемотехніки електронних систем: Підручник / В.І. Бойко, А.М. Гуржій, В.Я. Жуйков та ін. – К.: Вища шк., 2004. – 527 с.
   

3. 
   Основы промышленной электроники / Герасимов В.Г., Князьков О.М., Краснопольский А.Е. и др. // Под ред. В.Г. Герасимова. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1989. – 336 с.
   

1. 
   http://freepdf-books.com/python-programming-for-arduino/
   

2. 
   https://www.pdfdrive.net/python-programming-for-arduino-e25954218.html
   

3. 
   https://doc.arduino.ua/ru/prog/
   

4. 
   http://fritzing.org/download/
   

5. 
   http://arduino.net.ua/file_archive/Arduino%20Library/Arduino%20Library/