مانیتور سریال آردوینو در Tinkercad: 7 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:54

پروژه های Tinkercad »

پیگیری همه چیز در برنامه شما می تواند یک نبرد سخت باشد. مانیتور سریال راهی برای گوش دادن به آنچه در کد شما می گذرد با گزارش مجدد به رایانه از طریق کابل USB است. در شبیه ساز مدارات Tinkercad ، Serial Monitor را می توان در پایین پنل Code یافت و همچنین می توان از آنها برای نمودار متغیرها در هنگام تغییر استفاده کرد. از "Serial Monitor" برای "صحبت" با رایانه به عنوان راهی برای بررسی اینکه آیا کد آردوینو همان کاری را که شما در نظر دارید انجام می دهد ، استفاده کنید. این می تواند برای حل مشکلات کد شما (که "اشکال زدایی سریال" نامیده می شود) بسیار مفید باشد.

دو مدار در این درس از تنظیمات مشابه دو درس قبلی در مورد ورودی دیجیتال با دکمه فشاری و ورودی آنالوگ با پتانسیومتر استفاده می کنند. تنها تفاوت آنها این است که این مدارها دارای سیم آزاد (بدون تخته نان) هستند و LED خارجی وایرلس ندارند. اوه ، و آنها کد را برای تولید پیام های سری اجرا می کنند ، که در این درس با آنها آشنا می شویم.

می توانید بصورت مجازی با استفاده از مدارهای Tinkercad پیگیری کنید. حتی می توانید این درس را از داخل Tinkercad مشاهده کنید (ورود رایگان لازم است)! مدار نمونه را کاوش کرده و خود را درست در کنار آن بسازید. مدارهای Tinkercad یک برنامه رایگان مبتنی بر مرورگر است که به شما امکان می دهد مدارها را بسازید و شبیه سازی کنید. برای یادگیری ، آموزش و نمونه سازی اولیه مناسب است.

مرحله 1: چاپ روی مانیتور سریال با بلوک

بیایید از ویرایشگر بلوک های کد برای گوش دادن به پین ورودی آردوینو استفاده کنیم ، سپس مقدار (آنالوگ) یا حالت (دیجیتال) ورودی را در پنجره Serial Monitor چاپ کنیم. روی دکمه "کد" کلیک کنید تا پانل کد باز شود.

روی Serial Monitor در پایین پنل کد کلیک کنید.

برای اجرای نمونه کد آردوینو ، روی "شروع شبیه سازی" کلیک کنید و هنگام تعامل با پتانسیومتر ، اعداد موجود در مانیتور سریال را مشاهده کنید. هنگامی که شبیه سازی در مدارهای Tinkercad اجرا می شود ، می توانید بین دو Arduinos به جلو و عقب کلیک کنید ، اما فقط مدار آنالوگ در ماژول تعبیه شده در بالا نمایش داده می شود.

پس از تکثیر مدار نمونه در حساب Tinkercad خود ، می توانید کد را تغییر دهید. به دسته کد خروجی بروید ، سپس بلوک "print to serial monitor" را بیرون بکشید و درست قبل از بلوک سریال موجود در برنامه قرار دهید.

متن پیش فرض را برای برچسب زدن به داده های سریال خود مانند "sensor:" (فاصله بعد از کولون را فراموش نکنید) تغییر دهید و منوی کشویی را برای چاپ بدون خط جدید تنظیم کنید.

شبیه سازی را شروع کرده و تغییرات را در Serial Monitor مشاهده کنید. برای ایجاد پیام های بازخورد مفید در حین توسعه هر کد پروژه ، می توانید بلوک های سری را مانند این قرار دهید.

مرحله 2: سریال مانیتور آردوینو توضیح داده شده است

هنگامی که ویرایشگر کد در مدارهای Tinkercad باز است ، می توانید روی منوی کشویی در سمت چپ کلیک کرده و "Blocks + Text" را انتخاب کنید تا کد آردوینو تولید شده توسط بلوک های کد (در مرحله اول در ماژول تعبیه شده موجود نیست) نمایان شود. این کد داده ها را از آردوینو به Serial Monitor ارسال می کند ، اما در درس بعدی نیز می توانید نحوه دریافت داده ها از مانیتور Serial و ارتباط سریال دو طرفه را بیاموزید.

/*

DigitalReadSerial یک ورودی دیجیتالی را در پین 2 می خواند ، نتیجه را روی مانیتور سریال چاپ می کند. این کد مثال در حوزه عمومی است. */

قبل از

برپایی()

، ما می توانیم یک نظر چند خطی را که با آن شروع می شود مشاهده کنیم

/*

و پایان می یابد با

*/

int buttonState = 0؛

در ابتدای برنامه ما ، متغیری برای حفظ وضعیت ورودی ایجاد می کنیم.

void setup ()

{pinMode (2 ، ورودی) ؛ Serial.begin (9600)؛ }

در داخل راه اندازی ، درست مانند درس های ورودی آنالوگ و دیجیتال ، پین متصل به سوئیچ یا سنسور پیکربندی شده است که با استفاده از

pinMode ()

عملکرد. برای اینکه بتوانید پیام ارسال کنید ، آردوینو باید یک کانال ارتباطی جدید با آن باز کند

Serial.begin ()

به مانند این است که دکمه تماس را روی تلفن فشار دهید-از همان لحظه که یک خط ارتباطی را برای تماس باز می کنید. استدلال به Arduino می گوید که چگونه سریع ارتباط برقرار کند ، به عنوان مثال 9600 بیت در ثانیه (با نام مستعار baud).

حلقه خالی ()

{// دکمه پین ورودی را بخوانیدState = digitalRead (2) ؛ // چاپ وضعیت دکمه Serial.print ("سنسور:") ؛ Serial.println (buttonState) ؛ تأخیر (10) ؛ // برای بهبود عملکرد شبیه سازی کمی تأخیر کنید}

کد داخل حلقه وضعیت ورودی را با digitalRead () می خواند و آن را در متغیر buttonState ذخیره می کند. سپس تابعی به نام

Serial.println ()

داده ها را به مانیتور (از طریق کابل USB در مورد برد فیزیکی آردوینو) ارسال می کند. اگر در مرحله قبل تغییرات بلوک ها را در برنامه ایجاد کردید ، همچنین دارای یک

Serial.print ()

خط کد

چاپ

بعد از پیام خط جدیدی ارسال می کند و

چاپ

نمی کند برای مثال از نقل قول ها در اطراف برچسب های متن استفاده کنید

Serial.print ("سنسور:") ؛

به اگر می خواهید یک خط خروجی اشکال زدایی سریال ایجاد کنید ، ممکن است از چندین مورد استفاده کنید

Serial.print ()

دستوراتی که به دنبال آن تک آهنگ وجود دارد

Serial.println ()

مرحله 3: اشکال زدایی کد

در مدارهای Tinkercad ویژگی خاصی به نام Debugger وجود دارد. کد شما را وارد می کند و به شما امکان می دهد متغیرها و موارد دیگر را بررسی کنید.

با ویرایشگر کد باز شده ، با کلیک روی دکمه با نماد اشکال ، اشکال زدایی را پیدا کنید.

در حالت Blocks + Text (یا حالت فقط متن ، در صورت تمایل) ، روی یک شماره خط کلیک کنید تا نقطه شکست اضافه شود ، جایی که اشکال زدایی هر بار از طریق حلقه متوقف می شود.

شبیه سازی را شروع کنید.

وقتی متغیرها را متوقف می کنید برای مشاهده مقادیر آنها ، روی آنها حرکت کنید.

مرحله 4: راه اندازهای اصلی سریال

این مدارها به عنوان استارت مدار در دسترس هستند. می توانید هر زمان که بخواهید ورودی دیجیتال یا آنالوگ را بخوانید از این استارت مدار استفاده کنید و وضعیت آن را در Serial Monitor چاپ کنید.

استارت مدار آردوینو را از پنل اجزاء (منوی کشویی -> استارت -> آردوینو) بگیرید.

مرحله 5: نمودار داده های سریال

مدارهای Tinkercad همچنین دارای نمودار داخلی داده های سریال شما هستند ، مشروط بر اینکه جریان هیچ متنی در آن نداشته باشد. این برای تجسم تغییرات در قرائت سنسور و سایر ورودی ها ، و همچنین برای ردیابی متغیرها در برنامه شما مفید است.

با باز شدن مانیتور سریال ، روی دکمه نمودار کلیک کنید تا پانل نمودار باز شود. بلوک برچسب سنسور را که قبلاً اضافه کرده اید بردارید ، یا از یک استارت سریال جدید آردوینو برای ایجاد یک جریان داده سریال بدون متن استفاده کنید.

شبیه سازی را شروع کرده و با ورودی تعامل کنید تا تغییرات نمودار را مشاهده کنید.

مرحله 6: آن را با یک مدار فیزیکی آردوینو امتحان کنید (اختیاری)

شما می توانید یک مدار فیزیکی بسازید تا با این یا درس های ورودی دیجیتال یا ورودی آنالوگ همراه باشید ، سپس از نرم افزار Arduino رایانه خود برای مشاهده داده های سریال وارد شده از طریق کابل USB استفاده کنید. برای برنامه ریزی Arduino Uno فیزیکی خود ، باید نرم افزار رایگان (یا افزونه ای برای ویرایشگر وب) را نصب کرده ، سپس آن را باز کنید.

با اتصال قطعات و سیمها به مدار Arduino Uno سیم کشی کنید تا با اتصالات نشان داده شده در مدارهای Tinkercad مطابقت داشته باشد. برای آشنایی بیشتر با کار با برد فیزیکی Arduino Uno ، کلاس آموزشی رایگان Arduino را مشاهده کنید (مدار مشابهی در درس سوم توضیح داده شده است).

کد را از پنجره کد مدارهای Tinkercad کپی کرده و در نرم افزار Arduino خود در یک طرح خالی بچسبانید ، یا روی دکمه بارگیری (پیکان رو به پایین) کلیک کنید و باز کنید

همچنین می توانید با رفتن به مسیر File -> Examples -> 03. Analog -> AnalogInOutSerial یا File -> Examples -> 02. Digital -> DigitalInputPullup این فایل ها را در نرم افزار Arduino پیدا کنید.

کابل USB خود را وصل کرده و برد و پورت خود را در منوی Tools نرم افزار انتخاب کنید.

کد را روی برد خود بارگذاری کنید ، سپس روی نماد ذره بین در گوشه بالا سمت راست کلیک کنید تا مانیتور سریال باز شود. دوبار بررسی کنید که میزان باود با میزان تنظیمات شما مطابقت داشته باشد

Serial.begin (9600)

دکمه را فشار دهید یا دکمه را بچرخانید و شاهد تغییر اعداد در پنجره Serial Monitor خود باشید.

مرحله 7: بعد ، سعی کنید…

اکنون که چاپ روی Serial Monitor را آموخته اید ، آماده آزمایش انواع جدیدی از سنسورهای دیجیتال و آنالوگ و همچنین خواندن داده های سریال ورودی (ورودی صفحه کلید کاربر) هستید.

آیا می توانید یک مدار و برنامه واحد ایجاد کنید که ورودی های آنالوگ و دیجیتال نشان داده شده در این درس را چاپ کند؟

در اینجا پیوندی به مدار تصویر شده و کد آردوینو آن آمده است:

int int buttonState = 0؛

int sensorValue = 0؛ void setup () {pinMode (2، INPUT)؛ pinMode (A0 ، INPUT) ؛ Serial.begin (9600)؛ } void loop () {// دکمه پین ورودی را بخوانیدState = digitalRead (2)؛ // ورودی را روی پین آنالوگ 0 بخوانید: sensorValue = analogRead (A0)؛ // چاپ مقادیر در مانیتور سریال Serial.print (buttonState) ؛ Serial.print ("،") ؛ Serial.println (sensorValue) ؛ تأخیر (10) ؛ // برای بهبود عملکرد شبیه سازی کمی تأخیر کنید}

به آزمایش یک سنسور جدید و ترکیب ورودی ها و خروجی ها ادامه دهید ، برای مثال در درس نمودار نمودار نوار LED سنسور دما ، درس سنسور حرکت PIR یا درس مقاومت در برابر عکس. (به زودی). از صفحه کلید رایانه خود برای ارسال داده های سریال به Arduino خود و تفسیر آن با استفاده کنید

Serial.read ()

(درس به زودی)

همچنین می توانید مهارت های الکترونیکی بیشتری را با کلاس های رایگان Instructables در Arduino ، Basic Electronics ، LED ها و Lighting ، چاپ سه بعدی و موارد دیگر بیاموزید.