Arduino UNO στο Tinker CAD

Η μοντελοποίηση του σχεδιασμού ηλεκτρονικών και λογισμικού πραγματοποιείται εισερχόμενοι στην ενότητα “Κυκλώματα” (“Circuits”) (Εικ. 38) στο Tinker CAD (η ενότητα “3D design” μπορεί να έχει χρησιμοποιηθεί προηγουμένως για τη μοντελοποίηση τμημάτων των δακτύλων). Μπορεί κανείς να βρει μια εκτενή βιβλιοθήκη παραδειγμάτων και σχεδίων του Tinker CAD για μάθηση.

Το γραφικό περιβάλλον ανάπτυξης του Tinker Cad περιλαμβάνει 2 μέρη: τα εικονικά ηλεκτρονικά στα αριστερά και συλλογές ηλεκτρονικών στοιχείων ή τον επεξεργαστή προγραμματισμού στα δεξιά (όπως φαίνεται στην Εικ. 39). Το τελευταίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε δύο εναλλακτικές λειτουργίες:

  • Επεξεργαστής προγράμματος C, όπως στο SKETCH – μπορεί κανείς να εξάγει ένα αρχείο προγράμματος C για να φορτωθεί σε ένα πραγματικό UNO·
  • Γραφικό περιβάλλον προγραμματισμού “CodeBlocks”, εξαιρετικά παρόμοιο με το SCRATCH2. Το πρόγραμμα CodeBlocks μετατρέπεται αυτόματα σε πρόγραμμα C (αλλά δεν ισχύει το αντίστροφο, οπότε πρέπει να προσέχετε να μην χάσετε τη δουλειά σας).

Θα χρησιμοποιηθούν 5 σερβοκινητήρες για να κινούν τα δάχτυλα του βιονικού χεριού στο εικονικό πείραμα, όπως φαίνεται σχηματικά στις Εικόνες 39 και 40. Οι κινητήρες θα ελέγχονται και θα οδηγούνται από το UNO, και 10 κουμπιά (5 δάχτυλα x 2 κατευθύνσεις = 2 σειρές κουμπιών) θα χρησιμοποιούνται για την έναρξη της κίνησης.

Εικόνα 40. Το εικονικό πείραμα - κίνηση 5 σερβοκινητήρων (δακτύλων) με το UNO. Υπάρχουν επιπλέον πολύμετρα που χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο του ρεύματος μέσω των κουμπιών και ενός σερβοκινητήρα, ώστε να αποφευχθεί πιθανή υπερφόρτωση

Ο σερβοκινητήρας είναι μια ψηφιακή συσκευή, που περιστρέφει έναν άξονα σε μια συγκεκριμένη θέση (συνήθως από 0 έως 180 μοίρες). Οι κινητήρες (ακίδες ελέγχου) πρέπει να συνδεθούν σε PWM (Pulse-Width Modulation – ο τρόπος καθορισμού της θέσης περιστροφής) σημειωμένες ψηφιακές εξόδους του UNO. Συνολικά, υπάρχουν 6 τέτοιες (PWM) ψηφιακές έξοδοι σε ένα UNO.

Ένα σετ κουμπιών (π.χ. “Πάνω”) θα συνδεθεί σε αναλογικές εισόδους ενός UNO, ενώ ένα άλλο σετ (π.χ. “Κάτω”) κουμπιών - σε ψηφιακές εισόδους του UNO. Πρέπει να αναφερθεί ότι η σύνδεση ενός κουμπιού σε αναλογική είσοδο και η ανάγνωση της τιμής απαιτεί ελαφρώς περισσότερη προσπάθεια από ό,τι σε ψηφιακή είσοδο.

2 Γραφικό περιβάλλον προγραμματισμού, σχεδιασμένο από το MIT.EDU και ευρέως χρησιμοποιούμενο για τη διδασκαλία προγραμματισμού στα σχολεία https://scratch.mit.edu/