CANSAT & ARDUINO step by step

Transkript

1 CANSAT & ARDUINO step by step Jens Dalsgaard Nielsen SATLAB Aalborg Universitet Danmark 1/51

2 Arduino CANSAT - MÅL At måle ved hjælp af sensor temperatur, tryk, acceleration, CO2, lys,... At sende målte data til jord At gemme målte data ombord i CANSAT (backup) 2/51

3 Arduino CANSAT - MÅL 2 KISS - Keep It Simple Stupid Meget enkle programkode: 1) Læs sensorer 2)Gem måledata og send til ground station 3)Vent 4)Gå til 1) Læs igen 3/51

4 Programmering Al funktionalitet gennem programmering Programmeringssprog C Program struktur Sensor håndtering Kommunikationshåndtering 5/51

5 C / C++ Imperativt sprog - DU specificerer udførelsen af opgaven inkl rækkefølge 6/51

6 int i,j; // erklaering af variable af type heltal i = 4; // i = 4*3 + 2*3; i = i+4 ; //adder 4 til i if ( i == 4) { j = 33; // kommentar /* kommentar over flere linier */ } 7/51

7 Q Q Q Q Q Hvor mange har kodet en Arduino før? hvor mange har programmeret før? meget / noget / lidt / intet Hvis meget / noget så... hvilket sprog? 8/51

8 Flere ting samtidig 1)Installation og test af SW 2)Igang med C programmering 3)Igang med struktur af programmer 4)Igang med at håndtere sensorer i CANSAT 9/51

9 Det første problem - Installation Kom på WLAN (eller CD) SW Specielt for windows xp/vista/7 special attention der skal installeres drivere Følg instrukser 10/51

10 Er det muligt? JA :-) Er det svært? NEJ? men læs vejledning først. Et check: W7 uden drivere blinker TX lysdioden IKKE når arduino sender data over serielle forbindelse 11/51

11 Andre operativsystemer? Linux ingen installation af ekstra drivere MAC ingen installation af ekstra drivere Der findes også besværligere måder at gøre det på Eclipse og andre værktøjer 12/51

12 Kommunikation Forbindelse mellem Arduino og PC USB kabel - ikke kritisk Hastighed - kritisk Konfiguration - hastighed ( langsom) DFT Baudrate (bit pr sekund) standard værdier 9600 baud ~ 800 tegn pr sekund baud ~ 9600 tegn pr sekund Skal blot passe i Arduino og PC (snakke samme hastighed) 13/51

13 Arduino programstruktur 14/51

14 Arduino programstruktur Læs sensor fortolke læsning sende data hjem 17/51

15 Kørbart eksempel 18/51

16 her er jeg her er jeg her er jeg her er jeg (med 1 sekund mellem linierne) Eksempel 19/51

17 Første måling 20/51

18 analog måling: Arduino har 6 analoge kanaler der kan måle spænding i området 0-5V. analogread(kanal nr) ; læse alle int i,data; for (i = 0 ; i < 6 ; i=i+1) { data = analogread(i); Serial.print(data); Serial.print(, ); } 21/51

19 Omregning af værdier heltal (int) [ ] kommatal (float) - 1*10^38...1*10^38 ca Arduino måler spænding i heltal 0V ~= 0 - i måletal 5V ~= 1023 så man skal selv regne om! 22/51

20 Sensor temperatur - LM35 Lineær: 10 mv/grad Celcius fra +2 til +150 gr Celcius analogread(kanal) 23/51

21 Første måling - II Indendøre : 20 grader 20 * 10mV = 200 mv = 0.2V Vi måler: 40 hvorfor? 24/51

22 Første måling - II Indendøre : 20 grader 20 * 10mV = 200mV Vi måler 40 hvorfor? fordi (0.2V/5V)*1023 = 40 altså ingen Volt 25/51

23 Ingeniør/SI enheder 1 tælletal svarer til 5/1023 V ok???? - ledende spørgsmål... 26/51

24 Ingeniør/SI enheder NOPE vi arbejder jo i heltal 20 grader tælletal 40 5*40=/1023 = 200/1023 = 0!!! (der rundes ned) 27/51

25 Løsning 1 send tælletal (40) lav selv omregning hjemme på PC 28/51

26 Løsning 2 - kommatal tvinges over og regne i kommatal 29/51

27 Tryk og højde 1 atm std kPa Aalborg : kpa I 400 m ca 95 kpa 30/51

28 Tryk sensor mpx m ~= 4.4V 400m ~= 3.9V 0.5V/400m eller 0.005V/4m ( 1 tælletal) 31/51

29 Accelerometer 32/51

30 intet specielt! Storage, radio osv osv Alt der skrives med Serial.print(ln) skrives også til radio sdkort så... 33/51

31 34/51

32 Digitale input/output Der er digital input og output: høj/sand ~= 5V lav/falsk ~= 0V Kan benyttes til kontakter mm 35/51

33 36/51

34 37/51

35 digitalt input Problem: hvad nu hvis der intet er tilslutte digitale indgang? Så svæver den == ikke pålidelig Arduino kan forbinde digitale udgang med intern modstand til 5V. Ingen tilslutning på indgang så måles der høj(5v) pinmode(pin, INPUT); // set pin to input digitalwrite(pin, HIGH); // turn on pullupresistor(20kohm) 38/51

36 Analog output i tælletal frekvens ca 490 Hz dvs ca 2 msec pr periode 39/51

37 40/51

38 setup simpel output 41/51

39 Rigtig måling 42/51

40 øvelse1 mål spænding på analog 3 skriv ud sæt analog 3 med ledning fra hhv 3.3V og 5V 43/51

41 next step modular coding Formål: at kunne forberede et forsøg Ide: At man i forvejen kan lave noget funktionalitet. Metode: arduino projekt en skjult fil 44/51

42 45/51

43 46/51

44 Funktioner - modularisering Det talte sprog ;-) setup loop maal senddata SovLIdt gåtiltop 47/51

45 48/51

46 49/51

47 til tasterne 50/51

48 Kalibrering ikke kun programmering 51/51