Systemy sterowania i pomiaru na platformie Arduino

Podstawy programowania C++

Podstawy użycia formularzy, pól wejściowych/sterujących i parametrów zapytań w HTML

przedmiot fakultatywny

W1: Zna protokoły komunikacyjne występujące na platformie Arduino.

W2: Zna podstawowe wzory fizyczne wykorzystywane w elektronice.

W3: Rozróżnia wejścia analogowe od cyfrowych, zna pojęcie PWM.

W4: Ma wiedzę na temat semantyki i składni języków Wiring/C++ (K_W03)

W5: Ma wiedzę na temat wykorzystania skryptu HTML do sterowania podzespołami.

W6: Ma wiedzę na temat wykorzystania elementów elektronicznych w projektach(K_W06).

U1: Potrafi odnaleźć specyfikację producenta i załączone do niej biblioteki. Potrafi zaadaptować bibliotekę do wymagań projektu.

U2: Potrafi wyliczyć wartości fizyczne dla obwodu lub elementu.

U3: Pisze programy w języku Wiring i adaptuje skrypt HTML w celu sterowania elementami (K_U05).

U4: Potrafi wykorzystać protokół I2C do komunikacji z elementami, potrafi użyć złącza Qwiic do wygodnej komunikacji I2c bez lutowania.

U5: Wykorzystuje sensor światła i koloru do odczytu skalibrowanej wartości RGB.

U6: Potrafi odczytać wartości z analogowych i cyfrowych sensorów środowiskowych lub klimatycznych.

U7: Potrafi wykorzystać elementy sterujące i elementy wizualizujące, używa detektora gestów do sterowania elementami.

U8: Potrafi wyświetlić dane za pomocą magistrali szeregowej oraz ekranów ciekłokrystalicznych.

U9: Steruje elementami programowalnymi, takimi jak matryce rgb.

U10: Potrafi wykorzystać zegar czasu rzeczywistego.

U11: Potrafi integrować elementy w układ elektroniczny (K_U32)

K1: Myśli twórczo w celu udoskonalenia istniejących bądź stworzenia nowych rozwiązań (K_K02).

K2: Doskonali swoją wiedzę z wykorzystaniem różnych źródeł informacji(K_K03).

K3: Dostrzega zależności i wyciąga wnioski z obserwacji.

M1: Wykład informacyjny

M2: Zadania samodzielne

M3: Wykład problemowy

Po ukończeniu zajęć uczestnicy będą potrafili samodzielnie projektować i programować systemy oparte na Arduino, integrujące sterowanie urządzeniami, komunikację sieciową oraz przetwarzanie danych z czujników. Zdobyta wiedza pozwoli na tworzenie zaawansowanych projektów IoT, takich jak inteligentny dom, system monitoringu środowiska.

Zajęcia mają charakter praktyczny – uczestnicy będą realizować projekty z wykorzystaniem rzeczywistych komponentów, a następnie testować ich działanie w różnych scenariuszach.

Zakres tematyczny zajęć:

1. Praca z czujnikami środowiskowymi

- Pomiar temperatury, wilgotności, ciśnienia, wysokości ( LM35DZ, AM2320, LPS331AP), za pomocą portów analogowych i cyfrowych.

- Przetwarzanie i wizualizacja danych ( obsługa ekranu LCD I2C, wizualizacja poprzez magistralę szeregową)

2. Sterowanie diodami, diodami RGB i adresowalnymi LED

- Podłączenie i programowanie diod RGB (zasilanie, sterowanie PWM).

- Dobór rezystorów dla diod LED.

- Sterowanie adresowalnymi paskami/pierścieniami LED

- Sterowanie wbudowaną matrycą led (Arduino Uno R4 WiFi)

- Tworzenie efektów świetlnych i synchronizacja z danymi z czujników, elementów sterujących i przerwań.

3. Komunikacja Wi-Fi i serwer HTTP w IoT

- Konfiguracja modułów Wi-Fi w Arduino.

- Tworzenie lokalnego serwera do zdalnego sterowania urządzeniami przez przeglądarkę telefonu.

- Wysyłanie i odbieranie danych przez protokół HTTP.

- Implementacja interfejsu użytkownika (GUI) do monitorowania i zarządzania urządzeniami IoT.

4. Obsługa sensorów gestu, koloru i światła(APDS9960), przycisków i potencjometrów

- Wykorzystanie gestów do sterowania elementami

- Odczyt i kalibracja wartości koloru w schemacie RGB

- Wizualizacja danych RGB

- Obsługa podstawowych elementów sterujących (potencjometry, przyciski)

5. Wykorzystanie zegara czasu rzeczywistego (RTC)

- Konfiguracja modułu RTC

- Automatyzacja działań zależna od czasu

https://docs.arduino.cc/

Zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych odbywa się na podstawie aktywności, zdobytej wiedzy i pracy studenta podczas wykonywania projektów, co stanowi podstawę do wystawienia oceny końcowej.