Arduino для начинающих: setup и loop, цифровые выводы, макетная плата, светодиод и резистор, ШИМ, звук, ЖК-дисплей — тест

Интернет вещей начинается с одного светодиода: подключить его к плате Arduino через резистор, написать скетч из двух функций и заставить мигать. Первые разделы программы знакомят с микроконтроллером, макетной платой и основами электрических цепей, а затем — с ШИМ, которая позволяет менять яркость и извлекать звук из цифрового вывода.

Что проверяется

Платформа Arduino и среда Arduino IDE. Структура скетча: setup выполняется один раз, loop — бесконечно; pinMode, digitalWrite, delay. Макетная плата и соединение её отверстий. Подключение светодиода: полярность, назначение токоограничивающего резистора и его расчёт по закону Ома. Входы и выходы. Широтно-импульсная модуляция: analogWrite, коэффициент заполнения, выводы с тильдой, почему глаз видит изменение яркости. Генерация звука функцией tone. Мигание, период и частота. ЖК-дисплей 16 × 2.

Задания

Пятнадцать заданий: рассчитать сопротивление резистора, коэффициент заполнения ШИМ и частоту мигания, сопоставить функцию скетча и её действие, разделить компоненты на входы и выходы, расставить события работы скетча по времени, выбрать верные утверждения о макетной плате.

Разбор

Пояснения показывают, почему светодиод без резистора сгорает, почему на analogWrite(pin, 64) он светится примерно на четверть, почему частота мигания при delay(500) равна 1 Гц и почему цифровой вывод, выдающий только 0 или 5 В, может плавно менять яркость.

Назначение

Работа рассчитана на первые двадцать два часа программы, до раздела о датчиках. Ошибки в подключении и расчёте резистора здесь безобидны — дальше, с реле и нагрузкой, они становятся опасными, поэтому их лучше поймать сейчас. Программа «Интернет вещей» — семьдесят два часа работы с платформой Arduino: половина времени уходит на датчики, остальное — на программирование, исполнительные механизмы и итоговый проект. Каждый ученик собирает не меньше двух устройств, а команда до трёх человек — управляемую систему по технологии интернета вещей. Эта работа — первая из 3 по курсу.

Условия прохождения

Задания открываются в браузере на компьютере, планшете или мобильном телефоне, поэтому подойдёт любое устройство под рукой. Учитель может задать период, в течение которого доступен тест, поэтому его допустимо выполнять и дома. Встроенная защита от списывания отмечает, когда учащийся уходит со страницы теста в другие окна или программы.