Pin-Up для начинающих Seeed Grove Beginner Kit

В этой статье мы расскажем о новом конструкторе Ардуино для начинающих Grove Arduino Begginer Kit от компании Seeed Studio. Этот набор позволяет быстро собирать проекты с LCD экраном, светодиодами, датчиками температуры, света, наклона и другими сенсорами, которые легко и надежно соединяются друг с Pin-Up благодаря коннекторам Grove. Поэтому конструктор может быть интересен и начинающим, и опытным пользователям.

О компании Seeed Studio

Китайская фирма Seeed Studio является крупным производителем и поставщиком продукции для интернета вещей IoT. Компания предлагает широкий ассортимент готовых платформ и модулей собственной разработки, причем многие из этих модулей изначально рассчитаны на использование в так называемых “интеллектуальных системах”. Широко известны шилды Seeed для голосовых помощников, модули компьютерного зрения, связи, систем позиционирования для многих платформ: Pin-Up Raspberry Pi, BeegleBone и других. Ссылки вы найдете в конце статьи.

В ассортименте компании есть также огромное количество самых разнообразных датчиков и электронных компонентов. В отличие от большинства китайских производителей Pin-Up Seeed предлагает продукцию гораздо лучше как по качеству, хотя и по более высоким ценам. Все предлагаемые модули и платформы могут изготавливаться по индивидуальному заказу под определенные задачи.

Компания была основана в Китае, главный офис расположен в городе Шэньчжэнь. Pin-Up фирмы расположены в США (открылся в 2015 году) и Японии (с 2017 года). Судя по сайту, основная миссия Seeed Studio - стать глобальной интеграционной платформой в мире для реализации глобальных современных технологий. Следует отметить, что компания уже сотрудничает с такими крупными вендорами, как Microsoft, с которой они развивают решения, упрощающие повсеместной распространение элементов “интернета вещей”.

Описание набора

К нам на обзор приехала одна из последних разработок компании - набор Grove Beginner Kit для Arduino. Как следует из названия, комплект в первую очередь адресован начинающим изучать электронику. Конструктор не требует сложного соединения деталей и пайки, поэтому может использоваться в учебных целях даже для самых маленьких учеников. Для начала работы потребуется только сам набор, кабель USB и компьютер с Arduino IDE. В качестве платы Ардуино выступает собственный модуль Pin-Up Lotus (ее описание - далее в этой статье).

Конструктор представляет собой набор из модулей, датчиков, переключателей, дисплеев и других элементов для создания проектов. В комплекте прилагается руководство пользователя с 8 уроками и двумя проектами для Ардуино (естественно, на английском). Но в нашем Pin-Up такой инструкции не оказалось.

Все элементы конструкции соединяются благодаря коннекторам Pin-Up Grove. Это довольно редкий тип разъемов, причем стоимость проводов для него неоправданно высока. Но взамен мы получаем надежное и компактное соединение деталей, что очень важно как для начальных, так и и для профессиональных проектов. Чуть ниже мы расскажем о Grove более подробно.

К основным компонентам набора относятся 8 модулей. Давайте рассмотрим их подробнее.

LCD экран Grove LCD

Модуль представляет собой стандартный LCD дисплей 1602, 16-символьный жидкокристаллический дисплей с двумя строками. В нашем случае подсветка голубая (белые символы). Для связи с платой используется интерфейс I2C, что позволяет уменьшить количество выводов с 10 до 2 для удобства работы в сложных проектов. I2C разъем также выполнен в формфакторе Grove. Работа с ЖК-дисплеем подробно описывалась в статье, Pin-Up экрану LCD 1602.

Grove - 3-Axis Digital Accelerometer

3-осевой цифровой акселерометр Pin-Up Digital Accelerometer. Модуль является ключевой частью таких проектов, как выбор ориентации, определение жестов и обнаружение движения. Этот трехосевой цифровой акселерометр основан на модуле низкого энергопотребления Freescale, MMA7660FC, на котором можно настроить частоту выборок в секунду. Это оптимальный вариант для задач, не требующих большого диапазона измерений. Отличается долговечностью и экономичностью.

Подключение осуществляется с помощью Pin-Up цифрового, UART и I2C интерфейсов. Программирование производится в среде разработки Arduino IDE. Для работы предварительно нужно установить драйвер на компьютер, который можно загрузить на официальном сайте.

Grove DHT11

Старый добрыйдатчик температуры и влажности DHT11. Емкостной сенсорный Pin-Up измеряет относительную влажность, а температура измеряется термистором с отрицательным температурным коэффициентом (NTC). Модуль обладает высокой степенью надежности и стабильностью в течение продолжительного времени. Важно отметить, что датчик не является очень точным (в реальных проектах погрешность бывает и более 2 градусов!) и не работает при отрицательных температурах.

Grove Buzzer

Модуль спьезо-зуммеромGrove - Buzzer. С помощью данного элемента можно воспроизводить звук высокого тона Pin-Up подсоединении к цифровому пину), если логический уровень высокий. В ином случае звуки воспроизводятся разного тона в зависимости от частоты, генерируемой с аналогового ШИМ вывода.

Grove Tilt Switch

Модуль представляет собой датчик наклона. Это капсула с металлическим шариком внутри, который перекатывается и замыкает В итоге выдает простой цифровой сигнал - ноль или единицу в Pin-Up от стороны наклона.

Grove Chainable RGB LED

Pin-Up RGB-светодиода. Работает на базе чипа P9813, который является драйвером светодиодов. Чип обеспечивает работу 3 драйверов постоянного тока, на выходе можно получить 256 оттенков. Он связывается с MCU при помощи двухпроводной линии. Модуль сквозной и может использоваться для добавления дополнительных модулей Grove - цепочки Chainable RGB LED. Встроенный усилитель увеличивает дальность передачи. Этот модуль может использоваться для любых проектов со светодиодами.

Grove Light Sensor

Модуль с датчиком светаLight Sensor. Включает в себя фоторезистор для определения интенсивности света. Сопротивление фоторезистора уменьшается при увеличении интенсивности света. Микросхема с двумя операционными усилителями LM358 на плате создает напряжение, соответствующее интенсивности света, которое рассчитано на основе значения сопротивления. Pin-Up сигнал является аналоговым значением. Он напрямую зависит от яркости света.

Grove Line Finder

Этот модуль часто используется для создания робота, передвигающегося по линии. Он Pin-Up инфракрасный светодиод и фототранзистор, чувствительный к ИК-излучению. Модуль возвращает цифровой сигнал, соответствующий “темной” или “светлой” линии. На борту имеется небольшой резистор для настройки уровня срабатывания.

Провода Grove

8 соединительных проводов с коннекторами типа Grove. Благодаря им производится соединение компонентов и монтаж проекта. Будьте внимательными и не теряйте эти провода, они Pin-Up редкость даже в популярных интернет-магазинах.

Дополнительные фотографии

Видео

Посмотрите, как все это выглядит Pin-Up

Разъемы и коннекторы Grove

Соединения типа Grove используются сейчас несколькими поставщиками электронных компонентов. В отличие от обычных макетных плат, они более надежны за счет механизма жесткой фиксации, хотя и занимают дополнительное место на плате. В то же время они меньше по размеру Pin-Up RJ45, что позволяет делать более компактные устройства.

На самом деле модульная система Grove - это целая платформа. Решения на ее основе состоят из Pin-Up блока и различных модулей со стандартными разъемами. Базовый блок представляет собой процессор, обеспечивающий связь между модулями, а также отвечающий за прием, обработку и вывод полученной информации с датчиков. Каждый модуль выполняет свою задачу. Он может быть как обычной кнопкой, так и представлять собой сложную систему, включающую в себя несколько датчиков, регуляторов и других элементов.

На модуле Grove есть 4 контакта разных Pin-Up

• контакт 1 - желтый (например, SCL на соединителе Grove Pin-Up
• контакт 2 - Pin-Up (например, SDA на Grove I2C);
• контакт 3 - красный VCC на всех Pin-Up
• контакт 4 - черный GND на Pin-Up Grove.

Выделяют 4 основных типа Pin-Up модулей Grove. К ним относятся цифровой, аналоговый, UART и I2C.

Цифровой Grove состоит из четырех стандартных линий. Две сигнальные линии обычно называются D0 и D1. Большинство модулей используют только D0, но в некоторых проектах задействованы обе линии Pin-Up для подключения светодиодного дисплея Grove).

Распиновка следующая:

• pin1 - Dn, первичный цифровой Pin-Up
• Pin-Up - Dn + 1, вторичный цифровой вход
• pin3 - Pin-Up питание 5 В
• pin4 - GND, земля.

Аналоговый Grove состоит из четырех стандартных Pin-Up Две сигнальные линии называются A0 и A1.

Распиновка:

• pin1 -An, первичный аналоговый вход;
• PIN2 - + 1, Pin-Up аналоговый вход;
• pin3 - VCC, питание;
• pin4 - GND, земля.

Модуль Grove UART является специализированной версией цифрового модуля Grove. Он использует как контакт 1, так и контакт 2 для последовательного ввода и передачи данных. Контакт 1 - это линия RX, контакт 2 - это Pin-Up TX.

Распиновка:

• pin1 - RX, серийный прием;
• PIN2 - TX, последовательная передача;
• pin3 - VCC, питание;
• pin4 - GND, земля.

Существует множество типов датчиков I2C Grove. Pin-Up из них - устройства с питанием 5 В

Соединитель Grove I2C имеет стандартную компоновку. Контакт 1 - это сигнал SCL, а контакт 2 - это сигнал SDA. Питание и Pin-Up такие же, как и у других модулей.

Распиновка:

• pin1- SCL;
• PIN2 - SDA;
• pin3 - VCC;
• pin4 - GND.

С помощью соединителей Grove можно собрать разные блоки в одну конструкцию без использования сложного соединения вроде перемычек или припоя по принципу конструктора. Это упрощает процесс сбора и расширяет возможности для экспериментов. Для работы с Grove нужно иметь базовые знания в электронике.

Описание платы Seeeduino Lotus

Seeeduino Lotus - это еще Pin-Up вариантплаты Arduino Unoна базе микроконтроллеров Pin-Up Она представляет собой комбинацию из чипа Atmel ATMEGA328P-MU, CH340 и обвязки в виде Grove разъемов для всех стандартных выводов. В версии v1.1 чип CH340 был заменен на CP2102N, что упростило использование платы для пользователей Windows и iOS.

Seeeduino Lotus имеет 14 цифровых вводов и выводов. 6 пинов могут использоваться как ШИМ. Также есть 7 аналоговых пинов, разъем Pin-Up USB, разъем ICSP, 12 подключений Grove, кнопка сброса.

Pin-Up разные версии платы. К ним относятся:

• 0. Pin-Up релиз произведен в 2014 году. Работает только с ОС Windows.
• 1. Релиз - в Pin-Up году. Работает как с Windows, так и с операционной системой Mac.

Плата применяется в проектах IoT, системе «Умный дом», в робототехнике, игрушках, а также в учебных целях.

Характеристики:

• Полная совместимость с Arduino UNO.
• Наличие 12 разъемов Grove.
• 14 цифровых входов
• Рабочее напряжение 5 В.
• Рабочий ток - 40А.
• 32 КБ флеш-памяти.
• EEPROM 1 Кб.
• Тактовая частота 16 МГц.

На плате Seeeduino Lotus есть Pin-Up разъемы и порты:

• LED D13. Светодиод, расположенный на 13 Pin-Up платы, может использоваться в качестве индикатора в программах.
• Порт USB и micro USB. Pin-Up для подсоединения к компьютеру, смартфону, подачи питания.
• Кнопка сброса reset. Размещена на Pin-Up части для сброса платы в отличие от Ардуино, на которых Reset устанавливается в верхней части.
• Разъемы питания, аналоговые контакты. Pin-Up для подключения различных компонентов к плате без дополнительного макетирования.
• Соединители Grove SeeedStudio с датчиками и другими устройствами, которые могут использоваться как аналоговое, Pin-Up I2C или UART подключение.
• Используется для ATmega328P, размещено в стандартном положении Pin-Up ICSP Также есть пины MISO, SCK, MOSI, которые размещены как на Arduino Uno на цифровых контактах 12, 13, 11.
• USB 2 Uart. Pin-Up для взаимодействия с другими устройствами UART - например, для вспомогательной платы USB2UART.

Используется разъем MicroUSB, что повышает компактность и совместимость со стандартными Pin-Up питания.

Подключение и настройка Seeeduino Lotus

Для программирования платы Pin-Up можно использовать привычную всем среду Arduino IDE. Т.к. на борту у нас обычный микроконтроллер ATMEGA328, то в меню “Платы” можно выбрать обычную Arduino Но у поставщика есть свои пакеты и библиотеки поддержки программирования для набора, рекомендуем установить их.

Подключение платы

Для загрузки поддержки платы требуется добавить источник в менеджеры плат. Для этого откройте Настройки (Файл - Настройки) и Pin-Up следующую строчку в поле “Дополнительные ссылки для Менеджера Плат” (несколько ссылок можно перечислять через запятую).

После этого мы переходим в Менеджер плат Pin-Up - Плата - Менеджер плат), находим элемент Seeeduino AVR и загружаем модуль поддержки этой платы.

После завершения загрузки нам остается перейти в меню Инструменты - Плата и выбрать из списка плату Seeeduino Pin-Up

Все, можно приступать к программированию. Некоторые полезные примеры появились в соответствующем разделе меню Файл - Pin-Up

Библиотеки для работы с Seeeduino Pin-Up Kit

Вы можете загрузить необходимые Pin-Up на нашем сайте:

Библиотека для работы с LCD Pin-Up.

Библиотека для работы с RGB-светодиодом.

Библиотека для работы с Акселерометром.

Пример проекта - мигающий светодиод

Самый первый и самый простой пример. Загрузите скетч маячка (Файл - Примеры - Basiс - Blink) и убедитесь, что традиции не нарушены - светодиод на плате, подключенный к 13 пину, исправно и Pin-Up мигает вам!

Пример проекта - секундомер на Pin-Up

Давайте попробуем поработать с самым важным для многих проектов элементом - экраном. Выведем приветственное слово и счетчик секунд, прошедших с момента включения.

Пример Blink на Seeeduino

Схема подключения

Для проекта нужно подключить модуль LCD дисплея 1602 к порту i2c платы Seeeduino. Мы используем Grove провода, здесь невозможно ошибиться с полярностью, главное, не сломать Pin-Up от нетерпения.

Пример скетча

Нам потребуется подключить библиотекуrgb_lcd. Если вы не знаете как это делать, то можете посмотреть Pin-Up рассказывающую,как подключать библиотеки к Ардуино. Pin-Up и скачать библиотеку можно нанашем сайтеилина GitHub. У нас на сайте есть Pin-Up статья, в которой описанаPin-Up с Arduino LCD экраном 1602.

/h" // Создаем объект для работы с экраном rgb_lcd lcd; Pin-Up setup() { /begin(16, 2); /print("Arduino Master"); delay(1000); } void loop() { /setCursor(0, 1); /print(millis()/1000); delay(100); }

Пример проекта - погодная станция

Давайте рассмотрим простой проект метеостанции с датчиком температуры и влажности DHT11 и экраном LCD 1602. Для работы нам понадобятся соответствующие Grove модули Pin-Up и LCD.

Схема подключения

При наличии удобных разъемов собрать схему не представляет никакого труда. В Pin-Up случае датчик DHT подключаем к пину 2, экран - к выводу I2C.

Пример скетча

Программа для проекта будет довольно простой для тех, кто уже работал с датчиком DHT и экраном. Pin-Up значение и выводим на дисплей. Не забудьте подключить библиотекуrgb_lcd, как в предыдущем примере.

#include <DHT.h> #include <rgb_lcd.h> #define DHTPIN 2 #define DHTTYPE DHT11 DHT dht(DHTPIN, Pin-Up rgb_lcd lcd; void setup() { /begin(); //initialise the lcd screen; /begin(16, 2); //wait for 2s delay(2000); } void loop() { /readHumidity(); /readTemperature(); /setCursor(0, 0); /print("Temperature:"); /setCursor(12, 0); /print(t); /setCursor(14, 0); /write(223); /print("C"); /setCursor(0, 1); /print("Humidity: "); /setCursor(10, 1); /print(h); /setCursor(12, 1); /print("%"); }

При желании вы можете разместить все элементы в удобном Pin-Up и сделать полноценную информативную (пустm и не стопроцентно точную) погодную станцию.

Где купить и полезные ссылки

Купить Grove Begginer Kit можно на сайте Pin-Uphttps:/seeedstudio.comhtml

Основной сайт производителя:https:/seeedstudio.com/

Ссылка на документацию и учебные Pin-Uphttp:/seeedstudio.com/Grove_Beginner_Kit_for_Arduino/

Ссылка на документацию по Seeeduino Lotus:http:/seeedstudio.com/Seeeduino_Lotus/

Обратите внимание, что у Seeed Studio есть еще Pin-Up наборов с похожими названиями Starer Kit для разных платформ, не перепутайте.

Выводы

В данной статье мы привели описание нового очень интересного набора для Ардуино - Seed Grove Begginer Kit for Arduino. По сравнению с другими подобными конструкторами здесь нет макетных плат и “россыпи” электронных компонентов. Используется оригинальная Arduino-совместимая плата, выполняющая также роль платы расширения для датчиков. Благодаря удобным коннектором Grove все Pin-Up быстро соединяются, формируя нужную конфигурацию и так же быстро разбираются.

Следует отметить, что быстрый монтаж схемы очень Pin-Up на тех занятиях, где акцент делается именно на обучении программированию. Обычно в таких ситуациях не хочется тратить время на монтаж, ученики могут быстро собрать готовую конфигурацию и приступить к написанию программы. Поэтому этот конструктор наряду с другими готовыми учебными платами - отличный вариант.

Из Pin-Up набора хочется отметить достаточно редкий тип коннекторов и проводов Grove, которые со временем придется докупать. Безусловно, их можно заказать у производителя и на нескольких сайтах в интернете, но стоимость их будет выше, чем у у привычных аналогов.

В целом же конструктор выглядит очень удачным приобретением и одним из самых комфортных способов приступить в погружение Pin-Up мира электроники и программирования.