Монитор последовательного порта Arduino в Tinkercad: 7 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Проекты Tinkercad »

Отслеживание всего, что происходит в вашей программе, может оказаться сложной задачей. Монитор последовательного порта - это способ отслеживать, что происходит в вашем коде, сообщая компьютеру через USB-кабель. В симуляторе Tinkercad Circuits монитор последовательного порта можно найти в нижней части панели «Код», а также его можно использовать для графического отображения переменных по мере их изменения. Используйте Serial Monitor, чтобы «поговорить» с компьютером, чтобы проверить, выполняет ли код Arduino то, что вы планировали. Это может быть очень полезно для решения проблем с вашим кодом (так называемая «последовательная отладка»).

В двух схемах этого урока используются те же конфигурации, что и в предыдущих двух уроках: цифровой ввод с помощью кнопки и аналоговый ввод с потенциометром. Единственное отличие состоит в том, что эти схемы имеют свободную проводку (без макетной платы) и не имеют подключенного внешнего светодиода. Да, и они запускают код для генерации последовательных сообщений, о которых мы узнаем в этом уроке.

Вы можете следить за этим виртуально, используя Tinkercad Circuits. Вы даже можете просмотреть этот урок в Tinkercad (требуется бесплатный вход)! Изучите образец схемы и создайте свою собственную прямо рядом с ней. Tinkercad Circuits - это бесплатная программа на основе браузера, которая позволяет создавать и моделировать схемы. Он идеально подходит для обучения, преподавания и создания прототипов.

Шаг 1. Печать на последовательный монитор с блоками

Давайте воспользуемся редактором блоков кода, чтобы прослушать входной вывод Arduino, а затем распечатать значение (аналоговое) или состояние (цифровое) входа в окне Serial Monitor. Нажмите кнопку «Код», чтобы открыть панель кода.

Щелкните Serial Monitor в нижней части панели кода.

Нажмите «Начать моделирование», чтобы запустить образец кода Arduino, и наблюдайте за числами в последовательном мониторе, когда вы взаимодействуете с потенциометром. Вы можете переключаться между двумя Arduinos, пока симуляция выполняется в Tinkercad Circuits, но во встроенном модуле выше будет отображаться только аналоговая схема.

После копирования образца схемы в свою учетную запись Tinkercad вы можете изменить код. Перейдите в категорию выходных кодов, затем перетащите блок «печать на последовательный монитор» и поместите его непосредственно перед последовательным блоком, который уже находится в программе.

Измените текст по умолчанию для обозначения ваших последовательных данных, например «датчик:» (не забудьте пробел после двоеточия), и настройте раскрывающееся меню на печать без новой строки.

Запустите моделирование и наблюдайте за изменением в Serial Monitor. Вы можете складывать такие последовательные блоки, чтобы создавать полезные сообщения обратной связи при разработке любого кода проекта.

Шаг 2: объяснение кода Arduino для последовательного монитора

Когда редактор кода открыт в Tinkercad Circuits, вы можете щелкнуть раскрывающееся меню слева и выбрать «Блоки + текст», чтобы отобразить код Arduino, сгенерированный блоками кода (недоступен во встроенном модуле на первом этапе). Этот код отправляет данные из Arduino в Serial Monitor, но на следующем уроке вы также можете узнать, как получать данные из Serial Monitor и двухстороннюю последовательную связь.

/*

DigitalReadSerial Считывает цифровой вход на выводе 2, выводит результат на монитор последовательного порта. Этот пример кода находится в открытом доступе. * /

Перед

настраивать()

мы видим многострочный комментарий, который начинается с

/*

и заканчивается

*/

int buttonState = 0;

В самом начале нашей программы мы создадим переменную для хранения состояния ввода.

установка void ()

{pinMode (2, ВХОД); Serial.begin (9600); }

Внутри настройки, как и в уроках аналогового и цифрового ввода, контакт, подключенный к переключателю или датчику, настроен как вход с использованием

pinMode ()

функция. Чтобы иметь возможность отправлять сообщения, Arduino должен открыть новый канал связи с

Serial.begin ()

. Это как нажатие кнопки вызова на телефоне - с этого момента вы открываете линию связи для звонка. Аргумент сообщает Arduino, как быстро обмениваться данными, например 9600 бит в секунду (также известный как бод).

пустой цикл ()

{// считываем входной контакт buttonState = digitalRead (2); // распечатать состояние кнопки Serial.print ("sensor:"); Serial.println (buttonState); задержка (10); // Немного задержимся, чтобы улучшить производительность моделирования}

Код внутри цикла считывает состояние ввода с помощью digitalRead () и сохраняет его в переменной buttonState. Затем функция с именем

Serial.println ()

отправляет данные на монитор (через USB-кабель в случае физической платы Arduino). Если вы внесли в программу изменения блоков на предыдущем шаге, у вас также будет

Serial.print ()

строка кода.

println

отправляет новую строку после сообщения, и

Распечатать

не. Например, используйте кавычки вокруг текстовых меток.

Serial.print ("датчик:");

. Если вы хотите сделать одну строку вывода последовательной отладки, вы можете использовать несколько

Serial.print ()

команды, за которыми следует один

Serial.println ()

Шаг 3. Отладчик кода

В Tinkercad Circuits есть специальная функция, называемая отладчиком. Он проходит через ваш код и позволяет вам просматривать ваши переменные и многое другое.

В открытом редакторе кода найдите отладчик, нажав кнопку со значком ошибки.

В режиме «Блоки + текст» (или в режиме «Только текст», если вы предпочитаете) щелкните номер строки, чтобы добавить точку останова, где отладчик будет останавливаться каждый раз в цикле.

Запустите симуляцию.

Наведите курсор на переменные во время паузы, чтобы увидеть их значения.

Шаг 4: Основные пускатели последовательной цепи

Эти схемы доступны как пускатели. Вы можете использовать эти пускатели цепей в любое время, когда захотите считать цифровой или аналоговый вход и распечатать его состояние на последовательном мониторе.

Возьмите стартеры цепи Arduino с панели компонентов (раскрывающееся меню -> Стартеры -> Arduino).

Шаг 5. Постройте график последовательных данных

Tinkercad Circuits также имеет встроенное графическое представление ваших последовательных данных при условии, что в потоке нет текста. Это удобно для визуализации изменений показаний датчиков и других входных данных, а также для отслеживания переменных в вашей программе.

При открытом последовательном мониторе нажмите кнопку графика, чтобы открыть панель графика. Удалите блок метки датчика, который вы добавили ранее, или используйте новый последовательный стартер Arduino для создания последовательного потока данных без текста.

Запустите моделирование и взаимодействуйте с вводом, чтобы наблюдать за изменением значений графика.

Шаг 6. Попробуйте с физической схемой Arduino (необязательно)

У вас есть возможность построить физическую схему для обучения этому или урокам цифрового или аналогового ввода, а затем использовать программное обеспечение Arduino на вашем компьютере для просмотра последовательных данных, поступающих по USB-кабелю. Чтобы запрограммировать свой физический Arduino Uno, вам необходимо установить бесплатное программное обеспечение (или плагин для веб-редактора), а затем открыть его.

Подключите схему Arduino Uno, подключив компоненты и провода в соответствии с подключениями, показанными здесь в Tinkercad Circuits. Чтобы получить более подробное представление о работе с вашей физической платой Arduino Uno, ознакомьтесь с бесплатным классом Arduino Instructables (аналогичная схема описана в третьем уроке).

Скопируйте код из окна кода Tinkercad Circuits и вставьте его в пустой эскиз в программном обеспечении Arduino или нажмите кнопку загрузки (стрелка вниз) и откройте

получившийся файл с помощью Arduino. Вы также можете найти эти примеры в программном обеспечении Arduino, перейдя в Файл -> Примеры -> 03. Аналоговый -> AnalogInOutSerial или Файл -> Примеры -> 02. Digital -> DigitalInputPullup.

Подключите USB-кабель и выберите свою плату и порт в меню «Инструменты» программного обеспечения.

Загрузите код на свою плату, затем щелкните значок увеличительного стекла в правом верхнем углу, чтобы открыть монитор последовательного порта. Дважды проверьте, соответствует ли скорость передачи данных той, которая указана в вашей настройке.

Серийный.начало (9600)

Нажмите кнопку или поверните ручку и наблюдайте за изменением чисел в окне Serial Monitor.

Шаг 7. Затем попробуйте…

Теперь, когда вы научились печатать на мониторе последовательного порта, вы готовы опробовать новые типы цифровых и аналоговых датчиков, а также научиться считывать входящие последовательные данные (ввод с клавиатуры).

Можете ли вы составить единую схему и программу, которая распечатает как аналоговые, так и цифровые входы, показанные в этом уроке?

Вот ссылка на изображенную схему и ее код Arduino:

int int buttonState = 0;

int sensorValue = 0; void setup () {pinMode (2, ВХОД); pinMode (A0, ВХОД); Serial.begin (9600); } void loop () {// считываем входной контакт buttonState = digitalRead (2); // считываем вход аналогового вывода 0: sensorValue = analogRead (A0); // выводим значения на серийный монитор Serial.print (buttonState); Serial.print (","); Serial.println (sensorValue); задержка (10); // Немного задержимся, чтобы улучшить производительность моделирования}

Продолжайте опробовать новый датчик и комбинировать входы и выходы, например, в уроке светодиодной гистограммы датчика температуры, уроке по датчику движения PIR или уроке по фоторезистору. (скоро). Используйте клавиатуру вашего компьютера, чтобы отправить последовательные данные на ваш Arduino и интерпретировать их с помощью

Serial.read ()

(скоро урок).

Вы также можете получить больше навыков в области электроники на бесплатных курсах Instructables по Arduino, базовой электронике, светодиодам и освещению, 3D-печати и многому другому.