Joy-It Mega2560 R3 Starter Kit Service Manual [de]
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Mega2560 R3 Starter Kit
Ausgabe 19.05.2017 Copyright by Joy-IT 1
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Index
1 Allgemeine Informaonen & Technische Daten
2 Anschlussbelegung
3 Soware Installaon
3.1 Soware Einrichtung
4 EU-Konformitätserklärung
5 Projektbeispiele
5.1 Projekt 1: Hallo Welt
5.2 Projekt 2: Blinkende LED
5.3 Projekt 3: PWM Lichtkontrolle
5.4 Projekt 4: Ampellichter
5.5 Projekt 5: LED Jagt-Eekt
5.6 Projekt 6: Tastengesteuerte LED
5.7 Projekt 7: Responder Experiment
5.8 Projekt 8: Akver Summer
5.9 Projekt 9: Passiver Summer
5.10 Projekt 10: Analogwert Auslesen
5.11 Projekt 11: Fotowiderstand
5.12 Projekt 12: Flammensensor
5.13 Projekt 13: Lageschalter
5.14 Projekt 14: 1-Zier LED Segment Anzeige
5.15 Projekt 15: 4 Zier LED Segment Anzeige
5.16 Projekt 16: LM35 Temperatursensor
5.17 Projekt 17: 74HC595
5.18 Projekt 18: RGB LED
5.19 Projekt 19: Infrarot Fernbedienung
5.20 Projekt 20: 8x8 LED Matrix
Mega2560 R3 Star-
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Sehr geehrter Kunde,
vielen Dank, dass Sie sich für unser Produkt entschieden haben.
Im Folgenden haben wir aufgelistet, was bei der Inbetriebnahme zu beachten ist:
1. Allgemeine Informaonen & Technische Daten
Unser Board ist ein hochwerger Nachbau und kompabel mit dem Arduino Mega 2560, es handelt sich
aber ausdrücklich nicht um einen Original Arduino.
Das Mega Board ist das richge Mikrocontroller -board für die, die schnell und unkompliziert in die
Programmierwelt einsteigen wollen.
Dieses Set führt Sie durch eine Vielzahl von Projekten.
Sein ATMega2560-Mikrocontroller bietet Ihnen genügend Leistung für Ihre Ideen und Projekte. Er ist
101.52 mm x 53.3 mm groß und hat mit 54 digitalen Ein- und Ausgängen und 16 analogen Eingängen
viele Verbindungsmöglichkeiten.
Model ARD_Mega2560R3
Mikrocontroller ATmega2560
Eingangs-Spannung 7-12V
Eingangs-Spannung (max.) 6-20V
Digital IO 54 (14 mit PWM)
Analog IO 16
DC Strom IO 40mA
DC Strom 3.3V 50mA
Speicher 256kB (8kB für Bootloader)
SRAM 8kB
EEPROM 4kB
Clock Speed 16 MHz
Abmessungen 101.52mm x 53.3mm
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2. Anschlussbelegung
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3. Soware Installaon
Damit mit man mit der Programmierung des JOY-iT ARD_Mega2560R3 beginnen kann, muss vorab auf
dem Computer, der für das Programmieren verwendet wird, eine Entwicklungsumgebung, sowie die
Treiber für das zugehörige Betriebssystem, installiert werden.
Als Entwicklungsumgebung bietet sich die Arduino IDE an, die von dem Arduino Hersteller als
OpenSource Soware unter der GPLv2 veröentlicht wurde, die sich vom Konzept und Auau an
Einsteiger richtet.
Diese ist vollständig kompabel zum JOY-iT ARD_Mega2560R3 und beinhaltet neben der
Programmierumgebung auch die benögten Treiber, um direkt loslegen zu können.
Den Download der Soware nden Sie hier.
3.1 Soware Einrichtung
Nach der Installaon der Soware, muss das entsprechende Microcontroller-Board in der Programmierumgebung eingerichtet werden. Hierzu befolgen Sie die folgenden zwei Schrie:
1. Unter [Werkzeuge->Board] muss „Arduino/Genuino Mega or Mega 2560“ ausgewählt werden
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2. Unter [Werkzeuge -> Port] wählen Sie dann den Port aus, der mit „(Arduino/Genuino Mega or Mega
2560)“ gekennzeichnet ist.
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4 EU-Konformitätserklärung
Hersteller: JOY-iT Europe GmbH
Pascalstr. 8
47506 Neukirchen-Vluyn
Arkelbezeichnung: ard_mega2560R3 /ARD-Set01
Beschreibung: Microcontroller-Board / Set
Verwendungszweck: Versuchsauauten / Prototypen
Hiermit erklärt der Hersteller, die JOY-IT Europe GmbH, Pascalstr. 8, D-47506 Neukirchen-Vluyn, dass das
Produkt „ard_Mega2560IP“bei besmmungsgemäßer Verwendung die Grundlegenden Anforderungen
der folgenden Richtlinien erfüllt:
2014/ 30/EU (EMV) & 2011/65/EU (Rohs)
Die nachfolgend aufgeführten Normen wurden zur Beurteilung des Gerätes angewandt:
EN 61326-1: 2013
elektrische Ausrüstung für Mess-, Regel und Laborgeräte - EMV Anforderungen Teil 1 allgemeine
Anforderungen
Datum Name Unterschri Stellung im Betrieb
03.03.2017 Yue Yang Geschäsführerin
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5 Projektbeispiele
5.1 Projekt 1: „Hallo Welt“
Wir beginnen mit etwas simplen.
Für dieses Projekt benögt man nur die Plane und ein USB Kabel, um das „Hallo Welt!“ Experiment zu
starten.
Dies ist ein Kommunikaonstest für deinen Mega2560 und deinen PC, sowie ein grundlegendes Projekt
für
deinen ersten Versuch in der Arduino Welt!
Nachdem die Installaon der Treiber abgeschlossen ist, lass uns die Arduino Soware önen und einen
Code verfassen, welcher es dem Mega2560 ermöglicht „Hallo Welt!“ unter deiner Anweisung anzuzeigen.
Natürlich kannst du auch einen Code verfassen, welcher den Mega2560 ohne Anweisung wiederholt
„Hallo Welt!“ wiedergeben lässt. Ein simpler if () Befehl wird dies übernehmen.
Wir können die LED an Pin 13 anweisen, erst zu blinken und anschließend „Hallo Welt!“ anzuzeigen, nachdem der Arduino den Befehl dazu bekommt.
Hardware Menge
Mega2560 Plane 1
USB Kabel 1
LED 1
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int val; // Definiert die variable “Val”
int ledpin=13; // Definiert digitales Interface 13
void setup()
{
Serial.begin(9600); // Setzt die Baudrate auf 9600 um
//der Konfiguration der Software zu
//entsprechen. Wenn es mit einem
//bestimmten Gerät verbunden ist,
//muss die Baudrate übereinstimmen.
pinMode(ledpin,OUTPUT); // Bestimmt den Digital Pin 13 als
//Ausgang. Wenn I/O Ports an
// einem Arduino verwendet werden,
//wird diese Konfiguration immer
//benötigt.
}
void loop()
{
val=Serial.read(); // Liest die Anleitung oder Char-Symbole
//vom PC zum Arduino und ordne sie “Val”
//zu.
if(val=='R') // Bestimmt ob die Anweisung oder
//der erhaltene Buchstabe „R“ ist.
{ // Falls es „R” ist,
digitalWrite(ledpin,HIGH); // Schaltet die LED am Digital Pin 13
//ein.
delay(500);
digitalWrite(ledpin,LOW); // Schaltet die LED am Digital Pin 13
// aus.
delay(500);
Serial.println("Hello World!"); // Zeigt „Hallo Welt!” an.
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Klick auf den seriellen Port Monitor, füge „R“ ein, LED wird einmal aueuchten, PC wird die Informaon
„Hallo Welt” vom Arduino erhalten.
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5.2 Projekt 2: Blinkende LED
Das blinkende LED Experiment ist ziemlich einfach.
In dem „Hallo Welt!“ Programm sind wir der LED bereits begegnet.
Diesmal werden wir eine LED mit einem der digitalen Pins verbinden.
Zusätzlich zum Arduino und einem USB Kabel werden die folgenden
Teile benögt:
Hardware Menge
Mega2560 Plane 1
USB Kabel 1
Rote M5 LED 1
220Ω Widerstand 1
Breadboard 1
Breadboard Überbrückungskabel 2
Wir folgen dem unten angezeigten Diagramm des verlinkten Experimentschaltplans. Hier benutzen wir
Digital Pin 10. Wir verbinden die LED an einen 220 Ohm Widerstand um Beschädigungen durch zu hohe
Ströme zu vermeiden.
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int ledPin = 10; // Definiert Digital Pin 10.
void setup()
{
pinMode(ledPin, OUTPUT); // Definiert Pin mit verbundener LED
als Ausgang.
}
void loop()
{
digitalWrite(ledPin, HIGH); // Schaltet die LED ein.
delay(1000); // Wartet eine Sekunde.
digitalWrite(ledPin, LOW); // Schaltet die LED aus.
delay(1000); // Wartet eine Sekunde
}
Nach dem Runterladen dieses Programms, wirst du im Experiment die an Pin 10 verbundene LED sich, mit
einem Intervall von ca. einer Sekunde, Ein- und Ausschalten sehen.
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5.3 Projekt 3: PWM Lichtkontrolle
PWM, kurz für Pulse Width Modulaon, ist eine Technik,
welche benutzt wird um analoge Signalpegel in digitale zu
kodieren.
Ein Computer kann keine Analogspannung ausgeben.
Er kann nur Digitalspannung ausgeben mit Werten wie 0V oder
5V.
Also wird ein hochauösenden Zähler benutzt, um einen
spezischen analogen Signalpegel zu kodieren, indem man den Auslastungsgrad von PWM moduliert.
Das PWM Signal ist auch digitalisiert, weil zu jedem Zeitpunkt, vollständig auf Gleichstrom die Energieversorgung entweder 5V (AN) oder 0V (AUS) ist.
Die Spannung oder der Strom wird der Analogen Last (das Gerät, dass die Energie verbraucht) durch
wiederholte Impulsfolgen zugeführt bei denen immer ein und ausgeschaltet wird.
Solange eingeschaltet wird der Strom der last zugeführt wenn es ausgeschaltet ist nicht.
Mit einer angemessenen Bandbreite kann jeder analoge Wert per PWM entschlüsselt werden.
Der Wert der Ausgangsspannung wird anhand der AN und AUS zustände kalkuliert.
Spannung= (AN-Zeit/Impulszeit)*maximaler Spannungswert.
PWM hat viele Anwendungen: Regulierung der Lampenhelligkeit, Regulierung der Motorgeschwindigkeit
etc.
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Nachfolgend sind die drei Grundparameter von PWM:
1. Die Amplitude der Impulsbreite (Minimum/Maximum)
2. Die Pulsperiode (Die gegenseige Pulsfrequenz in einer Sekunde)
3. Der Spannungspegel (wie: 0V-5V)
Es gibt 6 PWM Schnistellen auf dem Mega2560: digitaler Pin 3, 5, 6, 9, 10 und 11.
In vorherigen Experimenten haben wir die „tastenkontrollierte LED“ gemacht, wo wir ein digitales Signal
verwendet haben und einen digitalen Pin zu kontrollieren.
Diesmal werden wir ein Potenometer benutzen um die Helligkeit der LED zu kontrollieren.
Hardware Menge
Mega2560 Plane 1
USB Kabel 1
Rote M5 LED 1
Variabler Widerstand 1
220Ω Widerstand 1
Breadboard 1
Breadboard Überbrückungskabel 6
Der Eingang des Potenometers ist analog, also verbinden wir ihn mit dem analogen Port. Die LED verbinden wir mit dem PWM Port.
Ein anderes PWM Signal kann die Helligkeit der LED regulieren.
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In dem Erstellungsprozess für das Programm werden wir die analoge Schreibfunkon nutzen (PWM
Schnistelle, Analogwert). In diesem Experiment werden wir den Analogwert des Potenometers lesen
und den Wert dem PWM Port zuordnen, sodass eine entsprechende Änderung der Helligkeit der LED beobachtet werden kann. Ein letztes Teil wird den Analogwert auf dem Bildschirm anzeigen. Du kannst dies
als das „Analogwert auslesen“ Projekt ansehen welchem einen Analogen PWM wert zugeordnet wird.
Nachfolgend ndest du ein Beispielprogramm.
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int potpin=0; // Inialisiert analogen Pin 0
int ledpin=11; // Inialisiert den digitalen Pin 11 (PWM Ausgang)
int val=0; // Speichert den Wert der Variable vom Sensor
//temporär
void setup()
{
pinMode(ledpin,OUTPUT); // Deniert digitalen Pin 11 als „Ausgang“
Serial.begin(9600); // Setzt Baudrate auf 9600
// Achtung: Für analoge Ports sind sie automasch als
// „Eingang“ eingestellt
}
void loop()
{
val=analogRead(potpin); // Liest den Analogwert vom Sensor und weist diesen
//„Val“ zu
Serial.println(val); // Zeigt den Wert von „Val“
analogWrite(ledpin,val/4); // Schaltet die LED ein und stellt die Helligkeit ein
//(Maximaler Ausgang von PWM ist 255)
delay(10); // Wartet 0,01 Sekunden
}
Nach der Übertragung des Programms und bei
Bewegung des Potenometers, können wir
Veränderungen bei den angezeigten Werten
beobachten.
Außerdem können wir eine oensichtliche
Änderung der LED Helligkeit auf dem Breadboard
erkennen.
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5.4. Projekt 4: Ampellichter
Im vorherigen Programm haben wir das blinkende LED Experiment
mit einer LED durchgeführt.
Jetzt wird es Zeit ein etwas komplizierteres Experiment
durchzuführen: Ampellichter.
Eigentlich sind diese zwei Experimente ähnlich.
Während dieses Experiments werden wir 3 LEDs mit verschiedenen
Farben nutzen, während im letzten nur eine LED zum Einsatz kam.
Hardware Menge
Mega2560 Plane 1
USB Kabel 1
Rote M5 LED 1
Gelbe M5 LED 1
Grüne M5 LED 1
220Ω Widerstand 3
Breadboard 1
Breadboard Überbrückungskabel 4
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Da dies eine Simulaon von Ampellichtern ist, sollte auch die Leuchtzeit jeder einzelnen LED genau so
lange, wie bei echten Ampellichtern sein.
In diesem Programm werden wir die Arduino Verzögerungsfunkon nutzen, um die Verzögerungszeit zu
kontrollieren.
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int redled =10; // Initialisiert digitalen Pin 8
int yellowled =7; // Initialisiert digitalen Pin 7
int greenled =4; // Initialisiert digitalen Pin 4
void setup()
{
pinMode(redled, OUTPUT); // Setzt den Pin mit der roten LED als
„Ausgang“
pinMode(yellowled, OUTPUT); // Setzt den Pin mit der gelben LED als
„Ausgang“
pinMode(greenled, OUTPUT); // Setzt den Pin mit der grünen LED als
„Ausgang“
}
void loop()
{
digitalWrite(greenled, HIGH); // Schaltet die grüne LED ein
delay(5000); // Wartet 5 Sekunden
digitalWrite(greenled, LOW); // Schaltet die grüne LED aus
for(int i=0;i<3;i++) // Blinkt 3x
{
delay(500); // Wartet 5 Sekunden
digitalWrite(yellowled, HIGH); // Schaltet die gelbe LED ein
delay(500); // Wartet 5 Sekunden
digitalWrite(yellowled, LOW); // Schaltet die gelbe LED aus
}
delay(500); // Wartet 5 Sekunden
digitalWrite(redled, HIGH); // Schaltet die rote LED ein
delay(5000); // Wartet 5 Sekunden
digitalWrite(redled, LOW); // Schaltet die rote LED aus
}
Wenn der Hochladeprozess ferg ist, sind die Ampellichter sichtbar.
Das grüne Licht wird für 5 Sekunden leuchten und sich dann abschalten. Danach wird das gelbe Licht 3
Mal blinken und anschließend das rote Licht für 5 Sekunden leuchten, sodass ein Kreislauf gebildet wird.
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