====== Arduino näited ======

/*
Palun täida koolituse lõpus ka
[[https://docs.google.com/spreadsheet/viewform?usp=drive_web&formkey=dDZ3QVNmU0E2WkhRNWdzekhCRTl5dEE6MQ#gid=0|tagasiside]].

{{:koolitused:i_p_arduino_koolirobootikas_2015.pdf|Koolitusmaterjal - Loeng}}

English:
{{:koolitused:c_robotics.pdf|Robotics and Didactics}}    {{:koolitused:c2_arduino.pdf|Arduino programming}}
*/
====== Viited ======

[[http://itead-europe.com/pm/platform/shield/1602%20lcd%20shield/SCH_IM120417018_Arduino1602LCDShield.pdf|LCD Shield datasheet]]\\
[[http://www.sharpsma.com/webfm_send/1489|Sharp 10-80cm analoog andur]]

====== Näide 1 Digitaalsed I/O ======

===== Näide 1.1 Nupule vajutades süttib LED =====

<code c>
/*
Nimetus: Näide #1.1 Digitaalsed sisend-väljundid
Kirjeldus: Programm demonstreerib nupu ja LED-i kasutamist
Autor: Raivo Sell
Kuupäev: 15.01.2013
*/
// Konstandid
const int nupp = A0; // Viik kuhu on ühendatud nupp
const int LED = 13; // Viik kuhu on ühendatud nupp roheline LED 
// Globaalsed muutujad
int NupuOlek = 0; // Nupu oleku muutuja

void setup() { 
  pinMode(LED, OUTPUT); // algväärtustame LED viigu väljundiks 
  pinMode(nupp, INPUT); // algväärtustame nupu viigu sisendiks 
  digitalWrite(nupp, HIGH); // lülitame sisemised pullup takistid sisse
}

void loop(){
  NupuOlek = digitalRead(nupp); // salvestame muutujasse nupu hetke väärtuse
  if (NupuOlek == LOW) { // Kui nupu on alla vajutatud
    digitalWrite(LED, HIGH); // süütame LED-i
  } 
  else { // vastasel juhul 
    digitalWrite(LED, LOW); //  kustutame LED-i 
  }
}
</code>

===== Näide 1.2 Nupule vajutades süttib LED 1 sekundiks =====
<code c>
// Algus identne näitega #1.1
void loop(){
  if (digitalRead(nupp) == LOW) { // Kui nupu olek on madal 
    digitalWrite(LED, HIGH); // süütame LED-i 
    delay(1000); // ootame 1 sekundi (1000 millisekundit)
  } 
  digitalWrite(LED, LOW); // kustutame LED-i 
}
</code>

===== Näide 1.3 LED süttib nupu vabastamisel =====
<code c>
// Algus identne näitega #1.1
void loop(){
  if (digitalRead(nupp) == LOW) { // Nupule vajutus 
    while (digitalRead(nupp) == LOW){} // Ootame nupu lahtilaskmist
    digitalWrite(LED, HIGH); // süütame LED-i 
  } 
}
</code>

===== Harjutus #1.1 =====

Modifitseerida näiteprogrammi nii, et nupule vajutades vilgub LED (LCD laiendusplaadi korral võib kasutada taustavalguse LED-e) kolm korda.
===== Harjutus #1.2 =====

Modifitseerida näiteprogrammi nii, et nupule vajutades hakkab LED konstantselt vilkuma 1 sekundilise intervalliga ja teine nupule vajutus katkestab vilkumise.

====== Näide #2 Analoog sisendid ======

===== Näide #2.1 Potentsiomeetri  max nivoo ületamisel süttib LED =====


<code c>
/*
Nimetus: Näide #2.1 Analoog sisend 
Kirjeldus: Programm demonstreerib analoogsisendi kasutamist
Autor: Raivo Sell
*/

// määrame nivoo, millest kõrgemal väärtusel //süüdatakse LED
const int nivoo = 512; 

int pote_sisend = A0; // määrame potentsiomeetri sisendviigu
int led = 13; // määrame LED ühendusviigu
int pote = 0; // muutuja potentsiomeetri väärtuse salvestamiseks

void setup() {
  pinMode(led, OUTPUT); // algväärtustame LED viigu väljundiks 
}

void loop() {
  pote = analogRead(pote_sisend); // loeme analoogsisendi väärtuse
  // kui väärtus on suurem nivoost, süütame LED-i 
  if (pote>nivoo) digitalWrite(led, HIGH);
  else digitalWrite(led, LOW); // vastasel korral kustutame LED-i
}
</code>

===== Näide #2.2 LED-i vilkumise sagedus sõltub potentsiomeetri sisendist =====


<code c>
/*
Nimetus: Näide #2.2 Analoog sisendi teisendamine ajaks
Kirjeldus: Programm demonstreerib analoogsisendi kasutamist
Autor: David Cuartielles
Täiendused: Tom Igoe
Kohandused: Raivo Sell
OriginaalURL: http://arduino.cc/en/Tutorial/AnalogInput
*/

int pote_sisend = A0; // määrame potentsiomeetri sisendviigu
int led = 13; // määrame LED ühendusviigu 
int pote = 0; // muutuja potentsiomeetri väärtuse salvestamiseks

void setup() {
  pinMode(led, OUTPUT); // algväärtustame LED viigu väljundiks
}
void loop() {
  pote = analogRead(pote_sisend); // loeme anduri väärtuse 
  digitalWrite(led, HIGH); // kustutame LED-i 
  delay(pote); // tekitame viite <sensorValue> millisekundit 
  digitalWrite(led, LOW); // süütame LED-i 
  delay(pote); // tekitame viite <sensorValue> millisekundit
}
</code>

===== Harjutus #2 =====

Modifitseerida näiteprogrammi nii, et potentsiomeetriga määratakse LED-i heledus, kasutades selleks delayMicroseconds() funktsioone.

====== Näide #3 LCD ======

Ühendada Arduino plaadiga LCD laiendusplaat. Selleks esmalt eemaldada USB kaabel ja ühendada lahti kõik muud ühendused, mis ette jäävad.

===== Näide #3.1 LCD kasutamine =====


<code c>
/*
Nimetus: Näide #3.1 LCD kasutamine
Kirjeldus:Kasutab LiquidCrystal.h teeki ja ITEAD Studio 2x16 teksti laiendusplaati
Autor: Tom Igoe 
Modifikatsioon: Raivo Sell
Kuupäev: 4.06.2014
Versioon: 1.0
*/

#include <LiquidCrystal.h> // Kaasame vajaliku teegi

// Initsialiseerime LCD koos vastavate viikude ühendamisega
LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7);

void setup() {
  lcd.begin(16, 2); //Määrame LCD read ja veerud
  lcd.print("Tere Tallinn!"); // Trükime tervitusteksti
}

void loop() {
  
  lcd.setCursor(0, 1); //Viime kursori esimesele reale esimesse positsiooni (1. rida on indeksiga 0)
  
  lcd.print(millis()/1000); //Trükime loenduri väärtuse
  
}
</code>

===== Näide #3.2 LCD kasutamine analoogsisendiga =====

<code c>
/*
Nimetus: Näide #3.2 LCD kasutamine analoogsisendiga
Kirjeldus: 
          Kasutab LiquidCrystal.h teeki ja ITEAD Studio 2x16 teksti laiendusplaati
Autor: Tom Igoe 
Modifikatsioon: Raivo Sell
Kuupäev: 4.06.2014
Versioon: 1.0
*/

#include <LiquidCrystal.h> // Kaasame vajaliku teegi

// Initsialiseerime LCD koos vastavate viikude ühendamisega
LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7);
int pote_sisend = A1; // määrame potentsiomeetri sisendviigu

void setup() {
  lcd.begin(16, 2); //Määrame LCD read ja veerud
  lcd.print("Potentsiomeeter"); // Trükime tervitusteksti
}

void loop() {
  
  lcd.setCursor(0, 1); //Viime kursori esimesele reale esimesse positsiooni (1. rida on indeksiga 0)
  lcd.print(analogRead(pote_sisend)); //Trükime analoogsisendi väärtuse
  lcd.print("    "); //Trükime tühikud, et vana väärtus ei jääks segama
  delay (100);  
}


</code>


===== Harjutus #3.1 =====
Koostada programm, mis trükib potentsiomeetri väärtuse rea algusesse. Vajutades nupule vahetatakse rida ja jooksev väärtus kirjutatakse uuele reale. Vajutades uuesti nuppu vahetatakse aktiivse kirjutamise rida tagasi.

====== Näide 4 Andurid ja LCD ======

===== Näide #4.1 Temperatuuri andur koos matemaatika teegiga =====


<code c>

/*
Nimetus: Näide #4.1 Temperatuuri andur koos matemaatika teegiga


Kirjeldus: 
          Kasutab Steinhart-Hart termistori valemit:
          temperatuur kelvinites = 1 / {A + B[ln(R)] + C[ln(R)]^3}
          kus A = 0.001129148, B = 0.000234125 ja C = 8.76741E-08
Autor: Milan Malesevic and Zoran Stupic 
Modifikatsioon: Raivo Sell
Kuupäev: 15.01.2013/4.06.2014
Versioon: 1.1
*/

// Kaasame vajalikud teegid
#include <math.h>
#include <LiquidCrystal.h>

// Initsialiseerime LCD koos vastavate viikude ühendamisega
LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7);
int andur = A1; // määrame temperatuurianduri (termistori) sisendviigu

void setup() {
  lcd.begin(16, 2); //Määrame LCD read ja veerud
  lcd.print("Temperatuur"); // Trükime tervitusteksti
  delay (1000);
}

void loop() {
 Termistor(analogRead(andur)); // Käivitame funktsooni
 delay(1000); // Ootame 1 sek.
 lcd.clear(); // Puhastame ekraani vanadest andmetest
}
 
void Termistor(int RawADC) {
   double Temp;
   long Takistus;
  // Valem: Takistus = (1024 * JaguriTakisti/ADC) - JaguriTakisti 
  Takistus=((10240000/RawADC) - 10000);    

  //Esimene rida
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("AD=");
  lcd.print(RawADC); //Trükime analoogsisendi väärtuse

  lcd.setCursor(8, 0);
  lcd.print("U=");
  lcd.print(((RawADC*5.0)/1024.0),3);  //Trükime pinge väärtuse


  //Teine rida
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("R=");
  lcd.print(Takistus); //Trükime takistuse väärtuse

  Temp = log(((10240000/RawADC) - 10000));
  Temp = 1/(0.001129148 + (0.000234125 + (0.0000000876741 * Temp * Temp))* Temp);
  Temp = Temp - 273.15; // Konverteeri Kelvinid Celciustesse
  
  lcd.setCursor(8, 8);
  lcd.print("T=");
  lcd.print(Temp); //Trükime temperatuuri väärtuse
  
}
</code>


===== Näide #4.2 Kaugusandurid =====

<code c>
// Reading analog and digital sensors
void setup() 
{ 
  // For visualization we can use serial monitor
  Serial.begin(9600);
} 
 
void loop() 
{ 
  // Read the input on analog pin 2 and 3:
  int AnalogSensorValue = analogRead(A2); //Sharp analoog kaugusandur
  int DigitalSensorValue = digitalRead(A3); //Digtaalne lähedusandur
  
  Serial.println(AnalogSensorValue); // Print out the analog value
  Serial.println(DigitalSensorValue); // Print out the digital value
  
  delay(500); // Delay in between readings for readability
} 

</code>

===== Harjutus #4.1 =====
Modifitseerida programmi nii, et potentsiomeetriga määratakse temperatuuri nivoo, mis salvestatakse nupuga programmi mällu ja selle nivoo ületamisel käivitatakse täiturmehhanism (milleks on LED).\\
**Lisaülesanne:** 
Kombineerida LED-i heleduse programm ja eelnev temperatuuri juhtimise programm, kus LED-i heledus sõltub sellest, kui palju nivootemperatuuri ületati (1 kraad: heledus 25 %, 2 kraadi: heledus 50 %, 3 kraadi: heledus 75 % ja 5 kraadi: heledus 10

===== Harjutus #4.2 =====
Modifitseerida kaugusandurite lugemise programmi nii, et andurite info kuvatakse LCD ekraanile ja ühikuteks on sentimeetrid (+-5cm täpsus). Kui pole võimalust mõõtevahendit kasutada, siis kasutada anduri andmelehe graafikut.

====== Näide #5 Mootor ======

Servomootorite kasutamiseks eemaldada Arduino pealt LCD laiendusplaat. Selleks esmalt ühendada lahti USB kaabel ja andurid ning seejärel ettevaatlikult tõmmata kaks plaati lahti.

===== Näide #5.1 Servomootor =====

<code c>
#include <Servo.h> 
 
Servo right_motor,left_motor;  // create servo object to control a servo 
 
void setup() 
{ 
  right_motor.attach(11);  // attaches the servo on pin 11
  left_motor.attach(12);  // attaches the servo on pin 12
} 
 
void loop() 
{ 
    // Control servo with value 0-180. 90 means that servo stands still
    right_motor.write(0);  // 0 - Servo with maximum speed backward
    left_motor.write(180); // 180 - Servo with maximum speed forward
} 

</code>

===== Näide #5.2 Potentsiomeetriga juhitav servomootor =====

<code c>
#include <Servo.h> 
Servo right_motor,left_motor;  // create servo object to control a servo 
 
void setup() 
{ 
  while (digitalRead(10)==1){}; // Question - What this row does?
  right_motor.attach(11);  // Attaches the servo on pin 11 
  left_motor.attach(12);  // Attaches the servo on pin 12
} 
 
void loop() 
{ 
  int AnalogSensorValue = analogRead(A0); // Read front sensor value
  // Compare it with reference
  if (AnalogSensorValue>500) { // If TRUE
     left_motor.write(0);  // Reverse one motor
     delay(750); // Wait until turn is enough
   }
    right_motor.write(0);    // Drive forward
    left_motor.write(180);   // Drive forward

} 

</code>

===== Harjutus #5.1 =====
Luua programm, mis võimaldab servomootori positsiooni muuta vastavalt analoog kaugusanduri väärtusele (kasutada map funktsiooni).

===== Harjutus #5.2 =====
Luua programm, mis servomootori baasil ehitatud radariga ja analoog kaugusanduriga leiaks ruumist lähima punkti (objekti otsimine tühjast ruumist).


====== Näide 6 Kommunikatsioon ======

===== Näide #6.1 Jadaliides =====


<code c>
/*
Nimetus: Näide #6.1 Jadaliides
*/
#include <math.h>
int NTC_sisend = A2; // määrame temperatuurianduri sisendviigu
void setup() {
 Serial.begin(9600);
}

void loop() {
 Termistor(analogRead(NTC_sisend)); // Käivita funktsoon
 Serial.println(""); // Tekita reavahetus
 delay(1000); // Oota 1 sek.
}
 
double Termistor(int RawADC) {
   double Temp;
   long Takistus;
  // Valem: Takistus = (1024 * JaguriTakisti/ADC) - JaguriTakisti 
  Takistus=((10240000/RawADC) - 10000);    

  Serial.print("ADC: "); 
  Serial.print(RawADC); 
  Serial.print("/1024"); // Prindi ADC tulemus
  Serial.print(", Pinge: "); 
  Serial.print(((RawADC*5.0)/1024.0),3); 
  Serial.print(" volti"); // Prindi pinge
  Serial.print(", Takistus: "); 
  Serial.print(Takistus); 
  Serial.print(" oomi");
 
  Temp = log(((10240000/RawADC) - 10000));
  Temp = 1/(0.001129148 + (0.000234125 + (0.0000000876741 * Temp * Temp))* Temp);
  Temp = Temp - 273.15; // Konverteeri Kelvinid Celciustesse
  Serial.print(", Temperatuur: "); 
  Serial.print(Temp); 
  Serial.print(" kraadi C");
  return Temp;
}

</code>

===== Harjutus #6 =====

Luua programm, mis jadaliidesest saadetud teksti kirjutaks LCD ekraanile. Märk „+“ vahetab rida ning märk „-“ kustutab kogu ekraani.


====== Praktiline projekt #1 ======

Luua programm, mis temperatuurinivoo ületamisel muudab õhuklapi asendit (servo mootor). Temperatuurinivoo määratakse potentsiomeetriga. Õhuklapi asend sõltub temperatuuri erinevusest. Iga temperatuuri kraad, mis ületab nivood lisab klapi nurga 25%. Lüliti katkestab igal ajahetkel süsteemi töö (hädastop) ja viib klapi algasendisse tagasi, jättes punase LED-i vilkuma. Edasijõudnud võivad kasutada katkestust.
====== Praktiline projekt #2 ======

Ventilaatori juhtimine XRF kaudu.
Luua programm, mis suudab XRF raadiomooduliga lugeda kaugmoodulilt temperatuuri ning kui temperatur ületab kohalikul kontrolleril seatud nivoo käivitatakse kaugmoodulil asetsev ventilaator. Suhtkuseks kaugmooduliga tuleb kasutada allolevat protokolli: \\ 
  * xTEMP – tagastab kümnekordse temperatuuri Celsiuse kraadides (24,5C puhul saadetakse 245) 
   * vastus: xNNN 
  * xFANn – FAN1 käivitab ventilaatori, FAN0 peatab ventilaatori 
   * vastus xFANn 

Protokollis tähistab „x“ kohaliku seadme numbrit, mille annab juhendaja igale tiimile erineva.


===== Lihtne roboti navigatsioon =====

<code c>
#include <Servo.h> 
Servo right_motor,left_motor;  // create servo object to control a servo 
 
void setup() 
{ 
  // Viktoriiniküsimus - mida see plokk teeb?
  digitalWrite(9, HIGH); // lülitame sisemised pullup takistid sisse
  while (digitalRead(9)==1){}; 
  
  right_motor.attach(11);  // Attaches the servo on pin 11 
  left_motor.attach(12);  // Attaches the servo on pin 12
} 
 
void loop() 
{ 
 
  // Compare it with reference
  if (digitalRead(10)==0) { // If TRUE
     left_motor.write(0);  // Reverse one motor
     delay(750); // Wait until turn is enough
   }
    right_motor.write(0);    // Drive forward
    left_motor.write(180);   // Drive forward

} 

</code>