Содержание

Изучение киберфизических устройств

Изучение киберфизических устройств

Основы электроники

Основы электроники
http://www.radio-samodel.ru/kontur.html - Нужная теория
https://phet.colorado.edu/en/simulation/ohms-law - модели, симуляторы
Теория
Принципиальные схемы
Расчет сопротивления для подключения светодиода
Делитель напряжения (конспект)
Делитель напряжения (статья)
Конденсаторы
https://youtu.be/msJQH9pONKk Урок 16. Как работает RC-цепь
https://youtu.be/GWfY0My11v8 - Ёмкостное сопротивление
Биполярные транзисторы
https://habr.com/post/133136/ - транзисторы;
http://hightolow.ru/transistor2.php - принцип работы транзисторов, схемы включения;
http://robocraft.ru/blog/arduino/529.html - ИК-датчик препятствий для Arduino на базе фототранзистора
http://shemopedia.ru/tahometr-na-arduino.html - Тахометр на Arduino
https://m.habr.com/post/432778/
http://robocraft.ru/blog/arduino/529.html ИК-датчик препятствий для Arduino на базе фототранзистора

Электроизмерительные приборы на Arduino

https://circuitdigest.com/calculators/resistor-color-code-calculator - Resistor Color Code Calculator
https://circuitdigest.com/calculators/voltage-divider-calculator - Voltage Divider Calculator
https://circuitdigest.com/calculators/ohms-law-calculator - Ohm's Law Calculator
https://circuitdigest.com/microcontroller-projects/arduino-wattmeter-to-measure-voltage-current-power-consumption - Arduino Wattmeter: Measure Voltage, Current and Power Consumption
https://circuitdigest.com/microcontroller-projects/arduino-sound-level-measurement - Measure Sound/Noise Level in dB with Microphone and Arduino
https://circuitdigest.com/microcontroller-projects/arduino-lc-meter-measure-inductance - LC Meter using Arduino: Measuring Inductance and Frequency
https://circuitdigest.com/microcontroller-projects/arduino-oscilloscope-code-circuit - Arduino Based Real-Time Oscilloscope (oscilloscope-code)
https://circuitdigest.com/microcontroller-projects/raspberry-pi-based-oscilloscope
https://www.instructables.com/id/3-Channel-Arduino-Oscilloscope-Under-5-/ Arduino Oscilloscope Under 5 $ - 3 Channel

Практические задания

Простой код для управления реверсивным движением двигателей с равномерным ускорением и замедлением (двухканальный драйвер двигателя HG7881)

/**
 * H-bridge module HG7881CP/HG7881CP example code
/**
 * Create variables to be used to run motor A
 */
int motorAPin_lA = 5; //Arduino digital 8 is connected to HG7881's A-1A terminal
int motorAPin_lB = 9; //Arduino digital 9 is connected to HG7881's A-1B terminal
int motorAPin_rA = 6; //Arduino digital 8 is connected to HG7881's A-1A terminal
int motorAPin_rB = 10;
 
void setup(){
  /**
   * When program starts set Arduino pinmode for 8 and 9 digital to be OUTPUT
   * so we can use analogWrite to output values from 0 to 255 (0-5V) (PWM) 
   */
  pinMode(motorAPin_lA, OUTPUT); //direction
  pinMode(motorAPin_lB, OUTPUT); //speed
   pinMode(motorAPin_rA, OUTPUT); //direction
  pinMode(motorAPin_rB, OUTPUT); //speed
  //Serial.begin(9600);
}
 
void loop() {
  //set motor direction to "X"
  digitalWrite(motorAPin_lA, LOW);
  digitalWrite(motorAPin_rA, LOW); 
 
  //start motor and increase speed while spinnning to direction "X"
  for(int i=150; i<=255; i++){
    //motor speed increases while we loop trough 
    //values from 0 to 255 (0V to power supply max voltage)
    analogWrite(motorAPin_lB, i);
    analogWrite(motorAPin_rB, i);
    delay(5);
  }
   //wait 1 seconds while motor is running full speed
  delay( 1000 ); 
 
  for(int i=0; i<=105; i++){
    //motor speed increases while we loop trough 
    //values from 0 to 255 (0V to power supply max voltage)
    analogWrite(motorAPin_lB, invertOurValue( i ) );
    analogWrite(motorAPin_rB, invertOurValue( i ) );
    delay(5);
  }
 
 
 
  //take 1 second pause, cutting power from motor ( speed pint to 0V )
  //so motor can stop (maybe your motor needs more time to spin down)
 
  digitalWrite(motorAPin_lB, LOW);
  digitalWrite(motorAPin_rB, LOW);
  delay(1000);
 
 
  //start motor and increase speed while spinnning to direction "X"
  for(int i=150; i<=255; i++){
    //motor speed increases while we loop trough 
    //values from 0 to 255 (0V to power supply max voltage)
    analogWrite(motorAPin_lA, i);
    analogWrite(motorAPin_rA, i);
    delay(5);
  }
   //wait 1 seconds while motor is running full speed
  delay( 1000 ); 
 
  for(int i=0; i<=105; i++){
    //motor speed increases while we loop trough 
    //values from 0 to 255 (0V to power supply max voltage)
    analogWrite(motorAPin_lA, invertOurValue( i ) );
    analogWrite(motorAPin_rA, invertOurValue( i ) );
    delay(5);
  }
 
 
  //Serial.println("***");
 
 
  //take 1 second pause, cutting power from motor ( speed pint to 0V )
  digitalWrite(motorAPin_lA, LOW);
  digitalWrite(motorAPin_rA, LOW);
  delay(1000);
 
  //and now back to top
}
 
 
int invertOurValue(int input) {
  return 255 - input;
}

Программа для автоматического отключения двигателя в момент блокировки или перегрузки

Кнопка позволяет запустить двигатель после того, как блокировка будет устранена.

int analogPin = A1;     // аналоговый порт А1
int state = 1; 
int newState =  state;
int pin9 = 9;
int val = 0;
int button = 0;
int buttonPin = 4;
 
void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  Serial.begin(9600);
  pinMode(pin9, OUTPUT);
  digitalWrite(pin9, state);
  pinMode(buttonPin, INPUT); 
}
 
void loop() {  
 
  val = analogRead(analogPin);
  //val = map(val, 100, 700, 0, 1000);
  Serial.println(val);    
  if (val > 500) {
    newState = 0;
 
  }
  if (newState != state) {
    Serial.println("***");  
    digitalWrite(pin9,newState);
     state = newState;
  }
    button = digitalRead(buttonPin);
  if (button == HIGH) {
    newState = 1;
 
  }
 
 
  delay(100);
}

Управление двигателем постоянного тока посредством драйвера L293D

https://github.com/simonmonk/make_action/blob/master/arduino/experiments/full_motor_control/full_motor_control.ino

const int enablePin = 11;  // (1)
const int in1Pin = 10;
const int in2Pin = 9;
 
void setup() {                 // (2)
  pinMode(enablePin, OUTPUT);
  pinMode(in1Pin, OUTPUT);
  pinMode(in2Pin, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("Enter s (stop) or f or r followed by Duty Cycle (0 to 255). E.g. f120");
}
 
void loop() {                         // (3)
  if (Serial.available()) {
    char direction = Serial.read();   // (4)
    if (direction == 's') {           // (5)
      stop();                         // (6)
      return;
    }
    int pwm = Serial.parseInt();      // (7)
    if (direction == 'f') {           // (8)
      forward(pwm);
    }
    else if (direction == 'r') {
      reverse(pwm);
    }
  }
}
 
void forward(int pwm)          // (9)
{
  digitalWrite(in1Pin, HIGH);
  digitalWrite(in2Pin, LOW);
  analogWrite(enablePin, pwm);    
  Serial.print("Forward ");
  Serial.println(pwm);
}
 
void reverse(int pwm)          // (10)
{
  digitalWrite(in1Pin, LOW);
  digitalWrite(in2Pin, HIGH);
  analogWrite(enablePin, pwm);
  Serial.print("Reverse ");
  Serial.println(pwm);
}
 
void stop()                    // (11)
{
  digitalWrite(in1Pin, LOW);
  digitalWrite(in2Pin, LOW);
  analogWrite(enablePin, 0);
  Serial.println("Stop");
}

Управление двумя моторами

const int enablePinR = 3;  // (1)
const int in1PinR = 2;
const int in2PinR = 4;
const int enablePinL = 6;  // (1)
const int in1PinL = 7;
const int in2PinL = 8;
 
void setup() {                 // (2)
  pinMode(enablePinR, OUTPUT);
  pinMode(in1PinR, OUTPUT);
  pinMode(in2PinR, OUTPUT);
  pinMode(enablePinL, OUTPUT);
  pinMode(in1PinL, OUTPUT);
  pinMode(in2PinL, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("Enter s (stop) or f or r followed by Duty Cycle (0 to 255). E.g. f120");
}
 
void loop() {                         // (3)
  if (Serial.available()) {
    char direction = Serial.read();   // (4)
    if (direction == 's') {           // (5)
      stopR();                         // (6)
      stopL();
      return;
    }
    int pwm = Serial.parseInt();      // (7)
    if (direction == 'f') {           // (8)
      forwardR(pwm);
      forwardL(pwm);
    }
    else if (direction == 'r') {
      reverseR(pwm);
      reverseL(pwm);
    }
  }
}
 
void forwardR(int pwm)          // (9)
{
  digitalWrite(in1PinR, HIGH);
  digitalWrite(in2PinR, LOW);
  analogWrite(enablePinR, pwm);    
  Serial.print("Forward ");
  Serial.println(pwm);
}
 
void reverseR(int pwm)          // (10)
{
  digitalWrite(in1PinR, LOW);
  digitalWrite(in2PinR, HIGH);
  analogWrite(enablePinR, pwm);
  Serial.print("Reverse ");
  Serial.println(pwm);
}
 
void stopR()                    // (11)
{
  digitalWrite(in1PinR, LOW);
  digitalWrite(in2PinR, LOW);
  analogWrite(enablePinR, 0);
  Serial.println("Stop");
}
 
void forwardL(int pwm)          // (9)
{
  digitalWrite(in1PinL, HIGH);
  digitalWrite(in2PinL, LOW);
  analogWrite(enablePinL, pwm);    
  Serial.print("Forward ");
  Serial.println(pwm);
}
 
void reverseL(int pwm)          // (10)
{
  digitalWrite(in1PinL, LOW);
  digitalWrite(in2PinL, HIGH);
  analogWrite(enablePinL, pwm);
  Serial.print("Reverse ");
  Serial.println(pwm);
}
 
void stopL()                    // (11)
{
  digitalWrite(in1PinL, LOW);
  digitalWrite(in2PinL, LOW);
  analogWrite(enablePinL, 0);
  Serial.println("Stop");
}

Релейный регулятор датчика линии для мобильного робота (L293D)

#define PWMA 6  // выходы arduino
#define PWMB 3
#define AIN1 7
#define AIN2 8
#define BIN1 2
#define BIN2 4
 
 
#define lS 12
#define rS 11 
 
int min_speed = 120;
int max_speed = 255;
int n_speed = 180;
int dif = 170;
uint8_t lSState=0;
uint8_t rSState=0;
 
 
//int state;
 void setup() {
 
/* Настроить все 7 выводов на выходы, идущие к драйверу TB6612FNG */
pinMode(PWMA,OUTPUT);
pinMode(AIN1,OUTPUT);
pinMode(AIN2,OUTPUT);
pinMode(PWMB,OUTPUT);
pinMode(BIN1,OUTPUT);
pinMode(BIN2,OUTPUT);
pinMode(lS,INPUT);
pinMode(rS,INPUT);
Serial.begin(9600);
 
}
 
void loop() {
   lSState = digitalRead(lS);
   rSState = digitalRead(rS);
   Serial.println(lSState);
   Serial.println(rSState);
   Serial.println("");   
 
 
   if (lSState == 0 && rSState == 0){
    goForward(n_speed);
   }
 
   if (lSState == 1 && rSState == 1){
    applyBrakes ();
   }
   if (lSState == 1 && rSState == 0){
    veerRight(n_speed, dif);
   }
   if (lSState == 0 && rSState == 1){
    veerLeft(n_speed, dif);
   }   
 
delay(1);
 
  }
 
 
void goForward (int v)
{
  digitalWrite (AIN1,HIGH);
  digitalWrite (AIN2,LOW);
  analogWrite(PWMA,v);
  digitalWrite (BIN1,HIGH);
  digitalWrite (BIN2,LOW);
  analogWrite(PWMB,v); 
}
 
void goBackward (int v)
{
  digitalWrite (AIN1,LOW);
  digitalWrite (AIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMA,v);
  digitalWrite (BIN1,LOW);
  digitalWrite (BIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMB,v); 
}
 
void rotateRight (int v)
{
  digitalWrite (AIN1,HIGH);
  digitalWrite (AIN2,LOW);
  analogWrite(PWMA,v);
  digitalWrite (BIN1,LOW);
  digitalWrite (BIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMB,v); 
}
 
void rotateLeft (int v)
{
  digitalWrite (AIN1,LOW);
  digitalWrite (AIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMA,v);
  digitalWrite (BIN1,HIGH);
  digitalWrite (BIN2,LOW);
  analogWrite(PWMB,v); 
}
 
void veerLeft (int v, int d)
{
  digitalWrite (AIN1,HIGH);
  digitalWrite (AIN2,LOW);
  analogWrite(PWMA,v);
  digitalWrite (BIN1,HIGH);
  digitalWrite (BIN2,LOW);
  analogWrite(PWMB,v -d); 
}
 
void veerRight (int v, int d)
{
  digitalWrite (AIN1,HIGH);
  digitalWrite (AIN2,LOW);
  analogWrite(PWMA,v -d);
  digitalWrite (BIN1,HIGH);
  digitalWrite (BIN2,LOW);
  analogWrite(PWMB,v ); 
}
 
void applyBrakes ()
{
  digitalWrite (AIN1,HIGH);
  digitalWrite (AIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMA,255);
  digitalWrite (BIN1,HIGH);
  digitalWrite (BIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMB,255); 
}

Релейный регулятор датчиков линии на драйвере L293D (обновленная версия)



#define PWMA 6  // выходы arduino
#define PWMB 3
#define AIN1 7
#define AIN2 8
#define BIN1 2
#define BIN2 4
 
 
#define lS 12
#define rS 11 
 
int min_speed = 120;
int max_speed = 255;
int n_speed = 180;
int dif = 180;

uint8_t lSState;
uint8_t rSState;

int state;
int prevState;
int readyState = 0;

void resetState(int st){
  prevState = state;
  state = st;
}

 
//int state;
 void setup() {
 
  /* Настроить все 7 выводов на выходы, идущие к драйверу TB6612FNG */
  pinMode(PWMA,OUTPUT);
  pinMode(AIN1,OUTPUT);
  pinMode(AIN2,OUTPUT);
  pinMode(PWMB,OUTPUT);
  pinMode(BIN1,OUTPUT);
  pinMode(BIN2,OUTPUT);
  pinMode(lS,INPUT);
  pinMode(rS,INPUT);
  Serial.begin(9600);
   while (readyState == 0) {
    testSensors();
    if (prevState != 11)
      readyState = 1;
      delay(1000);
  }
 delay(2000);

}

void testSensors(){
  lSState = digitalRead(lS);
  rSState = digitalRead(rS);
   //Serial.println(lSState);
   //Serial.println(rSState);
   //Serial.println("");  
    
   if (lSState == 0 && rSState == 0  ){
          resetState(0);
       //goForward(n_speed);
   }
   if (lSState == 1 && rSState == 0  ){
       resetState(10);
       //goForward(n_speed);
   }
  // if (current_dist <= dangerous_dist ){
  //    resetState(1);
      //applyBrakes ();
  // }
   if (lSState == 1 && rSState == 1  ){
     //if (readyState == 0)
       resetState(11);
       //veerRight(n_speed, dif);
   }
   if (lSState == 0 && rSState == 1   ){
       resetState(1);
       //veerLeft(n_speed, dif);
   }  
  
}


 
void loop() {
  testSensors();
  updateMotion(n_speed, dif);
 
 // centralLineFollower();
 
delay(1);
 
  }

void updateMotion(int sp, int d){
    switch ( state ) {
    case 0:
      if (prevState == 1)
        veerLeft(sp, d);
      else if (prevState == 10)
        veerRight(sp, d);
      break;
    case 1:
      // Code
      goForward(sp);
      break;
    case 10:
      // Code
      goForward(sp);
      break;
    case 11:
      // Code
      if (prevState == 10)
        veerRight(sp, d);
      else if (prevState == 1)
        veerLeft(sp, d);
      break;
    }
  
}

 void leftLineFollower(){
    //goForward(n_speed);
    //applyBrakes ();
    //veerRight(n_speed, dif);
    //veerLeft(n_speed, dif);

}  
void centralLineFollower(){
 
}
 
void goForward (int v)
{
  digitalWrite (AIN1,HIGH);
  digitalWrite (AIN2,LOW);
  analogWrite(PWMA,v);
  digitalWrite (BIN1,HIGH);
  digitalWrite (BIN2,LOW);
  analogWrite(PWMB,v); 
}
 
void goBackward (int v)
{
  digitalWrite (AIN1,LOW);
  digitalWrite (AIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMA,v);
  digitalWrite (BIN1,LOW);
  digitalWrite (BIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMB,v); 
}
 
void rotateRight (int v)
{
  digitalWrite (AIN1,HIGH);
  digitalWrite (AIN2,LOW);
  analogWrite(PWMA,v);
  digitalWrite (BIN1,LOW);
  digitalWrite (BIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMB,v); 
}
 
void rotateLeft (int v)
{
  digitalWrite (AIN1,LOW);
  digitalWrite (AIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMA,v);
  digitalWrite (BIN1,HIGH);
  digitalWrite (BIN2,LOW);
  analogWrite(PWMB,v); 
}
 
void veerLeft (int v, int d)
{
  digitalWrite (AIN1,HIGH);
  digitalWrite (AIN2,LOW);
  analogWrite(PWMA,v);
  digitalWrite (BIN1,HIGH);
  digitalWrite (BIN2,LOW);
  analogWrite(PWMB,v -d); 
}
 
void veerRight (int v, int d)
{
  digitalWrite (AIN1,HIGH);
  digitalWrite (AIN2,LOW);
  analogWrite(PWMA,v -d);
  digitalWrite (BIN1,HIGH);
  digitalWrite (BIN2,LOW);
  analogWrite(PWMB,v ); 
}
 
void applyBrakes ()
{
  digitalWrite (AIN1,HIGH);
  digitalWrite (AIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMA,255);
  digitalWrite (BIN1,HIGH);
  digitalWrite (BIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMB,255); 
}

Управление питанием посредством кнопки

http://arduino.ru/forum/apparatnye-voprosy/vklyuchenie-pitaniya-odnoi-knopkoi

https://youtu.be/lwY6NLT0krA

Режимы энергосбережения (Sleep Modes)

Ключевые ресурсы

http://robofob.ru/materials/articles/pages/Karpov_mobline1.pdf - Карпов В.Э., ПИД-управление в нестрогом изложении. (27 стр. «Управление по энкодерам»)
https://www.hse.ru/data/2013/06/17/1287016759/%D0%94%D0%B8%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%BC.doc Луцкий В.А. «Исследование адаптивных алгоритмов передвижения шестиногого шагающего робота», Дипломная работа.

Характеристика двигателя постоянного тока Makeblock 81340 180 Optical Encoder Motor

https://roboshop.spb.ru/TB6612FNG-module - оптимальный для данного мотора драйвер
https://www.sparkfun.com/datasheets/Robotics/TB6612FNG.pdf
http://arduinolab.pw/index.php/2017/07/04/dvuxkanalnyj-drajver-kollektornyx-motorov-tb6612fng/
https://github.com/Makeblock-official/Makeblock_Electronic_Modules_v2.0_Schematic_File - принципиальные электронные схемы
http://download.makeblock.com/Me%20Auriga%20%E7%94%B5%E8%B7%AF%E5%9B%BEV1.1%20-%2020160221.pdf
https://www.instructables.com/id/Advanced-Makeblock-Sensors-DIY/

Программирование мобильного робота

Шасси Makeblock, двигатель «Makeblock 81340 180 Optical Encoder Motor», драйвер TB6612FNG.

http://digitrode.ru/articles/123-robot-na-osnove-arduino-chast-iii-podklyuchenie-programmirovanie-i-probnyy-pusk.html вариант программы для мобильного робота с использованием драйвера TB6612FNG

// http://arduinolab.pw/index.php/2017/07/04/dvuxkanalnyj-drajver-kollektornyx-motorov-tb6612fng/
// http://digitrode.ru/articles/123-robot-na-osnove-arduino-chast-iii-podklyuchenie-programmirovanie-i-probnyy-pusk.html
 
#define PWMA 11  // выходы arduino
#define PWMB 10
#define AIN1 6
#define AIN2 7
#define BIN1 5
#define BIN2 4
#define STBY 13 
 
 
void setup() {
 
/* Настроить все 7 выводов на выходы, идущие к драйверу TB6612FNG */
pinMode(PWMA,OUTPUT);
pinMode(AIN1,OUTPUT);
pinMode(AIN2,OUTPUT);
pinMode(PWMB,OUTPUT);
pinMode(BIN1,OUTPUT);
pinMode(BIN2,OUTPUT);
pinMode(STBY,OUTPUT);
 
}
 
void loop() {
 
  startUp();
  goForward();
  delay(5500);
  turnAround();
  goForward();
  delay(5500);
  turnAround();
  goBackward();
  delay(5500);
  rotateLeft();
  delay(560);
  rotateRight();
  delay(560);
  goForward();
  delay(3000);
  applyBrakes();
  delay(2000);
  }
 
/* Определение функций */
/* Опытным путем было выяснено, что при коэффициенте ШИМ равном 233 */
/* для левого двигателя и 255 для правого позволяют роботу */
/* двигаться по прямой на полной скорости. Тесты показали, что робот */
/* совершает 27 оборотов вокруг своей оси в минуту при вращении двигателей */
/* в противоположные стороны при полном заполнении ШИМ. Эта величина  */
/* была использована для определения времени, */
/* за которое робот повернется на 90, 180 и 360 градусов. */
 
void goForward ()
{
  digitalWrite (AIN1,HIGH);
  digitalWrite (AIN2,LOW);
  analogWrite(PWMA,234);
  digitalWrite (BIN1,HIGH);
  digitalWrite (BIN2,LOW);
  analogWrite(PWMB,255); 
}
 
void goBackward ()
{
  digitalWrite (AIN1,LOW);
  digitalWrite (AIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMA,233);
  digitalWrite (BIN1,LOW);
  digitalWrite (BIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMB,255); 
}
 
void rotateRight ()
{
  digitalWrite (AIN1,HIGH);
  digitalWrite (AIN2,LOW);
  analogWrite(PWMA,255);
  digitalWrite (BIN1,LOW);
  digitalWrite (BIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMB,255); 
}
 
void rotateLeft ()
{
  digitalWrite (AIN1,LOW);
  digitalWrite (AIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMA,255);
  digitalWrite (BIN1,HIGH);
  digitalWrite (BIN2,LOW);
  analogWrite(PWMB,255); 
}
 
void veerLeft ()
{
  digitalWrite (AIN1,HIGH);
  digitalWrite (AIN2,LOW);
  analogWrite(PWMA,190);
  digitalWrite (BIN1,HIGH);
  digitalWrite (BIN2,LOW);
  analogWrite(PWMB,255); 
}
 
void veerRight ()
{
  digitalWrite (AIN1,HIGH);
  digitalWrite (AIN2,LOW);
  analogWrite(PWMA,255);
  digitalWrite (BIN1,HIGH);
  digitalWrite (BIN2,LOW);
  analogWrite(PWMB,190); 
}
 
void applyBrakes ()
{
  digitalWrite (AIN1,HIGH);
  digitalWrite (AIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMA,255);
  digitalWrite (BIN1,HIGH);
  digitalWrite (BIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMB,255); 
}
 
void startUp ()
{
  digitalWrite(STBY,HIGH);
}
 
void turnAround()
{
  rotateLeft();
  delay(1370);
}
 
void shutDown ()
{
  digitalWrite(STBY,LOW);
}

Вариант 1.1. Простейший релейный регулятор движения по линии

 
#define PWMA 11  // выходы arduino
#define PWMB 10
#define AIN1 6
#define AIN2 7
#define BIN1 5
#define BIN2 4
#define STBY 13 
 
#define lS 9
#define rS 8 
 
int min_speed = 120;
int max_speed = 255;
int n_speed = 180;
int dif = 170;
uint8_t lSState=0;
uint8_t rSState=0;
 
 
//int state;
 void setup() {
 
/* Настроить все 7 выводов на выходы, идущие к драйверу TB6612FNG */
pinMode(PWMA,OUTPUT);
pinMode(AIN1,OUTPUT);
pinMode(AIN2,OUTPUT);
pinMode(PWMB,OUTPUT);
pinMode(BIN1,OUTPUT);
pinMode(BIN2,OUTPUT);
pinMode(STBY,OUTPUT);
pinMode(lS,INPUT);
pinMode(rS,INPUT);
Serial.begin(9600);
startUp();
}
 
void loop() {
   lSState = digitalRead(lS);
   rSState = digitalRead(rS);
   Serial.println(lSState);
   Serial.println(rSState);
   Serial.println("");   
 
 
   if (lSState == 0 && rSState == 0){
    goForward(n_speed);
   }
 
   if (lSState == 1 && rSState == 1){
    applyBrakes ();
   }
   if (lSState == 1 && rSState == 0){
    veerRight(n_speed, dif);
   }
   if (lSState == 0 && rSState == 1){
    veerLeft(n_speed, dif);
   }   
 
delay(1);
 
  }
 
 
void goForward (int v)
{
  digitalWrite (AIN1,HIGH);
  digitalWrite (AIN2,LOW);
  analogWrite(PWMA,v);
  digitalWrite (BIN1,HIGH);
  digitalWrite (BIN2,LOW);
  analogWrite(PWMB,v); 
}
 
void goBackward (int v)
{
  digitalWrite (AIN1,LOW);
  digitalWrite (AIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMA,v);
  digitalWrite (BIN1,LOW);
  digitalWrite (BIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMB,v); 
}
 
void rotateRight (int v)
{
  digitalWrite (AIN1,HIGH);
  digitalWrite (AIN2,LOW);
  analogWrite(PWMA,v);
  digitalWrite (BIN1,LOW);
  digitalWrite (BIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMB,v); 
}
 
void rotateLeft (int v)
{
  digitalWrite (AIN1,LOW);
  digitalWrite (AIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMA,v);
  digitalWrite (BIN1,HIGH);
  digitalWrite (BIN2,LOW);
  analogWrite(PWMB,v); 
}
 
void veerLeft (int v, int d)
{
  digitalWrite (AIN1,HIGH);
  digitalWrite (AIN2,LOW);
  analogWrite(PWMA,v);
  digitalWrite (BIN1,HIGH);
  digitalWrite (BIN2,LOW);
  analogWrite(PWMB,v -d); 
}
 
void veerRight (int v, int d)
{
  digitalWrite (AIN1,HIGH);
  digitalWrite (AIN2,LOW);
  analogWrite(PWMA,v -d);
  digitalWrite (BIN1,HIGH);
  digitalWrite (BIN2,LOW);
  analogWrite(PWMB,v ); 
}
 
void applyBrakes ()
{
  digitalWrite (AIN1,HIGH);
  digitalWrite (AIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMA,255);
  digitalWrite (BIN1,HIGH);
  digitalWrite (BIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMB,255); 
}
 
void startUp ()
{
  digitalWrite(STBY,HIGH);
}
 
 
 
void shutDown ()
{
  digitalWrite(STBY,LOW);
}

Реализация машины состояний при движении по линии

#define PWMA 11  // выходы arduino
#define PWMB 10
#define AIN1 6
#define AIN2 7
#define BIN1 5
#define BIN2 4
#define STBY 13 
 
#define lS 9
#define rS 8 
 
int min_speed = 120;
int max_speed = 255;
int n_speed = 200;
int dif = 200;
 
uint8_t lSState;
uint8_t rSState;
 
int state;
int prevState;
int readyState = 0;
 
void resetState(int st){
  prevState = state;
  state = st;
}
 
 
//int state;
 void setup() {
 
  /* Настроить все 7 выводов на выходы, идущие к драйверу TB6612FNG */
  pinMode(PWMA,OUTPUT);
  pinMode(AIN1,OUTPUT);
  pinMode(AIN2,OUTPUT);
  pinMode(PWMB,OUTPUT);
  pinMode(BIN1,OUTPUT);
  pinMode(BIN2,OUTPUT);
  pinMode(lS,INPUT);
  pinMode(rS,INPUT);
  Serial.begin(9600);
   while (readyState == 0) {
    testSensors();
    if (prevState != 11)
      readyState = 1;
      delay(1000);
  }
 delay(2000);
 startUp();
}
 
void testSensors(){
  lSState = digitalRead(lS);
  rSState = digitalRead(rS);
   //Serial.println(lSState);
   //Serial.println(rSState);
   //Serial.println("");  
 
   if (lSState == 0 && rSState == 0  ){
          resetState(0);
       //goForward(n_speed);
   }
   if (lSState == 1 && rSState == 0  ){
       resetState(10);
       //goForward(n_speed);
   }
  // if (current_dist <= dangerous_dist ){
  //    resetState(1);
      //applyBrakes ();
  // }
   if (lSState == 1 && rSState == 1  ){
     //if (readyState == 0)
       resetState(11);
       //veerRight(n_speed, dif);
   }
   if (lSState == 0 && rSState == 1   ){
       resetState(1);
       //veerLeft(n_speed, dif);
   }  
 
}
 
 
 
void loop() {
  testSensors();
  updateMotion(n_speed, dif);
 
 // centralLineFollower();
 
  //delay(1);
 
  }
 
void updateMotion(int sp, int d){
    switch ( state ) {
    case 0:
      if (prevState == 1)
        //veerLeft(sp, d);
        veerRight(sp, d);
      else if (prevState == 10)
        //veerRight(sp, d);
        veerLeft(sp, d);
      break;
    case 1:
      // Code
      goForward(sp);
      break;
    case 10:
      // Code
      goForward(sp);
      break;
    case 11:
      // Code
      if (prevState == 10)
        veerRight(sp, d);
      else if (prevState == 1)
        veerLeft(sp, d);
      break;
    }
 
}
 
 void leftLineFollower(){
    //goForward(n_speed);
    //applyBrakes ();
    //veerRight(n_speed, dif);
    //veerLeft(n_speed, dif);
 
}  
void centralLineFollower(){
 
}
 
void goForward (int v)
{
  digitalWrite (AIN1,HIGH);
  digitalWrite (AIN2,LOW);
  analogWrite(PWMA,v);
  digitalWrite (BIN1,HIGH);
  digitalWrite (BIN2,LOW);
  analogWrite(PWMB,v); 
}
 
void goBackward (int v)
{
  digitalWrite (AIN1,LOW);
  digitalWrite (AIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMA,v);
  digitalWrite (BIN1,LOW);
  digitalWrite (BIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMB,v); 
}
 
void rotateRight (int v)
{
  digitalWrite (AIN1,HIGH);
  digitalWrite (AIN2,LOW);
  analogWrite(PWMA,v);
  digitalWrite (BIN1,LOW);
  digitalWrite (BIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMB,v); 
}
 
void rotateLeft (int v)
{
  digitalWrite (AIN1,LOW);
  digitalWrite (AIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMA,v);
  digitalWrite (BIN1,HIGH);
  digitalWrite (BIN2,LOW);
  analogWrite(PWMB,v); 
}
 
void veerLeft (int v, int d)
{
  digitalWrite (AIN1,HIGH);
  digitalWrite (AIN2,LOW);
  analogWrite(PWMA,v);
  digitalWrite (BIN1,HIGH);
  digitalWrite (BIN2,LOW);
  analogWrite(PWMB,v -d); 
}
 
void veerRight (int v, int d)
{
  digitalWrite (AIN1,HIGH);
  digitalWrite (AIN2,LOW);
  analogWrite(PWMA,v -d);
  digitalWrite (BIN1,HIGH);
  digitalWrite (BIN2,LOW);
  analogWrite(PWMB,v ); 
}
 
void applyBrakes ()
{
  digitalWrite (AIN1,HIGH);
  digitalWrite (AIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMA,255);
  digitalWrite (BIN1,HIGH);
  digitalWrite (BIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMB,255); 
}
 
void startUp ()
{
  digitalWrite(STBY,HIGH);
}
 
 
 
void shutDown ()
{
  digitalWrite(STBY,LOW);
}

Реализация машины состояний при движении по линии (Nano ATmega328P Old)

#define PWMA 9  // выходы arduino
#define PWMB 10
#define AIN1 6
#define AIN2 7
#define BIN1 5
#define BIN2 4
#define STBY 13 
 
#define lS 2
#define rS 3
 
int min_speed = 120;
int max_speed = 255;
int n_speed = 200;
int dif = 200;
 
uint8_t lSState;
uint8_t rSState;
 
int state;
int prevState;
int readyState = 0;
 
void resetState(int st){
  prevState = state;
  state = st;
}
 
 
//int state;
 void setup() {
 
  /* Настроить все 7 выводов на выходы, идущие к драйверу TB6612FNG */
  pinMode(PWMA,OUTPUT);
  pinMode(AIN1,OUTPUT);
  pinMode(AIN2,OUTPUT);
  pinMode(PWMB,OUTPUT);
  pinMode(BIN1,OUTPUT);
  pinMode(BIN2,OUTPUT);
  pinMode(lS,INPUT);
  pinMode(rS,INPUT);
  Serial.begin(9600);
   while (readyState == 0) {
    testSensors();
    if (prevState != 11)
      readyState = 1;
      delay(1000);
  }
 delay(2000);
 startUp();
}
 
void testSensors(){
  lSState = digitalRead(lS);
  rSState = digitalRead(rS);
   //Serial.println(lSState);
   //Serial.println(rSState);
   //Serial.println("");  
 
   if (lSState == 0 && rSState == 0  ){
          resetState(0);
       //goForward(n_speed);
   }
   if (lSState == 1 && rSState == 0  ){
       resetState(10);
       //goForward(n_speed);
   }
  // if (current_dist <= dangerous_dist ){
  //    resetState(1);
      //applyBrakes ();
  // }
   if (lSState == 1 && rSState == 1  ){
     //if (readyState == 0)
       resetState(11);
       //veerRight(n_speed, dif);
   }
   if (lSState == 0 && rSState == 1   ){
       resetState(1);
       //veerLeft(n_speed, dif);
   }  
 
}
 
 
 
void loop() {
  testSensors();
  updateMotion(n_speed, dif);
 
 // centralLineFollower();
 
  //delay(1);
 
  }
 
void updateMotion(int sp, int d){
    switch ( state ) {
    case 0:
      if (prevState == 1)
        //veerLeft(sp, d);
        veerRight(sp, d);
      else if (prevState == 10)
        //veerRight(sp, d);
        veerLeft(sp, d);
      break;
    case 1:
      // Code
      goForward(sp);
      break;
    case 10:
      // Code
      goForward(sp);
      break;
    case 11:
      // Code
      if (prevState == 10)
        veerRight(sp, d);
      else if (prevState == 1)
        veerLeft(sp, d);
      break;
    }
 
}
 
 void leftLineFollower(){
    //goForward(n_speed);
    //applyBrakes ();
    //veerRight(n_speed, dif);
    //veerLeft(n_speed, dif);
 
}  
void centralLineFollower(){
 
}
 
void goForward (int v)
{
  digitalWrite (AIN1,HIGH);
  digitalWrite (AIN2,LOW);
  analogWrite(PWMA,v);
  digitalWrite (BIN1,HIGH);
  digitalWrite (BIN2,LOW);
  analogWrite(PWMB,v); 
}
 
void goBackward (int v)
{
  digitalWrite (AIN1,LOW);
  digitalWrite (AIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMA,v);
  digitalWrite (BIN1,LOW);
  digitalWrite (BIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMB,v); 
}
 
void rotateRight (int v)
{
  digitalWrite (AIN1,HIGH);
  digitalWrite (AIN2,LOW);
  analogWrite(PWMA,v);
  digitalWrite (BIN1,LOW);
  digitalWrite (BIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMB,v); 
}
 
void rotateLeft (int v)
{
  digitalWrite (AIN1,LOW);
  digitalWrite (AIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMA,v);
  digitalWrite (BIN1,HIGH);
  digitalWrite (BIN2,LOW);
  analogWrite(PWMB,v); 
}
 
void veerLeft (int v, int d)
{
  digitalWrite (AIN1,HIGH);
  digitalWrite (AIN2,LOW);
  analogWrite(PWMA,v);
  digitalWrite (BIN1,HIGH);
  digitalWrite (BIN2,LOW);
  analogWrite(PWMB,v -d); 
}
 
void veerRight (int v, int d)
{
  digitalWrite (AIN1,HIGH);
  digitalWrite (AIN2,LOW);
  analogWrite(PWMA,v -d);
  digitalWrite (BIN1,HIGH);
  digitalWrite (BIN2,LOW);
  analogWrite(PWMB,v ); 
}
 
void applyBrakes ()
{
  digitalWrite (AIN1,HIGH);
  digitalWrite (AIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMA,255);
  digitalWrite (BIN1,HIGH);
  digitalWrite (BIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMB,255); 
}
 
void startUp ()
{
  digitalWrite(STBY,HIGH);
}
 
 
 
void shutDown ()
{
  digitalWrite(STBY,LOW);
}

Вариант 2.1. Простейший релейный регулятор движения по линии + ультразвуковой датчик препятствия (промежуточный вариант, требует доработки)

 
#include <Ping.h>
 
 
#define PWMA 11  // выходы arduino
#define PWMB 10
#define AIN1 6
#define AIN2 7
#define BIN1 5
#define BIN2 4
#define STBY 13 
 
#define lS 9
#define rS 8 
 
int distance = 10;
int ping_distance = 400;
 
Ping ping = Ping(2);
 
uint32_t previousMillis = 0;
uint16_t timePeriod = 50; 
 
 
int min_speed = 120;
int max_speed = 255;
int n_speed = 220;
int dif = 220;
 
uint8_t lSState;
uint8_t rSState;
 
int state;
int prevState;
int readyState = 0;
 
void resetState(int st){
  prevState = state;
  state = st;
}
 
 
//int state;
 void setup() {
 
  /* Настроить все 7 выводов на выходы, идущие к драйверу TB6612FNG */
  pinMode(PWMA,OUTPUT);
  pinMode(AIN1,OUTPUT);
  pinMode(AIN2,OUTPUT);
  pinMode(PWMB,OUTPUT);
  pinMode(BIN1,OUTPUT);
  pinMode(BIN2,OUTPUT);
  pinMode(lS,INPUT);
  pinMode(rS,INPUT);
  Serial.begin(9600);
   while (readyState == 0) {
    testSensors();
    if (prevState != 11)
      readyState = 1;
      delay(1000);
  }
 delay(2000);
 startUp();
}
/*
void checkTimer(){
  uint32_t currentMillis = millis();
  if (currentMillis - previousMillis >= timePeriod){
    Serial.println(millis());
  previousMillis = currentMillis;
  }
}
*/
void testSensors(){
  lSState = digitalRead(lS);
  rSState = digitalRead(rS);
   //Serial.println(lSState);
   //Serial.println(rSState);
   //Serial.println("");  
 
   if (lSState == 0 && rSState == 0  ){
          resetState(0);
       //goForward(n_speed);
   }
   if (lSState == 1 && rSState == 0  ){
       resetState(10);
       //goForward(n_speed);
   }
  // if (current_dist <= dangerous_dist ){
  //    resetState(1);
      //applyBrakes ();
  // }
   if (lSState == 1 && rSState == 1  ){
     //if (readyState == 0)
       resetState(11);
       //veerRight(n_speed, dif);
   }
   if (lSState == 0 && rSState == 1   ){
       resetState(1);
       //veerLeft(n_speed, dif);
   }  
 
}
 
void ping_fire(){
  ping.fire();
  //Serial.println("***"); 
}
 
void loop() {
  // time =====================
  uint32_t currentMillis = millis();
  if (currentMillis - previousMillis >= timePeriod){
    //Serial.println(millis());
    //Serial.println(ping.centimeters());
    ping_distance = ping.centimeters();
    ping_fire();
    previousMillis = currentMillis;
  }
  //=======================
  testSensors();
  if (ping_distance > distance){
    updateMotion(n_speed, dif);
  } else {
    applyBrakes ();
  }
 
 // centralLineFollower();
 
  //delay(1);
 
  }
 
void updateMotion(int sp, int d){
    switch ( state ) {
    case 0:
      if (prevState == 1)
        //veerLeft(sp, d);
        veerRight(sp, d);
      else if (prevState == 10)
        //veerRight(sp, d);
        veerLeft(sp, d);
      break;
    case 1:
      // Code
      goForward(sp);
      break;
    case 10:
      // Code
      goForward(sp);
      break;
    case 11:
      // Code
      if (prevState == 10)
        veerRight(sp, d);
      else if (prevState == 1)
        veerLeft(sp, d);
      break;
    }
 
}
 
 void leftLineFollower(){
    //goForward(n_speed);
    //applyBrakes ();
    //veerRight(n_speed, dif);
    //veerLeft(n_speed, dif);
 
}  
void centralLineFollower(){
 
}
 
void goForward (int v)
{
  digitalWrite (AIN1,HIGH);
  digitalWrite (AIN2,LOW);
  analogWrite(PWMA,v);
  digitalWrite (BIN1,HIGH);
  digitalWrite (BIN2,LOW);
  analogWrite(PWMB,v); 
}
 
void goBackward (int v)
{
  digitalWrite (AIN1,LOW);
  digitalWrite (AIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMA,v);
  digitalWrite (BIN1,LOW);
  digitalWrite (BIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMB,v); 
}
 
void rotateRight (int v)
{
  digitalWrite (AIN1,HIGH);
  digitalWrite (AIN2,LOW);
  analogWrite(PWMA,v);
  digitalWrite (BIN1,LOW);
  digitalWrite (BIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMB,v); 
}
 
void rotateLeft (int v)
{
  digitalWrite (AIN1,LOW);
  digitalWrite (AIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMA,v);
  digitalWrite (BIN1,HIGH);
  digitalWrite (BIN2,LOW);
  analogWrite(PWMB,v); 
}
 
void veerLeft (int v, int d)
{
  digitalWrite (AIN1,HIGH);
  digitalWrite (AIN2,LOW);
  analogWrite(PWMA,v);
  digitalWrite (BIN1,HIGH);
  digitalWrite (BIN2,LOW);
  analogWrite(PWMB,v -d); 
}
 
void veerRight (int v, int d)
{
  digitalWrite (AIN1,HIGH);
  digitalWrite (AIN2,LOW);
  analogWrite(PWMA,v -d);
  digitalWrite (BIN1,HIGH);
  digitalWrite (BIN2,LOW);
  analogWrite(PWMB,v ); 
}
 
void applyBrakes ()
{
  digitalWrite (AIN1,HIGH);
  digitalWrite (AIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMA,255);
  digitalWrite (BIN1,HIGH);
  digitalWrite (BIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMB,255); 
}
 
void startUp ()
{
  digitalWrite(STBY,HIGH);
}
 
 
 
void shutDown ()
{
  digitalWrite(STBY,LOW);
}
 
/*
В библиотеке Ping.cpp 
вместо строки
  _duration = pulseIn(_pin, HIGH);
следует использовать
  _duration = pulseIn(_pin, HIGH, 40000);
*/

Вариант 2.2. Простейший релейный регулятор движения по линии + ультразвуковой датчик препятствия (боле-менее работает :-)

#include <Ping.h>
 
/*
 
*/
#define PWMA 11  // выходы arduino
#define PWMB 10 
#define AIN1 6
#define AIN2 7
#define BIN1 5
#define BIN2 4
#define STBY 13 
 
#define lS 9
#define rS 8 
 
int distance = 10;
int ping_distance = 400;
 
Ping ping = Ping(2);
 
uint32_t previousMillis = 0;
uint16_t timePeriod = 50; 
 
 
int min_speed = 120;
int max_speed = 255;
int n_speed = 200;
int dif = 200;
 
uint8_t lSState;
uint8_t rSState;
 
int state;
int prevState;
int readyState = 0;
 
int is_obstacle = 0;
 
void updateState(int st){
  state = st;
}
 
void resetState(int st){
  prevState = state;
  state = st;
}
 
 
//int state;
 void setup() {
 
  /* Настроить все 7 выводов на выходы, идущие к драйверу TB6612FNG */
  pinMode(PWMA,OUTPUT);
  pinMode(AIN1,OUTPUT);
  pinMode(AIN2,OUTPUT);
  pinMode(PWMB,OUTPUT);
  pinMode(BIN1,OUTPUT);
  pinMode(BIN2,OUTPUT);
  pinMode(lS,INPUT);
  pinMode(rS,INPUT);
  Serial.begin(9600);
   while (readyState == 0) {
    testSensors();
    if (prevState != 11)
      readyState = 1;
      delay(1000);
  }
 delay(2000);
 startUp();
}
/*
void checkTimer(){
  uint32_t currentMillis = millis();
  if (currentMillis - previousMillis >= timePeriod){
    Serial.println(millis());
  previousMillis = currentMillis;
  }
}
*/
void testSensors(){
  lSState = digitalRead(lS);
  rSState = digitalRead(rS);
   //Serial.println(lSState);
   //Serial.println(rSState);
   //Serial.println("");  
 
   if (lSState == 0 && rSState == 0  ){
          //resetState(0);
          updateState(0);
       //goForward(n_speed);
   }
   if (lSState == 1 && rSState == 0  ){
       resetState(10);
       //goForward(n_speed);
   }
  // if (current_dist <= dangerous_dist ){
  //    resetState(1);
      //applyBrakes ();
  // }
   if (lSState == 1 && rSState == 1  ){
     //if (readyState == 0)
       //resetState(11);       
       updateState(11);
 
       //veerRight(n_speed, dif);
   }
   if (lSState == 0 && rSState == 1   ){
       resetState(1);
       //veerLeft(n_speed, dif);
   }  
 
}
 
void ping_fire(){
  ping.fire();
  //Serial.println("***"); 
}
 
void loop() {
  // time =====================
  uint32_t currentMillis = millis();
  if (currentMillis - previousMillis >= timePeriod){
    //Serial.println(millis());
    //Serial.println(ping.centimeters());
    if (ping_distance > distance){
      is_obstacle = 0;
    } else {
      is_obstacle = 1;
    }
    ping_distance = ping.centimeters();
    ping_fire();
    previousMillis = currentMillis;
  }
  //=======================
 
  if (is_obstacle != 1){
    testSensors();
    updateMotion(n_speed, dif);
  } else {
    applyBrakes ();
  }
 
 // centralLineFollower();
 
  //delay(1);
 
  }
 
void updateMotion(int sp, int d){
    switch ( state ) {
    case 0:
      if (prevState == 1)
        //veerLeft(sp, d);
        veerRight(sp, d);
      else if (prevState == 10)
        //veerRight(sp, d);
        veerLeft(sp, d);
      break;
    case 1:
      // Code
      goForward(sp);
      break;
    case 10:
      // Code
      goForward(sp);
      break;
    case 11:
      // Code
      if (prevState == 10)
        veerRight(sp, d);
      else if (prevState == 1)
        veerLeft(sp, d);
      break;
    }
 
}
 
 void leftLineFollower(){
    //goForward(n_speed);
    //applyBrakes ();
    //veerRight(n_speed, dif);
    //veerLeft(n_speed, dif);
 
}  
void centralLineFollower(){
 
}
 
void goForward (int v)
{
  digitalWrite (AIN1,HIGH);
  digitalWrite (AIN2,LOW);
  analogWrite(PWMA,v);
  digitalWrite (BIN1,HIGH);
  digitalWrite (BIN2,LOW);
  analogWrite(PWMB,v); 
}
 
void goBackward (int v)
{
  digitalWrite (AIN1,LOW);
  digitalWrite (AIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMA,v);
  digitalWrite (BIN1,LOW);
  digitalWrite (BIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMB,v); 
}
 
void rotateRight (int v)
{
  digitalWrite (AIN1,HIGH);
  digitalWrite (AIN2,LOW);
  analogWrite(PWMA,v);
  digitalWrite (BIN1,LOW);
  digitalWrite (BIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMB,v); 
}
 
void rotateLeft (int v)
{
  digitalWrite (AIN1,LOW);
  digitalWrite (AIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMA,v);
  digitalWrite (BIN1,HIGH);
  digitalWrite (BIN2,LOW);
  analogWrite(PWMB,v); 
}
 
void veerLeft (int v, int d)
{
  digitalWrite (AIN1,HIGH);
  digitalWrite (AIN2,LOW);
  analogWrite(PWMA,v);
  digitalWrite (BIN1,HIGH);
  digitalWrite (BIN2,LOW);
  analogWrite(PWMB,v -d); 
}
 
void veerRight (int v, int d)
{
  digitalWrite (AIN1,HIGH);
  digitalWrite (AIN2,LOW);
  analogWrite(PWMA,v -d);
  digitalWrite (BIN1,HIGH);
  digitalWrite (BIN2,LOW);
  analogWrite(PWMB,v ); 
}
 
void applyBrakes ()
{
  digitalWrite (AIN1,HIGH);
  digitalWrite (AIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMA,255);
  digitalWrite (BIN1,HIGH);
  digitalWrite (BIN2,HIGH);
  analogWrite(PWMB,255); 
}
 
void startUp ()
{
  digitalWrite(STBY,HIGH);
}
 
 
 
void shutDown ()
{
  digitalWrite(STBY,LOW);
}
 
 
/*
В библиотеке Ping.cpp 
вместо строки
  _duration = pulseIn(_pin, HIGH);
следует использовать
  _duration = pulseIn(_pin, HIGH, 40000);
*/

Простой таймер (прерывание по таймеру)

uint32_t previousMillis = 0;
uint16_t timePeriod = 1500; 
 
void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  Serial.begin(9600);
}
 
void loop() {
   uint32_t currentMillis = millis();
   if (currentMillis - previousMillis >= timePeriod){
      Serial.println(millis());
    previousMillis = currentMillis;
   }
}

Ультразвуковой датчик

http://playground.arduino.cc/Code/Ping
http://embeddedlab.csuohio.edu/RoboticSwarms/ultrasonic_sensors.html
http://arduino.ru/forum/programmirovanie/nestabilnaya-rabota-uz-datchika - Форум: «Нестабильная работа УЗ датчика»

Bluetooth модуль HC-06

https://lesson.iarduino.ru/page/bluetooth-modul-hc-06-podklyuchenie-k-arduino-upravlenie-ustroystvami-s-telefona
https://arduinomaster.ru/datchiki-arduino/arduino-bluetooth-hc05-hc06/
http://zelectro.cc/HC-06_bluetooth_module
http://psenyukov.ru/%D0%BF%D0%BE%D0%B4%D0%BA%D0%BB%D1%8E%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5-bluetooth-hc-06-%D0%BA-arduino-%D1%81-%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%88%D0%B8%D0%B2%D0%BA%D0%BE%D0%B9-grbl/
https://play.google.com/store/apps/details?id=braulio.calle.bluetoothRCcontroller&hl=ru - Google Play bluetooth-rc-car
https://create.arduino.cc/projecthub/samanfern/bluetooth-controlled-car-d5d9ca - Arduino Bluetooth Controlled Car
https://tutorial45.com/arduino-bluetooth-rc-car-project/ - Arduino Bluetooth Controlled Car
http://www.ardumotive.com/bluetooth-rc-car.html - Arduino Bluetooth Controlled Car

Указатели в C для Ардуино

http://mypractic.ru/urok-15-ukazateli-v-c-dlya-arduino-preobrazovanie-raznyx-tipov-dannyx-v-bajty.html

Принципы программирования оптических энкодеров

http://robotosha.ru/arduino/wheel-encoders-dfrobot.html … колесные энкодеры … (измерение скорости)
https://sohabr.net/habr/post/340448/?version=254649 - как определить угол поворота инкрементального энкодера
http://robofob.ru/materials/begin/mEncoder.pdf Карпов В.Э. Управление движением робота с использованием энкодеров
https://www.arduino.cc/reference/en/language/functions/external-interrupts/attachinterrupt/ attachInterrupt()
https://playground.arduino.cc/Main/RotaryEncoders
https://forum.arduino.cc/index.php?topic=488275.0
https://www.allaboutcircuits.com/projects/how-to-use-a-rotary-encoder-in-a-mcu-based-project/
http://www.bristolwatch.com/arduino/arduino2.htm
http://makeatronics.blogspot.com/2013/02/efficiently-reading-quadrature-with.html
http://mypractic.ru/urok-55-rabota-s-inkrementalnym-enkoderom-v-arduino-biblioteka-encod_er-h.html
http://cxem.net/arduino/arduino8.php
https://www.instructables.com/id/Improved-Arduino-Rotary-Encoder-Reading/
https://robu.in/run-rotary-encoder-arduino-code/
https://arduino.stackexchange.com/questions/598/how-precise-can-i-get-arduino-using-rotary-encoders
http://robotosha.ru/robotics/optical-encoders.html
http://robocraft.ru/blog/2965.html
http://robot-kit.ru/product_info.php/info/p811_Modul-datchika-oborotov--yenkoder--RKP-MWES-LM393-.html
http://robot-kit.ru/manual/Motor_Wheel_Encoder_Sensor.pdf Карпов В.Э. Управление движением роботов с использованием энкодеров
http://easyelectronics.ru/avr-uchebnyj-kurs-inkrementalnyj-enkoder.html
http://robofob.ru/materials/articles/pages/avprog.pdf Карпов В.Э. Автоматное программирование и робототехника

Прерывания по таймеру

О прерываниях

Дополнительные материалы по управлению двигателями...

АЦП

http://robotosha.ru/arduino/analog-measurements-arduino.html - Аналоговые измерения

Простейший аналоговый пробник

int analogPin = A1;     // аналоговый порт А1
int val = 0;  
 
void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  Serial.begin(9600);
}
 
void loop() {
  val = analogRead(analogPin);
  Serial.println(val); 
  delay(100);
}

"Аналоговый графопостроитель"

const uint8_t analogPin1 = A1;
const uint8_t analogPin2 = A2;
void setup() {
  pinMode(analogPin1,INPUT);
  pinMode(analogPin2,INPUT);
  Serial.begin(9600);
}
 
void loop() {
  int val1 = analogRead(analogPin1);
  int val2 = analogRead(analogPin2);
  Serial.print(val1); Serial.print(" "); Serial.println(val2);
delay(50);
}

Простейший цифровой пробник

int dPinInput = 7;
int dPinOutput = 8;
int val = 0;  
 
void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  pinMode(dPinInput, INPUT);
  pinMode(dPinOutput, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}
 
void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  val = digitalRead(dPinInput);
  Serial.println(val);
  digitalWrite(dPinOutput, val);
  delay(100);
}

Фильтр аналогового сигнала для регистрации света

При освещении фоторезистора светодиодным фонарем, график уровня освещенности получается зубчатым (импульсный свет), для сглаживания использован следующий программный фильтр.

int analogPin = A1;     // аналоговый порт А1
int val = 0;           // variable to store the value read
void setup()
{
  Serial.begin(9600);              //  setup serial
}
 
void loop()
{
 
  int sv = 0;
  for (int i = 0; i <= 100;i++){
    val = analogRead(analogPin);     // read the input pin
    val = map(val, 10, 500, 0, 100);
    sv += val;
    delay(2);
  }
 
  Serial.println(sv/100); 
 
  //Serial.println(sv*5.0/1023);             // напряжение в вольтах
  //Serial.println("------------------"); 
  delay(1);
}

Дребезг кнопок

int counter = 0;
int bPin = 2;
bool state = 1; //
 
void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  pinMode(bPin, INPUT_PULLUP);
  Serial.begin(9600);
}
 
void loop() {
  bool b_state = digitalRead(bPin);
  if (state != b_state){
    counter ++;
    Serial.println(counter);
    state = b_state;
    delay(20);
  }
 
 
  //Serial.println(b_state);
  //delay(5);
}

Обработка различных состояний кнопки (вариант 1).

int counter = 0;
int bPin = 2;
int ledPin = 10;
bool state = 1; //
int val = 0;
 
void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  pinMode(bPin, INPUT_PULLUP);
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}
 
void loop() {
  bool b_state = digitalRead(bPin);
  if (state != b_state) {
    counter ++;
    //val = !b_state;
    state = b_state;
    delay(20);
    val = counter % 6;
  }
  switch (val) {
    case 0:
      digitalWrite(ledPin, LOW);
      break;
    case 2:
      analogWrite(ledPin, 70);
      break;
    case 4:
      digitalWrite(ledPin, HIGH);
      break;
 
    //default:
 
  }
 
  delay(50);
}

Обработка различных состояний кнопки (вариант 2).

int bPin = 2;
int ledPin = 5;
int counter = 0;
int b_state = 1;
 
void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  pinMode(bPin, INPUT_PULLUP);
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("HELLO!");
}
 
void loop() {
  int val = digitalRead(bPin);
  if (b_state != val){
    if (val == 0){
      counter ++; 
    }
    b_state = val;
    //Serial.println(counter % 2);
    int r = counter % 3;
    delay(10);
    switch(r){
      case 0:
        analogWrite(ledPin,0);
        break;
      case 1:
        analogWrite(ledPin,50);
        break;
      case 2: 
        analogWrite(ledPin,255); 
        break;     
    }
 
  }
 
}

Многозадачность на Arduino. Таймер на различные состояния.

//http://robotosha.ru/arduino/multi-tasking-arduino.html
// Эти переменные хранят временной шаблон для интервалов мигания
// и текущее состояние светодиода
int ledPin = 13; // номер пина со светодиодом
int ledState = 0; // состояние светодиода
// последний момент времени, когда состояние светодиода изменялось
uint32_t previousMillis = 0;
uint16_t OnTime = 250; // длительность свечения светодиода (в миллисекундах)
uint16_t OffTime = 750; // светодиод не горит (в миллисекундах)
 
void setup() {
  // устанавливаем цифровой пин со светодиодом как ВЫХОД
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
}
 
void loop() {
  // выясняем не настал ли момент сменить состояние светодиода
 
  uint32_t currentMillis = millis(); // текущее время в миллисекундах
 
  // если светодиод включен и светится больше чем надо
  if((ledState == HIGH) && (currentMillis - previousMillis >= OnTime))
  {
    ledState = LOW; // выключаем
    previousMillis = currentMillis; // запоминаем момент времени
    digitalWrite(ledPin, ledState); // реализуем новое состояние
  }
  else if ((ledState == LOW) && (currentMillis - previousMillis >= OffTime))
  {
    ledState = HIGH; // выключаем
    previousMillis = currentMillis ; // запоминаем момент времени
    digitalWrite(ledPin, ledState); // реализуем новое состояние
  }
}

Многозадачность на Arduino. Создание класса.

// http://robotosha.ru/arduino/multi-tasking-arduino.html
class Flasher
{
  // Переменные - члены класса
  // Инициализируются при запуске
  int ledPin; // номер пина со светодиодом
  long OnTime; // время включения в миллисекундах
  long OffTime; // время, когда светодиод выключен
 
  // Текущее состояние
  int ledState; // состояние ВКЛ/ВЫКЛ
  unsigned long previousMillis; // последний момент смены состояния
 
  // Конструктор создает экземпляр Flasher и инициализирует 
  // переменные-члены класса и состояние
  public:
  Flasher(int pin, long on, long off)
  {
   ledPin = pin;
   pinMode(ledPin, OUTPUT);
 
   OnTime = on;
   OffTime = off;
 
   ledState = LOW;
   previousMillis = 0;
  }
 
  void Update()
  {
   // выясняем не настал ли момент сменить состояние светодиода
 
   unsigned long currentMillis = millis(); // текущее время в миллисекундах
 
   if((ledState == HIGH) && (currentMillis - previousMillis >= OnTime))
   {
     ledState = LOW; // выключаем
     previousMillis = currentMillis; // запоминаем момент времени
     digitalWrite(ledPin, ledState); // реализуем новое состояние
   }
   else if ((ledState == LOW) && (currentMillis - previousMillis >= OffTime))
   {
     ledState = HIGH; // выключаем
     previousMillis = currentMillis ; // запоминаем момент времени
     digitalWrite(ledPin, ledState); // реализуем новое состояние
   }
  }
};
 
Flasher led1(11, 100, 400);
Flasher led2(12, 350, 350);
Flasher led3(13, 300, 700);
 
void setup()
{
}
 
void loop()
{
  led1.Update();
  led2.Update();
  led3.Update();
}

Модификация класса. Визуализация процессов.

Все достаточно неплохо, однако наблюдается дрейфующая рассинхронизация процессов.

// визуализация процессов  (модификация кода http://robotosha.ru/arduino/multi-tasking-arduino.html)
//const uint8_t analogPin1 = A1;
//const uint8_t analogPin2 = A2;
uint8_t val2;
uint8_t val3;
 
class Flasher
{
  // Переменные - члены класса
  // Инициализируются при запуске
  int ledPin; // номер пина со светодиодом
  long OnTime; // время включения в миллисекундах
  long OffTime; // время, когда светодиод выключен
 
  // Текущее состояние
  uint8_t ledState; // состояние ВКЛ/ВЫКЛ
  unsigned long previousMillis; // последний момент смены состояния
 
  // Конструктор создает экземпляр Flasher и инициализирует 
  // переменные-члены класса и состояние
  public:
  Flasher(int pin, long on, long off)
  {
   ledPin = pin;
   pinMode(ledPin, OUTPUT);
 
   OnTime = on;
   OffTime = off;
 
   ledState = LOW;
   previousMillis = 0;
  }
 
  void Update()
  {
   // выясняем не настал ли момент сменить состояние светодиода
 
   unsigned long currentMillis = millis(); // текущее время в миллисекундах
 
   if((ledState == HIGH) && (currentMillis - previousMillis >= OnTime))
   {
     ledState = LOW; // выключаем
     previousMillis = currentMillis; // запоминаем момент времени
     digitalWrite(ledPin, ledState); // реализуем новое состояние
   }
   else if ((ledState == LOW) && (currentMillis - previousMillis >= OffTime))
   {
     ledState = HIGH; // выключаем
     previousMillis = currentMillis ; // запоминаем момент времени
     digitalWrite(ledPin, ledState); // реализуем новое состояние
   }
  }
  uint8_t getState(){
    return ledState;
  }
 
 
};
 
//Flasher led1(11, 100, 400);
Flasher led2(12, 200, 200);
Flasher led3(13, 400, 400);
 
void setup()
{
  Serial.begin(9600);
}
 
void loop()
{
  //led1.Update();
  led2.Update();
  val2 = led2.getState();
  led3.Update();
  val3 = led3.getState();
  Serial.print(val2 + 2); Serial.print(" "); Serial.println(val3); // для Serial Plotter
}
 
 // Serial.print(val1); Serial.print(" "); Serial.println(val2);

Измененный алгоритм класса синхронных процессов с визуализацией

Синхронизация восстановлена…

class Flasher
{
  // Переменные - члены класса
  // Инициализируются при запуске
  uint8_t ledPin; // номер пина со светодиодом
  uint16_t OnTime; // время включения в миллисекундах
  uint16_t OffTime; // время, когда светодиод выключен
 
  // Текущее состояние
  uint8_t ledState; // изначальное состояние светодиода
  uint8_t realLedState; // текущее состояние светодиода
  //uint32_t currentTime; // текущее время
  uint32_t summTime; // расчетное время свечения 
 
 
  // Конструктор создает экземпляр Flasher и инициализирует 
  // переменные-члены класса и состояние
  public:
  Flasher(uint8_t pin, uint16_t on, uint16_t off, uint8_t st)
  {
   ledPin = pin;
   pinMode(ledPin, OUTPUT);
 
   OnTime = on;
   OffTime = off;
 
   ledState = st;
   realLedState = st;
   //currentTime = 0;
   //currentPeriod = 0;
   summTime = 0;
  }
 
  void Update(){ 
   uint32_t currentMillis = millis(); // текущее время в миллисекундах
 
   if(ledState == HIGH) {
     if (currentMillis <= (OnTime + summTime)) {
       realLedState = ledState;
       digitalWrite(ledPin, realLedState); // реализуем заданное состояние       
     } else if (currentMillis < (OnTime + OffTime + summTime)){
       realLedState = !ledState;
       digitalWrite(ledPin, realLedState); // реализуем новое состояние 
     } else {
       ledState = LOW;
       summTime += OnTime + OffTime;
     }
   } else if (ledState == LOW) {
    if (currentMillis <= (OffTime + summTime)) {
       realLedState = ledState;
       digitalWrite(ledPin, realLedState); // реализуем заданное состояние       
     } else if (currentMillis < (OnTime + OffTime + summTime)){
       realLedState = !ledState;
       digitalWrite(ledPin, realLedState); // реализуем новое состояние 
     } else {
       ledState = HIGH;
       summTime += OnTime + OffTime;
     }
   }
 
  }
  uint8_t getState(){
    return realLedState;
  }
};
 
Flasher led1(11, 300, 300, LOW);
Flasher led2(12, 900, 900, HIGH);
//Flasher led3(13, 300, 700, HIGH);
 
void setup()
{
  Serial.begin(9600);
}
 
void loop()
{
  led1.Update();
  led2.Update();
  //led3.Update();
  uint8_t val1 = led1.getState();
  uint8_t val2 = led2.getState();
  Serial.print(val1 + 2); Serial.print(" "); Serial.println(val2);
}

К предыдущему коду добавлен класс кнопки

int ledPin7 = 7;
 
class Flasher
{
  // Переменные - члены класса
  // Инициализируются при запуске
  uint8_t ledPin; // номер пина со светодиодом
  uint16_t OnTime; // время включения в миллисекундах
  uint16_t OffTime; // время, когда светодиод выключен
 
  // Текущее состояние
  uint8_t ledState; // изначальное состояние светодиода
  uint8_t realLedState; // текущее состояние светодиода
  //uint32_t currentTime; // текущее время
  uint32_t summTime; // расчетное время свечения 
 
 
  // Конструктор создает экземпляр Flasher и инициализирует 
  // переменные-члены класса и состояние
  public:
  Flasher(uint8_t pin, uint16_t on, uint16_t off, uint8_t st)
  {
   ledPin = pin;
   pinMode(ledPin, OUTPUT);
 
   OnTime = on;
   OffTime = off;
 
   ledState = st;
   realLedState = st;
   //currentTime = 0;
   //currentPeriod = 0;
   summTime = 0;
  }
 
  void Update(){ 
   uint32_t currentMillis = millis(); // текущее время в миллисекундах
 
   if(ledState == HIGH) {
     if (currentMillis <= (OnTime + summTime)) {
       realLedState = ledState;
       digitalWrite(ledPin, realLedState); // реализуем заданное состояние       
     } else if (currentMillis < (OnTime + OffTime + summTime)){
       realLedState = !ledState;
       digitalWrite(ledPin, realLedState); // реализуем новое состояние 
     } else {
       ledState = LOW;
       summTime += OnTime + OffTime;
     }
   } else if (ledState == LOW) {
    if (currentMillis <= (OffTime + summTime)) {
       realLedState = ledState;
       digitalWrite(ledPin, realLedState); // реализуем заданное состояние       
     } else if (currentMillis < (OnTime + OffTime + summTime)){
       realLedState = !ledState;
       digitalWrite(ledPin, realLedState); // реализуем новое состояние 
     } else {
       ledState = HIGH;
       summTime += OnTime + OffTime;
     }
   }
 
  }
  uint8_t getState(){
    return realLedState;
  }
};
 
 
class Cliker
{
  // Переменные - члены класса
  // Инициализируются при запуске
  uint8_t bPin; // номер пина с кнопкой
  uint16_t counter;
  uint8_t b_state;
  uint32_t previousMillis; // последний момент смены состояния
  uint8_t pause ;
  uint8_t val;
  uint8_t debounceFlag;
 
 
  // Конструктор создает экземпляр Cliker и инициализирует 
  // переменные-члены класса и состояние
  public:
  Cliker(int pin)
  {
   bPin = pin;
   pinMode(bPin, INPUT_PULLUP);
 
   debounceFlag = 0;
   counter = 0;
   b_state = 1;
   previousMillis = 0;
   pause = 10;
  }
 
  void Update() {
 
    if (!debounceFlag){
      val = digitalRead(bPin);
      previousMillis = millis();
      if (b_state != val){
        debounceFlag = 1;
      }    
    } else {
        uint32_t currentMillis = millis(); 
        //if((b_state != digitalRead(bPin)) && (currentMillis - previousMillis >= pause)){
        if(currentMillis - previousMillis >= pause){
                counter ++; 
                b_state = val;
                //Serial.println(counter);
          //previousMillis = currentMillis;
          debounceFlag = 0;
 
          }
    }
 
  }
  uint16_t getCounter(){
    return counter;
  }
};
 
 
Flasher led1(11, 300, 300, LOW);
Flasher led2(12, 900, 900, HIGH);
//Flasher led3(13, 300, 700, HIGH);
Cliker but1(2);
 
void setup()
{
  pinMode(ledPin7, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}
 
void loop()
{
  but1.Update();
  uint16_t ctr =  but1.getCounter();
  if (ctr % 2 == 1){
    digitalWrite(ledPin7, 1);
      led1.Update();
  } else {
    digitalWrite(ledPin7, 0);
    led2.Update();
  }
 
 
 
 
  //led3.Update();
  uint8_t val1 = led1.getState();
  uint8_t val2 = led2.getState();
  Serial.print(val1 + 2); Serial.print(" "); Serial.println(val2);
}

Traffic lights example

/*
 
 * https://www.hackerspacetech.com/state-machine-with-arduino/ - State machine with Arduino 
 * Traffic lights example
 * 
 * Red light to pin 7
 * Yellow light to pin 6
 * Green light to pin 5
 * 
 * Pedestrian Red light to pin 4
 * Pedestrian Green light to pin 3
 * Pedestrian pushbutton pin 2 (it is connected to the GND, therefore internal PULLUP resistor must be ON)
 * 
 * Arduino IDE 1.6.12
 */
 
 // Pins
 int red = 7, yellow = 6, green = 5;
 int p_red = 4, p_green = 3;
 int button = 2;
 
 // System variables
 byte state = 0; // initial state
 unsigned int i = 1; // system counter
 unsigned int del = 100; // system delay legnth
 boolean flag = false;
 
void setup() {
  pinMode(red, OUTPUT);
  pinMode(yellow, OUTPUT);
  pinMode(green, OUTPUT);
  pinMode(p_red, OUTPUT);
  pinMode(p_green, OUTPUT);
  pinMode(button, INPUT_PULLUP);
}
 
void loop() {
  // Check button
  if(digitalRead(button) == 0) flag = true;
  switch(state){
    case 0:
      digitalWrite(red, HIGH);
      digitalWrite(yellow, LOW);
      digitalWrite(green, LOW);
      if(flag){
        digitalWrite(p_red, LOW);
        digitalWrite(p_green, HIGH);
      }else{
        digitalWrite(p_red, HIGH);
        digitalWrite(p_green, LOW);
      }
      if((i%100)==0){
        flag = false;
        state = 1;
        i = 0;
      }
    break;
 
    case 1:
      digitalWrite(red, HIGH);
      digitalWrite(yellow, HIGH);
      digitalWrite(green, LOW);
      digitalWrite(p_red, HIGH);
      digitalWrite(p_green, LOW);
      if((i%30)==0){
        state = 2;
        i = 0;
      }
    break;
 
    case 2:
      digitalWrite(red, LOW);
      digitalWrite(yellow, LOW);
      digitalWrite(green, HIGH);
      digitalWrite(p_red, HIGH);
      digitalWrite(p_green, LOW);
      if((i%80)==0){
        state = 3;
        i = 0;
      }
    break;
 
    case 3:
      digitalWrite(red, LOW);
      digitalWrite(yellow, HIGH);
      digitalWrite(green, LOW);
      digitalWrite(p_red, HIGH);
      digitalWrite(p_green, LOW);
      if((i%20)==0){
        state = 0;
        i = 0;
      }
    break;
    default:
    break;
  }
  i++;
  delay(del);
}

Traffic lights example (модернизированный код)

/*
 
 * https://www.hackerspacetech.com/state-machine-with-arduino/ - State machine with Arduino 
 * Traffic lights example
 * 
 * Red light to pin 7
 * Yellow light to pin 6
 * Green light to pin 5
 * 
 * Pedestrian Red light to pin 4
 * Pedestrian Green light to pin 3
 * Pedestrian pushbutton pin 2 (it is connected to the GND, therefore internal PULLUP resistor must be ON)
 * 
 * Arduino IDE 1.6.12
 */
 
 // Pins
 int red = 7, yellow = 6, green = 5;
 int p_red = 4, p_green = 3;
 int button = 2;
 
 // System variables
 byte state = 0; // initial state
 unsigned int i = 1; // system counter
 unsigned int del = 100; // system delay legnth
 boolean flag = false;
 
void change_traffic_lights(uint8_t r,uint8_t y, uint8_t g){
    digitalWrite(red, r);
    digitalWrite(yellow, y);
    digitalWrite(green, g);
}
 
void change_pedestrian_lights(uint8_t r,uint8_t g){
    digitalWrite(p_red, r);
    digitalWrite(p_green, g);
}
 
void setup() {
  pinMode(red, OUTPUT);
  pinMode(yellow, OUTPUT);
  pinMode(green, OUTPUT);
  pinMode(p_red, OUTPUT);
  pinMode(p_green, OUTPUT);
  pinMode(button, INPUT_PULLUP);
}
 
void loop() {
  // Check button
  if(digitalRead(button) == 0) flag = true;
  switch(state){
    case 0:
      change_traffic_lights(1,0,0);
      if(flag){
        change_pedestrian_lights(0,1);
      }else{
        change_pedestrian_lights(1,0);
      }
      if((i%100)==0){
        flag = false;
        state = 1;
        i = 0;
      }
    break;
 
    case 1:
      change_traffic_lights(1,1,0);
      change_pedestrian_lights(1,0);
      if((i%30)==0){
        state = 2;
        i = 0;
      }
    break;
 
    case 2:
      change_traffic_lights(0,0,1);
      change_pedestrian_lights(1,0);
      if((i%80)==0){
        state = 3;
        i = 0;
      }
    break;
 
    case 3:
      change_traffic_lights(0,1,0);
      change_pedestrian_lights(1,0);
      if((i%20)==0){
        state = 0;
        i = 0;
      }
    break;
    default:
    break;
  }
  i++;
  delay(del);
}

/*
 
 * Traffic lights example
 * 
 * Red light to pin 7
 * Yellow light to pin 6
 * Green light to pin 5
 * 
 * Pedestrian Red light to pin 4
 * Pedestrian Green light to pin 3
 * Pedestrian pushbutton pin 2 (it is connected to the GND, therefore internal PULLUP resistor must be ON)
 * 
 * Arduino IDE 1.6.12
 */
 
 // Pins
 int red = 7, yellow = 6, green = 5;
 int p_red = 4, p_green = 3;
 int button = 2;
 
 // System variables
 byte state = 0; // initial state
 
 unsigned long i = 1; // system counter
 unsigned int del = 100; // system delay legnth
 boolean flag = false;
 
void change_traffic_lights(uint8_t r,uint8_t y, uint8_t g){
    digitalWrite(red, r);
    digitalWrite(yellow, y);
    digitalWrite(green, g);
}
 
void change_pedastrian_lights(uint8_t r,uint8_t g){
    digitalWrite(p_red, r);
    digitalWrite(p_green, g);
}
 
void setup() {
  pinMode(red, OUTPUT);
  pinMode(yellow, OUTPUT);
  pinMode(green, OUTPUT);
  pinMode(p_red, OUTPUT);
  pinMode(p_green, OUTPUT);
  pinMode(button, INPUT_PULLUP);
  Serial.begin(9600);
}
 
void loop() {
  // Check button
  if(digitalRead(button) == 0) {
    flag = true;
  }
  delay(del);
  switch(state){
    case 0:
      change_traffic_lights(0,0,1);
      change_pedastrian_lights(1,0);
      if(flag){
        if((i%30)==0){
          flag = false;
          Serial.print("case 0, state = 3 ");Serial.println(flag);        
          state = 3;
          i = 1;          
        }
      }
    break;
 
    case 1:
 
      change_traffic_lights(1,1,0);
      change_pedastrian_lights(1,0);
      if((i%30)==0){
        Serial.print("case 1, state = 0 ");Serial.println(flag);
        state = 0;
        flag = false;
        i = 1;
      }
    break;
 
    case 2:
 
      change_traffic_lights(1,0,0);
      change_pedastrian_lights(0,1);
      if((i%100)==0){
       Serial.print("case 2, state = 1 ");Serial.println(flag);
        state = 1;
        flag = false;
        i = 1;
      }
    break;
 
    case 3:
      change_traffic_lights(0,1,0);
      change_pedastrian_lights(1,0);
      if((i%20)==0){
        Serial.print("case 3, state = 2 ");Serial.println(flag);
        state = 2;
        flag = false;
        i = 1;
      }
    break;
    default:
    break;
  }
  i++;
 
}

/*
 
 * Traffic lights example
 * 
 * Red light to pin 7
 * Yellow light to pin 6
 * Green light to pin 5
 * 
 * Pedestrian Red light to pin 4
 * Pedestrian Green light to pin 3
 * Pedestrian pushbutton pin 2 (it is connected to the GND, therefore internal PULLUP resistor must be ON)
 * 
 * Arduino IDE 1.6.12
 */
 
 // Pins
 int red = 7, yellow = 6, green = 5;
 int p_red = 4, p_green = 3;
 int button_1 = 2;
 
 int butState_1 = HIGH;
 int butDelay = 10;
 int checkButton_1 = 0;
 uint32_t prevButt_time_1 = 0;
 uint32_t prevTraffic_time = 0;
 
 // System variables
 byte state = 0; // initial state
 
 unsigned long i = 1; // system counter
 unsigned int del = 100; // system delay legnth
 boolean flag = false;
 
void change_traffic_lights(uint8_t r,uint8_t y, uint8_t g){
    digitalWrite(red, r);
    digitalWrite(yellow, y);
    digitalWrite(green, g);
}
 
void change_pedastrian_lights(uint8_t r,uint8_t g){
    digitalWrite(p_red, r);
    digitalWrite(p_green, g);
}
 
uint8_t checkButton(){
  uint8_t newButtonState = digitalRead(button_1);
  if(newButtonState != butState_1){
    Serial.print("newButtonState  = "); Serial.println(newButtonState);
    return true;
  } else {
    return false;
  }
}
 
void setup() {
  pinMode(red, OUTPUT);
  pinMode(yellow, OUTPUT);
  pinMode(green, OUTPUT);
  pinMode(p_red, OUTPUT);
  pinMode(p_green, OUTPUT);
  pinMode(button_1, INPUT_PULLUP);
  Serial.begin(9600);
}
 
void loop() {
  // Check button
 
 
  switch(state){
    case 0:
      change_traffic_lights(0,0,1);
      change_pedastrian_lights(1,0);
 
      if(checkButton()){
          prevTraffic_time = millis();  
          state = 5;    
          Serial.println("state = 0; ");
        }
    break;
    case 5:
      change_traffic_lights(0,0,1);
      change_pedastrian_lights(1,0);
      if(millis() - prevTraffic_time >= 3000){
        prevTraffic_time = millis();  
          state = 3;   
      Serial.println("state = 5; ");   
        }
    break;
    case 1:
 
      change_traffic_lights(1,1,0);
      change_pedastrian_lights(1,0);
      if(millis() - prevTraffic_time >= 3000){
        prevTraffic_time = millis();
 
          Serial.println("state = 1; ");      
          state = 0;      
        }
    break;
 
    case 2:
 
      change_traffic_lights(1,0,0);
      change_pedastrian_lights(0,1);
      if(millis() - prevTraffic_time >= 5000){
        prevTraffic_time = millis();
 
        Serial.println("state = 2; ");       
        state = 1;      
       }
    break;
 
    case 3:
      change_traffic_lights(0,1,0);
      change_pedastrian_lights(1,0);
      if(millis() - prevTraffic_time >= 2000){
        prevTraffic_time = millis();
 
        Serial.println("state = 3; ");        
        state = 2;      
      }
    break;
    default:
    break;
  }
}

Передача информации от компьютера к Arduino

//sketch 6-01
 
int outPin = 13;
 
void setup()
{
  pinMode(outPin, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("Enter 1 or 0");
}
 
void loop()
{
  if (Serial.available() > 0)
  {
    char ch = Serial.read();
    Serial.print(ch);
    if (ch == '1')
    {
      digitalWrite(outPin, HIGH);
    }
    else if (ch == '0')
    {
      digitalWrite(outPin, LOW);
    }
  }
}

Датчик температуры DS18B20

// sketch_10_02_OneWire_DS18B20
 
#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>
 
const int busPin = 10;
 
OneWire bus(busPin);
DallasTemperature sensors(&bus);
DeviceAddress sensor;
 
void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  sensors.begin();
  if (!sensors.getAddress(sensor, 0)) 
  {
    Serial.println("NO DS18B20 FOUND!");
  }
}
 
void loop()
{
  sensors.requestTemperatures();
  float tempC = sensors.getTempC(sensor);
  Serial.println(tempC);
  delay(1000);
}

Термостат (с релейным регулятором)

#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>
 
#include <LiquidCrystal.h>
// инициализируем объект-экран, передаём использованные 
// для подключения контакты на Arduino в порядке:
// RS, E, DB4, DB5, DB6, DB7
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);
 
 
const int tempPin = 10;     // (1)
const int heatPin = 9;
const long period = 5000;  // (2)
 
OneWire oneWire(tempPin);  // (3)
DallasTemperature sensors(&oneWire);
 
float setTemp = 0.0;       // (4)
long lastSampleTime = 0;
 
void setup() {  
  pinMode(heatPin, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("t30 - sets the temperature to 30");
  sensors.begin();        // (5)
  lcd.begin(16, 2);
 
}
 
void loop() { 
  if (Serial.available()) {     // (6)
    char command = Serial.read();
    if (command == 't') {
      setTemp = Serial.parseInt();
      Serial.print("Set Temp=");
      Serial.println(setTemp);
    }
  }
  long now = millis();         // (7)
  if (now > lastSampleTime + period) {
    lastSampleTime = now;
    float measuredTemp = readTemp();    // (8)
    float error = setTemp - measuredTemp;
    Serial.print(measuredTemp); 
    Serial.print(", ");
    Serial.print(setTemp);
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("realT   setT ");
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print(measuredTemp,2);
    lcd.setCursor(8, 1);
    lcd.print(setTemp,2);
    if (error > 0) {                    // (9)
        digitalWrite(heatPin, HIGH);
        Serial.println(", 1");
    }
    else {
      digitalWrite(heatPin, LOW);
      Serial.println(", 0");
    }
  }
}
 
float readTemp() {     // (10)
  sensors.requestTemperatures(); 
  return sensors.getTempCByIndex(0);  
}

https://yadi.sk/d/2hHzcQzJYNExOg - библиотеки для проекта
https://youtu.be/dX9KMFFXTX4 - КАК РАССЧИТАТЬ ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ!!!

DS18B20 (digital temperature sensor) and Arduino

https://create.arduino.cc/projecthub/TheGadgetBoy/ds18b20-digital-temperature-sensor-and-arduino-9cc806

Подключение дисплея

Конечный автомат на примере PICOBOT

ООП Азбука Морзе

http://www.mathertel.de/Arduino/FiniteStateMachine.aspx

Saimon Monk

http://simonmonk.org/
https://www.ozon.ru/person/135482341/
https://dic.academic.ru/book.nsf/65983302/%D0%9F%D1%80%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%BC%D0%B8%D1%80%D1%83%D0%B5%D0%BC%20Arduino.%20%D0%9E%D1%81%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D1%8B%20%D1%80%D0%B0%D0%B1%D0%BE%D1%82%D1%8B%20%D1%81%D0%BE%20%D1%81%D0%BA%D0%B5%D1%82%D1%87%D0%B0%D0%BC%D0%B8
https://github.com/simonmonk/programming_arduino/tree/master/sketch_05_01 - массивы
https://github.com/simonmonk/programming_arduino/tree/master/sketch_05_04 - строки
https://github.com/simonmonk/programming_arduino/tree/master/sketch_05_05 - Morse Code
https://github.com/simonmonk/programming_arduino/tree/master/sketch_06_01 - Передача информации по последовательному порту от компьютера к Arduino
https://github.com/simonmonk/nextsteps2/blob/master/sketch_12_01_PC_to_Arduino/sketch_12_01_PC_to_Arduino.ino - Передача информации по последовательному порту от компьютера к Arduino 2
https://github.com/simonmonk/nextsteps2/blob/master/sketch_12_02_Arduino_Sender/sketch_12_02_Arduino_Sender.ino - Обмен между несколькими Arduino - Sender
https://github.com/simonmonk/nextsteps2/blob/master/sketch_12_03_Arduino_Receiver/sketch_12_03_Arduino_Receiver.ino - Обмен между несколькими Arduino - Receiver

https://github.com/simonmonk/make_action/blob/master/arduino/experiments/mixing_colors/mixing_colors.ino - RGB светодиод
https://github.com/simonmonk/nextsteps2/blob/master/sketch_10_02_OneWire_DS18B20/sketch_10_02_OneWire_DS18B20.ino - DS18B20 1
https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/DS18B20.pdf - PDF документация на DS18b20
http://mypractic.ru/ds18b20-datchik-temperatury-s-interfejsom-1-wire-opisanie-na-russkom-yazyke.html
https://create.arduino.cc/projecthub/TheGadgetBoy/ds18b20-digital-temperature-sensor-and-arduino-9cc806

https://github.com/simonmonk/nextsteps2/blob/master/sketch_10_03_OneWire_DS18B20_2/sketch_10_03_OneWire_DS18B20_2.ino - DS18B20 2
https://github.com/simonmonk/make_action/blob/master/arduino/experiments/simple_thermostat/simple_thermostat.ino - простой термостат
https://github.com/simonmonk/make_action/blob/master/arduino/experiments/pid_thermostat/pid_thermostat.ino - термостат с PID регулятором
https://playground.arduino.cc/Code/PIDLibrary - Arduino PID Library by Brett Beauregard
https://github.com/br3ttb/Arduino-PID-Library/

https://github.com/simonmonk/nextsteps2/blob/master/sketch_04_01_interrupt/sketch_04_01_interrupt.ino - прерывания 1
https://github.com/simonmonk/nextsteps2/blob/master/sketch_04_02_interrupt_flash/sketch_04_02_interrupt_flash.ino - прерывания 2

Датчики

http://we.easyelectronics.ru/Theory/datchiki-i-acp-dlya-chaynikov-praktikov-1-3-vvedenie.html

ПИД регуляторы

http://we.easyelectronics.ru/Theory/pid-regulyatory--dlya-chaynikov-praktikov.html
http://kpolyakov.spb.ru/uni/teapot.htm
http://www.239.ru/userfiles/file/Robobook99-99-99-20short.pdf
http://robofob.ru/materials/articles/pages/Karpov_mobline1.pdf - «ПИД-управление в нестрогом изложении». Карпов В.Э.

AlphaBot

https://www.waveshare.com/wiki/AlphaBot
http://robocraft.ru/blog/arduino/170.html - Практическое программирование Arduino/CraftDuino - драйвер двигателей L293D
http://edurobots.ru/2014/04/arduino-servoprivod/ - Управление сервоприводом
https://www.allnet.de/fileadmin/transfer/products/111901.pdf - DYP serial Ultrasonic Sensor

Протокол передачи данных I2C

Finite State Machine

Конечный автомат (WIKI)
https://www.hackerspacetech.com/state-machine-with-arduino/ - State machine with Arduino (Светофор)
https://автошколадома.рф/tema-61-signaly-svetofora/ - сигналы светофора
https://devhub.io/repos/yoreek-Arduino-StateMachine - Светофор + ООП
http://playground.arduino.cc/Code/FiniteStateMachine
http://microsin.net/programming/avr/arduino-onebutton-library.html - Arduino OneButton Library

Справочные ресурсы по программированию на Arduino

https://www.arduino.cc/reference/en/
https://www.arduino.cc/reference/en/language/functions/communication/serial/
https://www.arduino.cc/reference/en/language/functions/analog-io/analogread/
http://arduino.ru/Reference
http://robocraft.ru/blog/arduino/76.html - программирование работы с COM-портом
http://playground.arduino.cc/Interfacing/Python - Arduino and Python

Полезные учебные ресурсы

https://www.sololearn.com/Course/CPlusPlus/ - C++ Tutorial (Web версия на английском)
https://play.google.com/store/apps/details?id=com.sololearn - Под android - SoloLearn: Учимся программировать (на русском)
https://stepik.org/course/363 Введение в программирование (C++)
https://www.coursera.org/learn/roboty-arduino - Строим роботов и другие устройства на Arduino. От светофора до 3D-принтера
Справочник по языку программирования для Arduino (*.pdf)
Arduino - быстрый старт (учебное пособие *.pdf)
https://youtu.be/4Ue2BuqXlMA - 16 лучших Arduino проектов AlexGyver
http://robocraft.ru/files/books/arduino_notebook_rus_v1-1.pdf
https://habr.com/post/357908/
https://pikabu.ru/story/2000_idey_i_urokov_arduino_4289823
http://edurobots.ru/kurs-arduino-dlya-nachinayushhix/
http://digitrode.ru/computing-devices/mcu_cpu/522-ampermetr-na-arduino-svoimi-rukami.html - амперметр

Литература

http://publ.lib.ru/ARCHIVES/V/VOYCEHOVSKIY_Yanush/_Voycehovskiy_Ya..html - Войцеховский Я. Радиоэлектронные игрушки (электроника дома, на работе, в школе). (Nowoczesne zabawki: Elektronika w domu, pracy, szwkole, 1974)
http://portal.tpu.ru/SHARED/l/LENAOLYA/job/imoyak/Tab/electronics.pdf А. В. Лукутин, Е. Б. Шандарова. ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРОНИКИ. Учебное пособие по курсу «Электротехника, электроника»
http://publ.lib.ru/ARCHIVES/S/SVOREN'_Rudol'f_Anatol'evich/_Svoren'_R.A..html#001 - Рудольф Анатольевич Сворень

Нейронная сеть на Arduino

http://a-bolshakov.ru/index/0-396

Преподавание курса «Изучение киберфизических устройств и систем на базе микропроцессорных плат Arduino»

http://dpo.temocenter.ru/dlya-pedagogov/course/54.html

https://ru.hexlet.io/courses/cli-basics/lessons/users-and-groups/theory_unit https://ru.hexlet.io/courses/cli-basics/lessons/sudo/theory_unit