作业11：输入设备[FabNotes023]
这周的作业是：
给微控制器电路增加一个传感器，测量感兴趣的值
这周开始，芯片 Attiny45 将会频繁出场:
电路设计
尝试用 phototransistor （光电晶体管）作为输入模块，去控制 LED 。
在 Eagle 先画 schematic:
然后生成 board。可以先用 autorouter 自动布线，然后再根据需要手动调整。
在完成设计之前，需要用 ERC 命令检查 schematic 的错误，用 DRC 检查 board 的错误。根据机器刀头的尺寸，设置线路间隔为 16mil 。
全部仔细检查后，再分别把 top 图层和 dimension 图层输出为两个 png 文件，要注意勾选单色输出：
电路板制作
依然使用 Roland SMR-20 刻电路板，用 1/64 刀头刻线路，1/32 切割外框。在 fabmodules.org 里面，设置输入的 png 图像 dpi 为 1500 ，然后计算雕刻路径：
将元件们焊好：
程序
这周开始用 Arduino 写程序。在上传之前，需要选好板子的类型以及芯片。 Attiny45 使用 8 MHz 内频。
代码如下，也可以。
// set pin numbers:
const int buttonPin = 3; // the number of the pushbutton pin
const int ledPin = 4; // the number of the LED pin
// variables will change:
int buttonState = 0; // variable for reading the pushbutton status
void setup() {
// initialize the LED pin as an output:
pinMode(ledPin, OUTPUT);
// initialize the pushbutton pin as an input:
pinMode(buttonPin, INPUT);
}
void loop() {
// read the state of the pushbutton value:
buttonState = digitalRead(buttonPin);
// check if the pushbutton is pressed.
// if it is, the buttonState is HIGH:
if (buttonState == HIGH) {
// turn LED on:
digitalWrite(ledPin, HIGH);
} else {
// turn LED off:
digitalWrite(ledPin, LOW);
}
}在这个简单的电路程序中，光电晶体管起到开关的作用，根据光亮控制电路中 LED 的明灭：
试验1：用 Python 和串口通信
制作一块带有光电晶体管的板子：
下载 和 。在 terminal cd 进入文件夹，输入命令 make -f hello.light.45.make
得到回应：
avr-gcc -mmcu=attiny45 -Wall -Os -DF_CPU=8000000 -I./ -o hello.button.45.out hello.button.45.c
avr-objcopy -O ihex hello.button.45.out hello.button.45.c.hex;\
avr-size --mcu=attiny45 --format=avr hello.button.45.out
AVR Memory Usage
----------------
Device: attiny45
Program: 364 bytes (8.9% Full)
(.text + .data + .bootloader)
Data: 0 bytes (0.0% Full)
(.data + .bss + .noinit)然后输入命令： sudo make -f hello.light.45.make program-usbtiny
得到回应：
avr-objcopy -O ihex hello.light.45.out hello.light.45.c.hex;\
avr-size --mcu=attiny45 --format=avr hello.light.45.out
AVR Memory Usage
----------------
Device: attiny45
Program: 502 bytes (12.3% Full)
(.text + .data + .bootloader)
Data: 1 bytes (0.4% Full)
(.data + .bss + .noinit)
avrdude -p t45 -P usb -c usbtiny -U flash:w:hello.light.45.c.hex
avrdude: AVR device initialized and ready to accept instructions
Reading | ################################################## | 100% 0.00s
avrdude: Device signature = 0x1e9206
avrdude: NOTE: "flash" memory has been specified, an erase cycle will be performed
To disable this feature, specify the -D option.
avrdude: erasing chip
avrdude: reading input file "hello.light.45.c.hex"
avrdude: input file hello.light.45.c.hex auto detected as Intel Hex
avrdude: writing flash (502 bytes):
Writing | ################################################## | 100% 0.74s
avrdude: 502 bytes of flash written
avrdude: verifying flash memory against hello.light.45.c.hex:
avrdude: load data flash data from input file hello.light.45.c.hex:
avrdude: input file hello.light.45.c.hex auto detected as Intel Hex
avrdude: input file hello.light.45.c.hex contains 502 bytes
avrdude: reading on-chip flash data:
Reading | ################################################## | 100% 0.94s
avrdude: verifying ...
avrdude: 502 bytes of flash verifiedPython 程序可以.
用 USB to TTL 连接好板子并运行程序：
python hello.light.45.py /dev/ttyUSB0
这时出现错误提示：
Traceback (most recent call last):
File "hello.light.45.py", line 62, in <module>
ser = serial.Serial(port,9600)
File "/Library/Python/2.7/site-packages/serial/serialutil.py", line 180, in __init__
self.open()
File "/Library/Python/2.7/site-packages/serial/serialposix.py", line 294, in open
raise SerialException(msg.errno, "could not open port %s: %s" % (self._port, msg))
serial.serialutil.SerialException: [Errno 2] could not open port /dev/ttyUSB0: [Errno 2] No such file or directory: '/dev/ttyUSB0'Google 一下这个问题 。
问题可能是因为我还没有装 FTDI （用于 USB 和串口通信）驱动。
使用命令 ls /dev/tty* 可以列出当前可用的串口。确实没有 /dev/tty.usbserial-A400gwhT 串口。所以我尝试安装 FTDI 驱动 - 以及 。但是依然不成功。
接着，Google 到这一篇 照着再装了一遍驱动。重启电脑后，插入 FTDI 2 USB 设备， /dev/tty.usbserial-A400gwhT 总算出现在串口列表中。
接着，尝试用新的串口运行程序：
python hello.light.45.py /dev/tty.usbserial-A400gwhT 9600
继续看到错误提示：
command line: hello.light.45.py serial_port
到 python 程序中仔细看了看，将 len(sys.argv) 从 2 改为 3:
if (len(sys.argv) != 3):
print "command line: hello.light.45.py serial_port"
sys.exit()
port = sys.argv[1]问题解决：
实验2：开关
做了一个带开关的板子：
下载 和 。 在 terminal cd 进入文件夹，运行命令： make -f hello.button.45.make 和 sudo make -f hello.button.45.make program-usbtiny。都正常。
然后用 TTL 2 USB 连接板子：
运行命令
python term.py /dev/tty.usbserial-A400gwhT 9600
每按一次按钮，屏幕打出一个“du”：
实验3：温度传感器
做了一个带有温度传感器的板子：
下载 和 。输入命令 make -f hello.button.45.make 和 sudo make -f hello.button.45.make program-usbtiny。
然后运行程序 python hello.temp.45.py /dev/tty.usbserial-A400gwhT 9600 。传感器开始实时监测温度变化。