Презентация

1.

МДК.04.02 РАЗРАБОТКА ПО ДЛЯ ВСТРАИВАЕМЫХ СИСТЕМ | ПМ.04
Среды разработки, симуляторы и виртуальное макетирование:
От первой схемы до интерактивного устройства
Занятие №3: Беспаечные макетные платы, симулятор Wokwi, монитор порта и тактовая кнопка с INPUT_PULLUP
[ МАКЕТКА BREADBOARD ]
[ СИМУЛЯТОР WOKWI ]
[ ПРАКТИКУМ НА 40 МИН ]
Как устроены пружинные рельсы питания и
дорожки. Сборка схем без пайки и защита от
короткого замыкания.
Виртуальная лаборатория разработчика:
редактор Си, интерактивная схема и
текстовый монитор порта Serial.
Физика «висящего входа», спасительный
режим INPUT_PULLUP, пошаговая сборка и
инженерные челленджи.
Специальность 11.02.17 «Разработка электронных устройств и систем» | 2 курс, набор 2025 | Время: 90 минут

2.

02:30 – 05:00
МАРШРУТ ЗАНЯТИЯ
План пары на 90 минут: от макетной платы к живому коду
Четыре последовательных шага к созданию интерактивного прибора
БЛОК 1 • 12 МИН
БЛОК 2 • 13 МИН
БЛОК 3 • 15 МИН
БЛОК 4 • 40 МИН
Макетка без пайки
(05:00 - 17:00)
Симулятор Wokwi
(17:00 - 30:00)
Терминал & Кнопка
(30:00 - 45:00)
Инженерный практикум
(45:00 - 85:00)
• Конструкция Breadboard
• Шины питания и земля
• Дорожки по 5 контактов
• Правило 'деталь-мост'
• Защита от замыканий
• Зачем инженеру полигон
• Принцип Simulation-First
• 3 зоны рабочего экрана
• Схема, код и консоль
• Цвета проводов (стандарт)
• Голос чипа: Serial 9600
• Загадка 'висящего входа'
• Радиопомехи из воздуха
• Режим INPUT_PULLUP
• Обратная логика (LOW)
• Сборка схемы в браузере
• Запуск мигалки Blink
• Кнопка + Serial телеметрия
• Детектив ошибок схемы
• Задания со звездочкой
» КЛЮЧЕВОЙ ВЫВОД: Сегодня каждый студент за 90 минут соберет интерактивное устройство, победит наводки и напишет чистый Си-код.
2 / 18

3.

05:00 – 11:00
БЛОК 1: СХЕМОТЕХНИКА БЕЗ ПАЙКИ
Беспаечная макетная плата: как она устроена внутри?
Секрет быстрого прототипирования: пружинные зажимы под пластиковым корпусом
[ ШИНЫ ПИТАНИЯ ВДОЛЬ КРАЕВ ПЛАТЫ ]
[ ДОРОЖКИ КОМПОНЕНТОВ И ЖЕЛОБ ]
• Длинные сплошные рельсы:
Вдоль верхнего и нижнего края платы тянутся горизонтальные
металлические полосы.
• Строки по 5 отверстий (A - E и F - J):
В центре платы контакты соединены короткими вертикальными
группами по 5 штук.
• Синяя линия (-) — Земля (GND):
Общий провод схемы (0 Вольт). Все отверстия вдоль синей полосы
соединены вместе!
• Пружинные клипсы:
Провод или ножка детали надежно зажимается металлическими
лепестками без олова и паяльника.
• Красная линия (+) — Питание (VCC):
Шина +5В или +3.3В. Обеспечивает энергией все микросхемы и модули.
• Центральный разделительный желоб:
Глубокая канавка посередине платы изолирует левую и правую
половину.
• Главное удобство:
Один провод от контакта GND контроллера запитывает сразу десятки
датчиков и кнопок вдоль всей платы.
• Установка микросхем DIP:
Микросхема ставится прямо 'верхом' на желоб — ее противоположные
ножки никогда не замкнутся!
» КЛЮЧЕВОЙ ВЫВОД: Рельсы питания идут вдоль краев всей платы, а дорожки для деталей соединяют отверстия группами по 5 штук.
3 / 18

4.

11:00 – 17:00
БЛОК 1: СХЕМОТЕХНИКА БЕЗ ПАЙКИ
Главное правило макетки: как избежать короткого замыкания?
Электрический ток всегда выбирает путь наименьшего сопротивления
[ ОШИБКА: ПАРАЗИТНОЕ ШУНТИРОВАНИЕ ]
[ ПРАВИЛО ИНЖЕНЕРА: ДЕТАЛЬ КАК МОСТ ]
• Ножки воткнуты в одну дорожку:
Студент вставляет обе ножки резистора или светодиода в соседние
дырочки одной строки (например, 12A и 12B).
• Деталь обязана быть мостом:
Каждый компонент должен соединять ДВЕ РАЗНЫЕ строки (например,
строку 12 и строку 16).
• Что происходит внутри платы:
Под пластиком эти 5 контактов уже соединены монолитной
металлической пластиной!
• Переход через желоб:
Либо компонент устанавливается поперек центрального
разделительного желоба платы.
• Физический исход:
Ток течет по медному рельсу в обход детали. Сопротивление дорожки
0.01 Ом, а светодиода — сотни Ом. Деталь не работает!
• Почему это работает:
Ток вынужден покинуть одну изолированную дорожку, пройти СКВОЗЬ
КРИСТАЛЛ светодиода и уйти в другую дорожку.
• Опасность:
Если воткнуть так питание и землю — возникнет короткое замыкание
(КЗ) источника питания!
• Золотое правило схемотехники:
Один узел схемы — одна контактная дорожка. Ножки одной детали
никогда не ставятся в одну линию!
» КЛЮЧЕВОЙ ВЫВОД: Любая радиодеталь обязана стоять мостом между двумя разными строками контактов макетной платы.
4 / 18

5.

17:00 – 23:00
БЛОК 2: ВИРТУАЛЬНЫЕ ЛАБОРАТОРИИ
Зачем инженеру симулятор? Концепция «Simulation-First»
Как современные разработчики создают сложные приборы без риска сжечь кремний
[ ПРЕИМУЩЕСТВА СИМУЛЯТОРА WOKWI ]
[ СТАНДАРТ ИНДУСТРИИ: SIMULATION-FIRST ]
• 100% безопасность экспериментов:
Перепутали полярность питания? Симулятор не взорвется и не сгорит, а
выведет понятную подсказку об ошибке.
• Принцип ведущих лабораторий:
В NASA, Tesla и робототехнических бюро никто не начинает проект сразу
с паяльника и готовой платы.
• Неограниченный виртуальный склад:
Вам не нужно заказывать детали и ждать доставку: любые
микроконтроллеры, датчики, кнопки и дисплеи доступны в 1 клик.
• Создание 'Цифрового двойника':
Сначала алгоритмы управления, тайминги и математика полностью
обкатываются на виртуальной модели устройства.
• Мгновенный перезапуск:
Изменили строку кода — нажали кнопку Play — схема обновилась за 0.5
секунды без физического перепрошивания.
• Колоссальная экономия времени:
Поиск и исправление ошибки в симуляторе занимает 30 секунд.
Переразводка и изготовление печатной платы — 3 недели!
• Доступ из любого браузера:
Работает дома, в колледже, на слабом ноутбуке без установки
гигабайтных программных пакетов и драйверов.
• Код Си готов к железу на 100%:
Программа из Wokwi компилируется компилятором GCC и заливается в
реальный микроконтроллер без переделок.
» КЛЮЧЕВОЙ ВЫВОД: Симулятор — это профессиональный инструмент: сначала модель и отладка логики, затем реальное железо.
5 / 18

6.

23:00 – 26:30
БЛОК 2: ВИРТУАЛЬНЫЕ ЛАБОРАТОРИИ
Анатомия симулятора Wokwi: 3 главные зоны экрана
Интуитивно понятное рабочее пространство инженера-разработчика
[ ХОЛСТ СХЕМЫ (СПРАВА) ]
[ РЕДАКТОР КОДА (СЛЕВА) ]
[ МОНИТОР ПОРТА (СНИЗУ) ]
• Интерактивная монтажка:
Здесь размещаются плата
микроконтроллера, макетка, светодиоды,
резисторы и кнопки.
• Программирование на C/C++:
Полноценный текстовый редактор с
подсветкой синтаксиса и подсказками.
• Черное окно консоли:
Прямой текстовый терминал связи между
микроконтроллером и компьютером.
• Проверка ошибок:
Если забыли точку с запятой ';' или
фигурную скобку — строка сразу
подсвечивается красным.
• Вывод сообщений:
Сюда чип присылает текстовые строки о
своем состоянии и значениях датчиков.
• Соединение проводками:
Кликаем мышкой по ножке детали и тянем
гибкий провод к нужному контакту платы.
• Настройка свойств:
Клик по компоненту позволяет выбрать
сопротивление резистора (220 Ом) или
цвет светодиода.
• Интерактивность:
На кнопки можно нажимать прямо во
время симуляции мышкой!
• Кнопка запуска (Play):
Зеленая стрелка компилирует проект и
запускает виртуальный микроконтроллер.
• Чистая среда:
Код разделен на функции setup() и loop() по
мировому стандарту.
• Отправка команд:
Строка ввода позволяет слать команды с
клавиатуры прямо в запущенный кристалл.
• Окно отладки:
Незаменимо для поиска логических
ошибок в коде программы.
» КЛЮЧЕВОЙ ВЫВОД: Справа — схема устройства, слева — исходный Си-код, снизу — текстовый диалог с микроконтроллером.
6 / 18

7.

26:30 – 30:00
БЛОК 2: ВИРТУАЛЬНЫЕ ЛАБОРАТОРИИ
Цветовая маркировка проводов: железный стандарт инженера
Правило, написанное тысячами сгоревших микросхем по всему миру
[ ЛИНИИ ПИТАНИЯ (ЖЕСТКИЙ СТАНДАРТ) ]
[ СИГНАЛЬНЫЕ ЛИНИИ (ЛОГИКА И СВЯЗЬ) ]
• ЧЕРНЫЙ или ТЕМНО-СИНИЙ провод:
ВСЕГДА и ТОЛЬКО «Земля» (GND, общий провод, 0 Вольт). Никаких
исключений в электронике!
• ЖЕЛТЫЙ и ОРАНЖЕВЫЙ провода:
Выходы управления исполнительными элементами (светодиоды, реле,
динамики, ключи моторов).
• КРАСНЫЙ провод:
ВСЕГДА и ТОЛЬКО положительное напряжение питания (+5В или +3.3В,
VCC).
• ЗЕЛЕНЫЙ и БЕЛЫЙ провода:
Входы дискретных и аналоговых сигналов (тактовые кнопки, герконы,
датчики температуры и освещения).
• В чем опасность нарушения:
Если сделать провод питания синим, а землю красным — через 15 минут
в паутине проводников вы перепутаете полярность.
• ФИОЛЕТОВЫЙ и СЕРЫЙ провода:
Цифровые интерфейсы последовательной передачи данных (UART
RX/TX, шины I2C, SPI).
• Закон переполюсовки:
Переполюсовка питания сжигает микроконтроллер за 0.05 секунды!
• Культура монтажа:
Опрятная схема с понятными цветами отлаживается в 5 раз быстрее, чем
клубок одноцветных проводов.
» КЛЮЧЕВОЙ ВЫВОД: Черный — всегда Земля (GND), Красный — всегда Питание (+5В), цветные провода — для сигналов и датчиков.
7 / 18

8.

30:00 – 34:00
БЛОК 3: МОНИТОР ПОРТА И РЕЖИМ INPUT_PULLUP
Голос микроконтроллера: что такое Монитор порта (Serial)?
Как микросхема без экрана и колонок рассказывает человеку, что с ней происходит
[ ЗАЧЕМ ЧИПУ КАНАЛ СВЯЗИ UART? ]
[ ДВЕ ГЛАВНЫЕ КОМАНДЫ НА ЯЗЫКЕ СИ ]
• Кремний не умеет говорить:
Внутри микроконтроллера происходят тысячи операций в секунду. Как
узнать, сработал ли таймер? Какое число насчитал датчик?
• Инициализация порта:
• Аппаратный модуль UART:
В кристалл встроен последовательный интерфейс. По обычному USBкабелю чип передает текстовые байты в компьютер.
Пишется один раз в функции setup(). Число 9600 — скорость передачи
данных (бод / бит в секунду). Компьютер и чип обязаны работать на
одинаковой частоте!
• Serial Monitor (Монитор порта):
Программа-терминал на компьютере принимает эти байты и выводит их
в виде читаемого текста на экране.
• Отправка строки с переводом курсора:
• Двусторонний диалог:
Компьютер может не только читать сообщения, но и отправлять чипу
текстовые команды с клавиатуры.
Отправляет текст в консоль и автоматически переводит строку на новую
позицию (как клавиша Enter).
Serial.begin(9600);
Serial.println('Привет, инженер!');
• Команда Serial.print():
Печатает текст в текущей строке без перехода вниз.
» КЛЮЧЕВОЙ ВЫВОД: Serial Monitor — это текстовый проводной терминал: чип передает отчеты о своей работе по кабелю USB.
8 / 18

9.

34:00 – 37:30
БЛОК 3: МОНИТОР ПОРТА И РЕЖИМ INPUT_PULLUP
Практический пример: отладочный вывод в Serial
Минимальный шаблон программы для проверки связи микроконтроллера с ПК
[ ЧТО МЫ УВИДИМ В ОКНЕ ТЕРМИНАЛА ]
• При включении питания (1 раз):
Функция setup() выполняется ровно один раз. На экране появляется
приветственная фраза:
>> Чип успешно запущен!
• В бесконечном цикле (каждую секунду):
Функция loop() крутится по кругу. Раз в 1000 мс на экран вылетает новая
строчка отчета:
>> Сердце чипа бьется...
>> Сердце чипа бьется...
• Инженерный прием 'Контрольная точка':
Если программа зависает, расставьте в коде Serial.println('Шаг 1'),
Serial.println('Шаг 2'). Вы мгновенно увидите, где именно произошел
сбой!
» КЛЮЧЕВОЙ ВЫВОД: Serial.begin(9600) настраивает канал связи, а контрольные точки в коде мгновенно находят причину зависаний.
9 / 18

10.

37:30 – 41:00
БЛОК 3: МОНИТОР ПОРТА И РЕЖИМ INPUT_PULLUP
Физическая проблема кнопки: что такое «висящий вход»?
Почему ножка микросхемы без подтяжки ловит радиопомехи прямо из воздуха
[ ЗАГАДКА РАЗОМКНУТОЙ КНОПКИ ]
[ СТАТУС В ФИЗИКЕ: FLOATING INPUT ]
• Кнопка отпущена:
Электрические контакты кнопки внутри разомкнуты. К ножке
микроконтроллера подключен лишь отрезок медного провода длиной 5
см.
• Хаотичные колебания заряда:
Напряжение на висящей ножке начинает бешено скакать: 0.8В -> 3.2В ->
1.5В -> 4.5В.
• Вопрос студенту:
Какое электрическое напряжение сейчас присутствует на ножке: 0 Вольт
или 5 Вольт?
• Неожиданный ответ физики:
НИ ТО И НИ ДРУГОЕ! Ножка микроконтроллера в режиме входа обладает
колоссальным входным сопротивлением (более 100 000 000 Ом).
• Эффект антенны:
Медный провод начинает работать как антенна! Он жадно улавливает
электромагнитные поля от ламп, розеток 220В и Wi-Fi.
• Что считывает микроконтроллер:
Цифровой вход пытается распознать 0 или 1. В итоге чип видит
безумную карусель: 0-1-1-0-1-0 сотни раз в секунду!
• Поведение устройства:
Светодиод хаотично моргает, мотор дергается, система ложно
срабатывает, хотя к кнопке никто даже не прикасался!
• Инженерный вывод:
Цифровой вход чипа никогда нельзя оставлять висеть 'в воздухе' — ему
необходим надежный электрический якорь!
» КЛЮЧЕВОЙ ВЫВОД: Висящий в воздухе вход ловит радиопомехи: ножке кнопки требуется жесткая электрическая фиксация уровня.
10 / 18

11.

41:00 – 45:00
БЛОК 3: МОНИТОР ПОРТА И РЕЖИМ INPUT_PULLUP
Спасительное решение: встроенный режим INPUT_PULLUP
Внутренний резистор кристалла и надежная инверсная логика кнопки
[ ВНУТРЕННИЙ ПОДТЯГИВАЮЩИЙ РЕЗИСТОР ]
[ ИНВЕРСНАЯ ЛОГИКА (ОБЯЗАТЕЛЬНО ЗАПОМНИТЬ) ]
• Интеграция прямо в кристалл:
Создатели микроконтроллера встроили возле каждого пина резистор 2050 кОм, подключенный к шине +5 Вольт.
• Кнопка ОТПУЩЕНА:
Внутренний резистор надежно тянет ножку вверх к +5 Вольтам.
На входе считывается устойчивый HIGH (логическая 1). Помехи
побеждены!
• Волшебная строчка кода:
pinMode(2, INPUT_PULLUP);
• Ни одной лишней детали:
Вам больше не нужно ставить внешний резистор на макетную плату —
чип делает всё сам программно!
• Схема подключения кнопки:
Всего ДВА провода: от ножки 2 микроконтроллера к кнопке, и от кнопки
напрямую к шине GND (Земля)!
• Кнопка НАЖАТА:
Контакты кнопки соединяют ножку 2 напрямую с шиной GND (0 Вольт).
Напряжение падает в ноль.
На входе считывается устойчивый LOW (логический 0).
• Правило разработчика:
В режиме INPUT_PULLUP логика инвертирована:
Отпущена = 1 (HIGH), Нажата = 0 (LOW)!
» КЛЮЧЕВОЙ ВЫВОД: Режим INPUT_PULLUP включает встроенный резистор чипа: при нажатии кнопки вход видит LOW (0), при отпускании — HIGH (1).
11 / 18

12.

45:00 – 48:00
БЛОК 3: МОНИТОР ПОРТА И РЕЖИМ INPUT_PULLUP
Базовый алгоритм: Кнопка + Светодиод + Serial
Эталонный шаблон кода управления внешним устройством на языке Си
[ РАЗБОР 4 ШАГОВ АЛГОРИТМА ]
1. Инициализация (setup):
Пин 13 настраивается на выдачу тока (OUTPUT), пин 2 — на прием с
подтяжкой (INPUT_PULLUP), открывается порт 9600 бод.
2. Опрос входа (digitalRead):
Функция считывает состояние ножки 2: вернет HIGH (кнопка свободна)
или LOW (кнопку нажали).
3. Условное ветвление (if / else):
Если прочитан сигнал LOW — включаем светодиод командой
digitalWrite(13, HIGH). Иначе — выключаем LOW.
4. Обратная связь (Serial):
В момент нажатия в терминал ПК шлется отчет о событии.
» КЛЮЧЕВОЙ ВЫВОД: digitalRead(2) опрашивает кнопку, а блок if (btnState == LOW) включает исполнительное устройство.
12 / 18

13.

48:00 – 52:00
БЛОК 4: ИНЖЕНЕРНЫЙ ПРАКТИКУМ
Маршрут практической работы в симуляторе (40 минут)
Четыре ступени к первому самостоятельному работающему устройству
ЭТАП 1 • 10 МИН
ЭТАП 2 • 8 МИН
ЭТАП 3 • 12 МИН
ЭТАП 4 • 10 МИН
Сборка схемы
Первый запуск Blink
Кнопка & Serial
Инженерный челлендж
• Открыть сайт wokwi.com
• Добавить плату МК и
макетку
• Установить LED и резистор
220 Ом на пин 13
• Установить кнопку на пин 2
• Соединить шину GND
• Написать код мигания
• Нажать кнопку Play
• Убедиться, что диод мигает
• Поменять delay на 200 мс
• Оценить частоту вспышек
• Настроить INPUT_PULLUP
• Написать условие if (LOW)
• Запустить симуляцию
• Кликнуть на кнопку мышью
• Проверить отчет в Serial
• Задание на выбор:
Вариант А: Счетчик нажатий
Вариант Б: Стробоскоп
тревоги
• Самоконтроль по чек-листу
• Демонстрация педагогу
• Оценка 'отлично' в журнал
» КЛЮЧЕВОЙ ВЫВОД: Работаем по этапам: сначала проверяем светодиод, затем подключаем кнопку, а в финале решаем задачу со звездочкой.
13 / 18

14.

52:00 – 62:00
БЛОК 4: ИНЖЕНЕРНЫЙ ПРАКТИКУМ
Монтажная схема: как правильно соединить компоненты
Сверяйте каждую точку подключения перед нажатием кнопки Start Simulation
[ ЦЕПЬ СВЕТОДИОДА (ВЫХОД PIN 13) ]
[ ЦЕПЬ ТАКТОВОЙ КНОПКИ (ВХОД PIN 2) ]
1. Пин 13 микроконтроллера:
Желтый сигнальный провод идет от пина 13 к свободной дорожке
макетной платы (например, строка 10).
1. Установка кнопки:
Тактовая кнопка устанавливается по центру макетной платы 'верхом'
поперек разделительного желоба.
2. Токоограничивающий резистор 220 Ом:
Устанавливается мостом между строкой 10 и строкой 14.
2. Сигнальный провод:
Зеленый провод идет от пина 2 микроконтроллера к верхнему левому
контакту кнопки.
3. Светодиод (LED):
• Длинная ножка (Анод +) вставляется в строку 14 (к резистору).
• Короткая ножка со скосом (Катод -) вставляется в синюю шину GND.
4. Общий провод (Земля):
Черный провод соединяет контакт GND платы с синей рельсой макетки.
3. Провод заземления:
Черный провод идет от нижнего правого контакта кнопки к синей шине
GND.
4. Внешний резистор НЕ НУЖЕН:
Мы используем внутреннюю подтяжку INPUT_PULLUP внутри
микросхемы — схема получается предельно компактной!
» КЛЮЧЕВОЙ ВЫВОД: Синяя шина GND объединяет землю светодиода и кнопки в единую замкнутую электрическую цепь.
14 / 18

15.

62:00 – 74:00
БЛОК 4: ИНЖЕНЕРНЫЙ ПРАКТИКУМ
Инженерный челлендж: задания со звездочкой
Для тех, кто справился с базовой схемой и хочет проверить свои силы на оценку «отлично»
[ ВАРИАНТ А: УМНЫЙ СЧЕТЧИК ПОСЕТИТЕЛЕЙ ]
[ ВАРИАНТ Б: ПОЛИЦЕЙСКИЙ СТРОБОСКОП ]
• Задача:
Превратить схему в турникет подсчета проходящих людей.
• Задача:
Создать режим экстренной световой и текстовой сигнализации.
• Алгоритм в коде:
1. Создать глобальную переменную:
int visitorCount = 0;
2. При каждом нажатии кнопки (LOW) увеличивать счетчик:
visitorCount++;
3. Выводить в монитор порта строку:
Serial.print('Посетитель № ');
Serial.println(visitorCount);
4. Добавить небольшую задержку delay(250);, чтобы счетчик не
накручивал лишние цифры за одно нажатие.
• Алгоритм в коде:
1. Пока кнопка свободна (HIGH) — светодиод выключен.
2. При удержании кнопки нажатой (LOW):
• Светодиод начинает бешено мигать с частотой стробоскопа (вспышка
60 мс, пауза 60 мс);
• В Serial Monitor шлется предупреждение:
Serial.println('[ТРЕВОГА!] ПЕРИМЕТР НАРУШЕН!');
3. При отпускании кнопки мигалка мгновенно гаснет, а система
возвращается в дежурный режим.
• Результат: готовая система охранной сигнализации!
• Результат: точный учет каждого посетителя в консоли!
» КЛЮЧЕВОЙ ВЫВОД: Челленджи учат применять базовые команды для решения реальных прикладных задач автоматизации.
15 / 18

16.

74:00 – 80:00
БЛОК 4: ИНЖЕНЕРНЫЙ ПРАКТИКУМ
Чек-лист отладки: если схема не работает
Методика профессионального поиска и устранения неисправностей в симуляторе
[ ОШИБКИ В СХЕМЕ (ЖЕЛЕЗО) ]
[ ОШИБКИ В КОДЕ (ПРОГРАММА) ]
• Светодиод не светит:
1. Проверьте полярность: анод (длинная ножка) обязан идти к пину 13,
катод со скосом — к GND!
2. Проверьте резистор: не установлен ли номинал 220 кОм вместо 220
Ом? При 220 кОм тока не хватит для свечения!
• В Serial Monitor абсолютная пустота:
1. Забыли написать Serial.begin(9600); в функции setup().
2. В симуляторе в окне монитора выбрана другая скорость (не 9600).
• Ножки в одной дорожке (шунтирование):
Убедитесь, что ножки светодиода и резистора стоят в РАЗНЫХ строках
контактов!
• Оторванная земля:
Проверьте черный провод: соединен ли контакт GND контроллера с
синей шиной макетки?
• Кнопка не реагирует на нажатия:
1. В pinMode указан просто INPUT вместо INPUT_PULLUP.
2. В условии if вы сравниваете статус с HIGH вместо LOW (кнопка
нажимается в ноль!).
• Красные ошибки компиляции:
1. Пропущена точка с запятой ';' в конце инструкции.
2. Непарное количество фигурных скобок { } вокруг блоков setup() или
loop().
• Кнопка не на желобе:
Если кнопка стоит на одной половине макетки, ее контакты могут быть
закорочены дорожкой.
» КЛЮЧЕВОЙ ВЫВОД: Отладка — 80% работы инженера: проверяйте полярность, номиналы резисторов, INPUT_PULLUP и точки с запятой.
16 / 18

17.

80:00 – 85:00
БЛОК 4: ИНЖЕНЕРНЫЙ ПРАКТИКУМ
Кнопка с памятью (триггер) и анонс Занятия №4
Как сделать комнатный выключатель и почему кнопка создает искры помех
[ КАК СДЕЛАТЬ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ С ПАМЯТЬЮ? ]
[ ФИЗИЧЕСКАЯ ЛОВУШКА: ДРЕБЕЗГ КОНТАКТОВ ]
• Ограничение базовой кнопки:
В нашей схеме свет горит, только пока палец держит кнопку (как звонок
в дверь). Как сделать переключатель, как в комнате?
• Механика металлических пластин:
Внутри кнопки смыкаются две упругие медные пластинки. При ударе
они пружинят и вибрируют в течение 5-20 миллисекунд!
• Переменная состояния в памяти RAM:
• Электрическая дробь:
Вместо одного четкого замыкания возникает серия из десятков
микроискр и замыканий: 1-0-1-0-1-0-0!
bool ledState = false; // Погашен
• Инверсия по нажатию кнопки:
ledState = !ledState; // Инвертировать
digitalWrite(13, ledState);
• Принцип работы:
Нажали кнопку — переменная стала true (свет горит). Отпустили кнопку
— свет продолжает гореть! Нажали снова — свет погас.
• Реакция микроконтроллера:
Процессор работает на частоте 16 МГц и успевает зафиксировать до 40
нажатий за одно касание пальца! Переключатель мигает как безумный.
• Анонс Занятия №4:
На следующем уроке мы разберем математику и программную
фильтрацию дребезга контактов (Debounce)!
» КЛЮЧЕВОЙ ВЫВОД: Память состояния требует переменной, а физический дребезг контактов мы победим программно на Занятии №4!
17 / 18

18.

85:00 – 90:00
ИТОГИ И ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ
Итоги занятия №3 и домашнее задание
От теории беспаечного макетирования к уверенному созданию интерактивных схем
[ ЧЕМУ ВЫ СЕГОДНЯ НАУЧИЛИСЬ ]
[ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ К ЗАНЯТИЮ №4 ]
1. Архитектура Breadboard:
Разобрались в устройстве шин питания и контактных дорожек. Освоили
правило 'деталь-мост' без пайки.
• 1. Сохранить проект в Wokwi:
Нажать кнопку 'Save' в симуляторе и сохранить персональную ссылку на
свою собранную схему.
2. Симулятор Wokwi:
Научились собирать виртуальные схемы, работать в редакторе C++ и
соблюдать цветовую маркировку проводов.
• 2. Добавить второй светодиод (Зеленый):
Подключить зеленый светодиод к пину 12 через токоограничивающий
резистор 220 Ом на макетной плате.
3. Монитор порта Serial:
Подключили текстовый канал связи чипа с компьютером на скорости
9600 бод и использовали контрольные точки.
• 3. Написать алгоритм переключения:
• Кнопка свободна: горит Красный светодиод (дежурный режим),
Зеленый погашен.
• Кнопка нажата: Красный гаснет, зажигается Зеленый (режим 'Проход
открыт')!
• В Serial Monitor шлется текстовый отчет о смене режима.
4. Режим INPUT_PULLUP:
Поняли, почему вход не должен висеть в воздухе, и научились работать с
инверсной логикой кнопки (LOW).
• 4. Повторить конспект к следующей паре!
5. Отладка и челленджи:
Собрали и запустили готовое интерактивное устройство!
» КЛЮЧЕВОЙ ВЫВОД: Отличная инженерная работа! Ссылка на симуляцию Wokwi — основа для домашнего проекта.
18 / 18