ELECTRONICS  SYLLABUS  

 

About  Arduino  

 

Arduino  is  an  open-­source  hardware  project  that  allows  people  to  quickly  learn  about  electronics  and  sensors.  As  part  of  this  Project  Next  Generation  Program,  tweens  and  teens  will  take  part  in  a  demonstration  which  teaches  them  to  set  up  simple  circuits  and  develop  basic  programs  to  be  able  to  interact  with  those  circuits.  

 

About  Raspberry  Pi  

 

A  Raspberry  Pi  is  a  mini  computer  a  little  bit  larger  than  a  credit  card.  They  were  developed  by  the  University  of  Cambridge  to  help  children  learn  more  about  programming  computers  in  an  affordable  way.  They  give  children  access  to  the  insides  of  a  computer  and  let  them  learn  programming  from  the  ground  up.  

 

Key  Notes:  

•   Getting  familiar  with  electric  components  such  as  LED,  resistance,  diode,  capacitors,  transistors,  and  many  more!  

•   Building  your  own  small  computer  •   Creating  smart  celling  fan  and  program  it  by  using  computer  •   Creating  drone  and  flying  it  using  computer    •   Building  and  programming  a  Piano    

ELECTROGRAMMING

 

ELECTRONICS  SYLLABUS  •   Creating  own  mobile  phone  –  send  SMS  and  make  a  call  •   Learn  RFID,  Ultrasonic  sensor,  Motion  sensor,  and  more  •   Building  your  own  ROBOT    

Book  Arduino  Workshop:  A  Hands-­On  Introduction  with  65  Projects  1st  Edition  

by  John  Boxall    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.  Introduction  to  Arduino  Board  

1.  Getting  Started,  Installation,  and  Setup  your  IDE  2.  Exploring  the  Arduino  Board  and  the  IDE  •   The  Arduino  Board  •   The  Setup  Function  •   Controlling  the  Hardware  •   The  Loop  Function  

 

2.  An  Introduction  to  Electricity  

•   Current  •   Voltage  •   Power  •   Electronic  Components  •   The  Resistor  

 

ELECTRONICS  SYLLABUS      

•   Resistance  •   Reading  Resistance  Values  •   Chip  Resistors  •   Multimeters  •   Power  Rating  •   The  Light-­Emitting  Diode  •   The  Solderless  Breadboard    

Project  #1:  Creating  a  Blinking  LED  Wave  Project  #2:  Repeating  with  for  Loops  Project  #3:  Demonstrating  PWM  

 

3.  More  Electricity  Components    

•   The  Transistor  •   The  Rectifier  Diode  •   The  Relay  •   Higher-­Voltage  Circuits  •   The  Resistor  •   The  Rectifier  Diode  •   The  LED  •   The  Transistor  •   The  Relay  •   Wires  in  Schematics  •   Crossing  but  Not  Connected  Wires  •   Connected  Wires  •   Wire  Connected  to  Ground  •   Dissecting  a  Schematic  •   The  Capacitor  •   Measuring  the  Capacity  of  a  Capacitor  •   Reading  Capacitor  Values  •   Types  of  Capacitors  

 

ELECTRONICS  SYLLABUS  

•   Ceramic  Capacitors  •   Electrolytic  Capacitors  •   Digital  Inputs    

Project  #4:  Demonstrating  a  Digital  Input    •   Creating  Constants  with  #define  •   Reading  Digital  Input  Pins  •   Making  Decisions  with  if  •   Making  More  Decisions  with  if-­then-­else  •   Boolean  Variables  •   Comparison  Operators  •   The  not  Operator  •   The  and  Operator  •   The  or  Operator  •   Making  Two  or  More  Comparisons    

Project  #5:  Controlling  Traffic    •   Analog  vs.  Digital  Signals    

Project  #6:  Creating  a  Single-­Cell  Battery  Tester    •   Doing  Arithmetic  with  an  Arduino  •   Float  Variables  •   Comparison  Operators  for  Calculations  •   Improving  Analog  Measurement  Precision  with  a  Reference  Voltage  •   Using  an  External  Reference  Voltage  •   Using  the  Internal  Reference  Voltage  •   The  Variable  Resistor  •   Piezoelectric  Buzzers    

Project  #7:  Trying  Out  a  Piezo  Buzzer  Project  #8:  Creating  a  Quick-­Read  Thermometer  

 

 

ELECTRONICS  SYLLABUS  

4.  Working  with  Functions  

Project  #9:  Creating  a  Function  to  Repeat  an  Action  Project  #10:  Creating  a  Function  to  Set  the  Number  of  Blinks  Project  #11:  Creating  a  Quick-­Read  Thermometer  That  Blinks  the  Temperature    •   Displaying  Data  from  the  Arduino  in  the  Serial  Monitor  •   The  Serial  Monitor  •   Starting  the  Serial  Monitor  •   Sending  Text  to  the  Serial  Monitor  •   Displaying  the  Contents  of  Variables    

Project  #12:  Displaying  the  Temperature  in  the  Serial  Monitor  •   Debugging  with  the  Serial  Monitor  •   Making  Decisions  with  while  Statements  •   Do-­while  •   Sending  Data  from  the  Serial  Monitor  to  the  Arduino    

Project  #13:  Multiplying  a  Number  by  Two    •   Long  Variables    

Project  #14:  Using  long  Variables    •   Looking  Ahead  

 

5.  Numbers,  Variables,  and  Arithmetic  

•   Generating  Random  Numbers  •   Using  Ambient  Current  to  Generate  a  Random  Number    

Project  #15:  Creating  an  Electronic  Die    •   A  Quick  Course  in  Binary  •   Byte  Variables  

 

ELECTRONICS  SYLLABUS  

•   Increasing  Digital  Outputs  with  Shift  Registers    

Project  #16:  Creating  an  LED  Binary  Number  Display    •   Connecting  the  74HC595    

Project  #17:  Making  a  Binary  Quiz  Game    •   Arrays  •   Defining  an  Array  •   Referring  to  Values  in  an  Array  •   Writing  to  and  Reading  from  Arrays  •   Seven-­Segment  LED  Displays  •   Controlling  the  LED    

Project  #18:  Creating  a  Single-­Digit  Display  •   Displaying  Double  Digits    

Project  #19:  Controlling  Two  Seven-­Segment  LED  Display  Modules  Project  #20:  Creating  a  Digital  Thermometer    •   LED  Matrix  Display  Modules  •   The  LED  Matrix  Schematic  •   Making  the  Connections  •   Bitwise  Arithmetic  •   The  Bitwise  AND  Operator  •   The  Bitwise  OR  Operator  •   The  Bitwise  XOR  Operator  •   The  Bitwise  NOT  Operator  •   Bit  shift  Left  and  Right    

Project  #21:  Creating  an  LED  Matrix  Project  #22:  Creating  Images  on  an  LED  Matrix  Project  #23:  Displaying  an  Image  on  an  LED  Matrix  Project  #24:  Animating  an  LED  Matrix    

 

ELECTRONICS  SYLLABUS  

•   Character  LCD  Modules  •   Using  a  Character  LCD  in  a  Sketch  •   Displaying  Text  •   Displaying  Variables  or  Numbers    

Project  #25:  Defining  Custom  Characters    •   Graphic  LCD  Modules  •   Connecting  the  Graphic  LCD  •   Using  the  LCD  •   Controlling  the  Display    

Project  #26:  Seeing  the  Text  Functions  in  Action    •   Creating  More  Complex  Display  Effects    

Project  #27:  Creating  a  Temperature  History  Monitor  

 

6.  Expanding  Your  Arduino  

•   Shields  •   ProtoShields    

Project  #28:  Creating  a  Custom  Shield  with  Eight  LEDs    •   Soldering  the  Components  •   Modifying  the  Custom  Shield  •   Expanding  Sketches  with  Libraries  •   MicroSD  Memory  Cards    

Project  #29:  Writing  Data  to  the  Memory  Card  Project  #30:  Creating  a  Temperature-­Logging  Device    •   Timing  Applications  with  millis()  and  micros()    

 

 

ELECTRONICS  SYLLABUS  

Project  #31:  Creating  a  Stopwatch  •   Interrupts  •   Interrupt  Modes  •   Configuring  Interrupts  •   Activating  or  Deactivating  Interrupts    

Project  #32:  Using  Interrupts  

 

7.  Numeric  Keypads  

•   Using  a  Numeric  Keypad  •   Wiring  a  Keypad  •   Programming  for  the  Keypad  •   Making  Decisions  with  switch-­case    

Project  #33:  Creating  a  Keypad-­Controlled  Lock  

 

8.  Accepting  User  Input  with  Touchscreens  

•   Touchscreens  •   Connecting  the  Touchscreen    

Project  #34:  Addressing  Areas  on  the  Touchscreen  Project  #35:  Creating  a  Two-­Zone  On/Off  Touch  Switch  Project  #36:  Creating  a  Three-­Zone  Touch  Switch  

 

9.  Meet  the  Arduino  Family  

Project  #37:  Creating  Your  Own  Breadboard  Arduino    •   7805  Linear  Voltage  Regulator  •   16  MHz  Crystal  Oscillator  •   Atmel  ATmega328-­PU  Microcontroller  IC  

 

ELECTRONICS  SYLLABUS  

•   Identifying  the  Arduino  Pins  •   Running  a  Test  Sketch  •   Use  the  Microcontroller  Swap  Method  •   Connect  to  an  Existing  Arduino  Board  •   Use  an  FTDI  Programming  Cable  •   The  Many  Arduino  Boards  •   Arduino  Uno  •   The  Arduino  Nano  

 

10.  Motors  and  Movement  

•   Making  Small  Motions  with  Servos  •   Selecting  a  Servo  •   Connecting  a  Servo  •   Putting  a  Servo  to  Work    

Project  #38:  Building  an  Analog  Thermometer    •   Using  Electric  Motors  •   The  TIP120  Darlington  Transistor    

Project  #39:  Controlling  the  Motor  Project  #40:  Building  and  Controlling  a  Tank  Robot    •   The  Chassis  •   Two  Power  Supplies  •   The  Mounting  Plate  •   Connecting  the  Motor  Shield  •   Connecting  the  Jumpers  •   Sensing  Collisions    

Project  #41:  Detecting  Tank  Bot  Collisions  with  a  Microswitch    •   Infrared  Distance  Sensors    

 

ELECTRONICS  SYLLABUS  

Project  #42:  Detecting  Tank  Bot  Collisions  with  IR  Distance  Sensor    •   Ultrasonic  Distance  Sensors  •   Connecting  the  Ultrasonic  Sensor  •   Using  the  Ultrasonic  Sensor    

Project  #43:  Detecting  Tank  Bot  Collisions  with  an  Ultrasonic  Distance  Sensor  

 

11.  Using  GPS  with  Your  Arduino  

Project  #44:  Creating  a  Simple  GPS  Receiver  Project  #45:  Creating  an  Accurate  GPS-­based  Clock  Project  #46:  Recording  the  Position  of  a  Moving  Object  over  Time  and  show  on  Map  

 

12.  Wireless  Data  

Project  #47:  Creating  a  Wireless  Remote  Control    •   The  Hardware  for  the  Transmitter  Circuit  •   The  Transmitter  Schematic  •   The  Hardware  for  the  Receiver  Circuit  •   The  Receiver  Schematic  •   The  Transmitter  Sketch  •   The  Receiver  Sketch  •   Using  XBee  Wireless  Data  Modules  for  Greater  Range  and  Faster  Speed  Project  #48:  Transmitting  Data  with  an  XBee    •   Setting  Up  the  Computer  to  Receive  Data    

Project  #49:  Building  a  Remote  Control  Thermometer  

 

 

ELECTRONICS  SYLLABUS  

13.  Infrared  Remote  Control  

•   What  Is  Infrared?  •   Setting  Up  for  Infrared  •   The  IR  Receiver  •   The  Remote  Control    

Project  #50:  Creating  an  IR  Remote  Control  Arduino  Project  #51:  Creating  an  IR  Remote  Control  Tank  

 

14.  Reading  RFID  Tags  

Project  #52:  Creating  a  Simple  RFID  Control  System    •   Storing  Data  in  the  Arduino’s  Built-­in  EEPROM  •   Reading  and  Writing  to  the  EEPROM    

Project  #53:  Creating  an  RFID  Control  with  “Last  Action”  Memory

 

15.  Data  Buses  

Project  #54:  Using  an  External  EEPROM  Project  #55:  Using  a  Port  Expander  IC    •   The  SPI  Bus  •   Pin  Connections  •   Implementing  the  SPI  •   Sending  Data  to  an  SPI  Device    

Project  #56:  Using  a  Digital  Rheostat

 

16.  Real-­time  Clocks  

Project  #57:  Adding  and  Displaying  Time  and  Date  with  an  RTC  

 

ELECTRONICS  SYLLABUS  

Project  #58:  Creating  a  Simple  Digital  Clock  Project  #59:  Creating  an  RFID  Time-­Clock  System

 

17.  The  Internet  

Project  #60:  Building  a  Remote-­Monitoring  Station  Project  #61:  Creating  an  Arduino  Tweeter    •   Controlling  Your  Arduino  from  the  Web    

Project  #62:  Setting  Up  a  Remote  Control  for  Your  Arduino

 

18.  Cellular  Communications  

Project  #63:  Building  an  Arduino  Dialer  Project  #64:  Building  an  Arduino  Texter  Project  #65:  Setting  Up  an  SMS  Remote  Control

 

AND  MANY  MORE  TO  COME  !  

Additional  topics  and  chapters  will  be  added  as  the  classes  progresses.