Arduino põhiõpetus algajatele: 6 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

1. Mis on Arduino?

Arduino on manussüsteemide platvorm, mis põhineb peamiselt AVR-i perekonna 8-bitistel mikrokontrolleritel. Erandiks on Arduino Due, mis kasutab 32-bitist ARM Cortexi tuuma. Teisisõnu, see on trükiplaat, millel on mikrokontroller ja selle väljundid, mis on võimelised juhtima väliseid seadmeid, nt andureid, mootorikontrollereid, kuvareid jne. Tänu kullanõelaga pistikutele saab mooduleid ühendada avalikult kättesaadavate ühenduskaablite abil.

Enamik Arduino versioone ei vaja välist programmeerijat. Kõik, mida pead tegema, on miniUSB-USB-kaabli abil arvutiga ühendamine.

Platvormi üheks eeliseks on oma vaba keskkond, kus on lugematu arv raamatukogusid, näiteid, õpetusi erinevat tüüpi väliste seadmete käitlemiseks.

2. Kellele platvorm on mõeldud?

Arduino on mõeldud nii algajatele kui ka edasijõudnutele elektroonilistele programmeerijatele.

Seda tüüpi süsteemiga seiklust alustav inimene säästab programmeerijate seadistamisel, ühenduste kontrollimisel ja draiverite installimisel palju aega ja närve. On hästi teada, et kõige parem on õppida näidetest. Arduino jaoks on neid palju projekti veebisaidil ja kogu Internetis.

Kogenumatele kasutajatele meeldivad arvukad teegid, mõlemad vaikimisi (sh: EEPROM, Ethernet, Display, Servo, SPI, TWI, WiFi), aga ka elektrooniliste moodulite tootjate (nt meie tarnija - Pololu) poolt kättesaadavaks tehtud failid.

Näide:

Populaarse 16x2 LCD -ekraani tugi koosneb mõnest lihtsast koodireast:

LiquidCrystal LCD (12, 11, 5, 4, 3, 2); // müügivihjete juurdekasv

lcd.algus (16, 2); // Määrake 16-veeruline kuva tüüp, 2 rida

lcd.print ("Tere maailm"); // Esitage kuvatav tekst

Täieliku koodi, millel on sõnad "Tere maailm", ja ekraani ühendusskeemi leiate aadressilt: Arduino.cc.

3. Milline versioon valida?

Versiooni valik sõltub mooduli kasutusotstarbest. Meie kaupluses on saadaval:

Samm: Arduino Uno R3

Arduino Uno R3

Mooduli lihtsaim versioon. Plaadilt leiate:

· Atmega328 mikrokontroller (32kB välk, SRAM 2kB, 16MHz taktsagedus)

· 14 digitaalset sisendit / väljundit - millega saab ühendada näiteks valgusdioode, nuppe, ekraane jne.

· 6 PWM väljundit - näiteks mootorite pöörlemiskiiruse juhtimiseks, servoasendi seadistamiseks

· 6 analoogsisendit - võimaldavad kasutada igasuguseid analoogväljundiga andureid ja andureid

Kommunikatsiooniliidesed:

· UART - üks lihtsamaid viise andmete vahetamiseks arvutiga

· I2C / TWI - andurite, ahelate tugi

· SPI - suhtlus kiirete andurite või väliste mäludega

Toiteallikas:

· USB või väline allikas (nt vahelduvvooluadapter)

Arduino Uno on hea valik suhteliselt lihtsate väikeste projektide jaoks. Saate seda edukalt rakendada, näiteks mootori juhtimine, kasutajaliidesega valgustuse regulaator, LCD -ekraan. Moodulit soovitatakse ka kasutajatele, kes sisenevad mikrokontrollerite ja manussüsteemide maailma.

2. samm: Arduino Leonardo

Arduino Leonardo

· Teine versioon, mille kohta leiame:

· ATmega32u4 mikrokontroller (32 kB välklamp, 2,5 kB SRAM, 16 MHz taktsagedus)

· 20 digitaalset sisendit / väljundit - mille külge saab ühendada näiteks LED -id, nupud, kuvarid jne.

· 7 PWM väljundit

· 12 analoogsisendit - kaks korda rohkem kui Uno versioon, tähendab see võimalust ühendada rohkem andureid analoogväljundiga

Kommunikatsiooniliidesed:

· UART - üks lihtsamaid viise andmete vahetamiseks arvutiga

· I2C / TWI - andurite, ahelate tugi

· SPI - suhtlus kiirete andurite või väliste mäludega

· USB - võimaldab ühendada populaarseid arvutiseadmeid

· Toide: USB või väline allikas (nt vahelduvvooluadapter)

Kui meie projektiks on kasutada seadet, mis ühendab USB -liidese kaudu, on Arduino Leonardo ideaalne valik. Süsteemil on integreeritud USB -kontroller, mis eristab seda teistest.

Tootja pakub ka "madala profiiliga" versioone. Tahvlil pole pistikuid, kasutaja saab neid oma äranägemise järgi jootma hakata. Kõik elemendid on pinnaga joodetud korpustes. See valik on kasulik, kui meie projekt peab sündima väikeses ruumis.

Samm: Arduino Mega 2560

Arduino Mega 2560

Versioon, mis on mõeldud ulatuslikumate projektide elluviimiseks. Sellel on lausa 54 digitaalset sisendit / väljundit, rohkem mälu ja rohkem suhtlusliideseid kui Arduino UNO -l ja Leonardol. Plaat sisaldab: AVR -i perekonna ATmega2560 (välklamp 256 kB, SRAM 8 kB, EEPROM 4 kb taktsagedus 16 MHz) 54 üldotstarbelist digitaalset sisendit / väljundit 14 PWM -väljundit 16 analoogsisendit - kommunikatsiooniliidesed: 4 xUART - üks lihtsamaid viise andmete vahetamiseks PCI2C / TWI - andurite, ahelate tugi SPI - side kiire andurite või väliste mäluga Toiteallikas: USB või väline allikas (nt vahelduvvooluadapter) Moodul on eelmistest versioonidest kallim, kuid sellel on rohkem võimalusi. Atmega2560 mikrokontrolleril on rikkalik perifeeria ja suur mälu. 256 kB Flash - võimaldab toetada laiendatud koodi, 4 kB EEPROMU paljude andmete kirjutamiseks.

Samm: Arduino Mega ADK

Arduino Mega ADK

Lisaks Arduino Mega eelistele on ADK -l võimalus ühendada Android -süsteemiga ka USB -liidese kaudu, mida kontrollib kiip MAX34210. Mooduli spetsifikatsioon on sarnane Arduino Mega:

· ATmega2560 AVR perekonnast (välk 256 kB, SRAM 8 kB, EEPROM 4 kb taktsagedus 16 MHz)

· 54 üldotstarbelist digitaalset sisendit / väljundit

· 14 PWM väljundit

· 16 analoogsisendit

Kommunikatsiooniliidesed:

· 4 xUART - üks lihtsamaid viise andmete vahetamiseks arvutiga

· I2C / TWI - andurite, ahelate tugi

· SPI - suhtlus kiirete andurite või väliste mäludega

· Toide: USB või väline allikas (nt vahelduvvooluadapter)

ADK versioon on mõeldud projektidele, mis kasutavad Androidiga suhtlemist. Sisseehitatud USB-kontroller võimaldab ühendada ka kaamera, mängukontrolleri või liikumiskontrolleri.

Samm: Arduino Leonardo Ethernet

Arduino Leonardo Ethernet

Mooduli peamine eelis on selle lihtne võrguühendus. Moodulil on Etherneti kontrolleriga võrgupesa. Tahvel on ka microSD mälukaardi pesa. Arduino Leonardoga sarnane spetsifikatsioon:

· Atmega32u4 mikrokontroller (32 kB välklamp, 2,5 kB SRAM, · 16MHz taktsagedus)

· 20 digitaalset sisendit / väljundit - millega saab ühendada näiteks valgusdioode, nuppe, ekraane jne.

· 7 PWM väljundit - näiteks mootorite pöörlemiskiiruse reguleerimiseks, servoasendi seadmiseks

· 12 analoogsisendit - võimaldavad kasutada igasuguseid analoogväljundiga andureid ja andureid

Kommunikatsiooniliidesed:

· UART - üks lihtsamaid viise andmete vahetamiseks arvutiga

· I2C / TWI - andurite, ahelate tugi

· SPI - suhtlus kiirete andurite või väliste mäludega

· Toide: väline allikas (nt vahelduvvooluadapter)

Etherneti versioon on loodud projektide jaoks, mis nõuavad võrguühendust. Mugavuseks on ka integreeritud microSD -kaardi pesa, kuhu saab salvestada rohkem andmeid kui mikrokontrolleri enda mällu.

6. samm: Arduino tähtaeg

Arduino Due

Tänu Arduino Duele saab kasutaja luua süsteeme, kasutades Arduino raamatukogudel põhinevat 32-bitist Cortex M3 mikrokontrollerit. Spetsifikatsioon on järgmine:

· Toitepinge: 7V kuni 12V (soovitatav), 6V-20V (maksimaalne)

· Mikrokontroler: AT91 SAM3X8E, 32-bitine ARM Cortex M3

· Maksimaalne taktsagedus: 84 MHz

· SRAM -mälu: 96 kB Flash -mälu: 512 kB

· Pins I / O: 54

· PWM -kanalid: 12

· Analoogsisendite arv: 12 (A / D muunduri kanalid)

· D / A muundur (digitaalne analoog)

· DMA kontroller

· Sarjaliidesed: UART, SPI, I2C, CAN, USB

· Siluri JTAG

Tahvel on pühendatud kasutajatele, kes soovivad tutvuda mikrokontrollerite maailma uusimate lahendustega. Sellel on kindlasti rohkem võimalusi kui AVR-põhistel versioonidel, rikkalikel välisseadmetel, sealhulgas digitaal-analoogmuunduril.

Lisaks ülaltoodule pakub Arduino ka järgmist:

Arduino Zero M0 Pro - 32 -bitine Cortex M0 - Atmel ATSAMD21G18 32 -bitine mikrokontrolleri moodul, mis on varustatud ARM Cortex M -0 tuumaga. Sellel on 256 KB välkmälu, 32 KB muutmälu, 14 digitaalset sisend / väljundit, 12 PWM -kanalit, 6 analoogsisendit ja üks väljund ning populaarsed suhtlusliidesed. Moodul töötab 3,3 V pingega.

Arduino Yún - WiFi - Arduino ühendus ja Linuxi süsteem. Leonardos kasutatud ATmega32u4 süsteemil põhinev moodul võimaldab seadet juhtmevabalt programmeerida ja juhtida WiFi -võrgu ja vastava kogu kaudu. Samuti on olemas Arduino Yun PoE versioon, mis töötab Etherneti võrgust.

Arduino Micro - Arduino Leonardol põhinev miniatuurne moodul, mida iseloomustab väike suurus. Sellel on AVR Atmega32U4 mikrokontroller. Varustatud 20 digitaalse I / O ja populaarsete kommunikatsiooniliidestega.

4. Näited kasutamisest

- Arduino ja orientatsioon kolmemõõtmelises ruumis.

Näide 3-teljelise güroskoobi, kiirendusmõõturi ja magnetomeetri (MinImu9 süsteem) kasutamisest 3D-ruumis orienteerumiseks.

- Arduino ja LCD -ekraan.

LCD -ekraani tugi HD44780 kontrolleriga, kasutades Arduino moodulit.

- alalisvoolumootori juhtimine Arduino platvormi abil.

Näide juhtimismoodulitest (H-sillad), mida kasutatakse alalisvoolumootorite suuna ja kiiruse reguleerimiseks.

- Ühendus Etherneti võrku

Arduino ühendus Etherneti ENC28J60 mooduliga.