Arduinoga alustamine: mida peate teadma: 4 sammu (piltidega)

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

Olen juba aastaid töötanud Arduino ja elektroonikaga ning õpin siiani. Selles üha laienevas mikrokontrollerite maailmas on lihtne eksida ja ringi otsida, et leida teavet.

Selles juhendis näitan teile:

Mis Arduino on ja teeb.

Kust alustada Arduinoga.

Kuidas leida kasulikke ressursse.

Need on kõik asjad, mida olen kogemuste kaudu õppinud ja mis on tõestatud meetodid edu saavutamiseks. Ma ei salga, et Arduinoga alustamiseks on ilmselt sadu erinevaid õpetusi, kuid need on asjad, mis minu jaoks kõige kasulikumad olid. Nii et järgige ja uurime Arduino imelist maailma.

Pange tähele: mõned selles juhendis olevad pildid on ekraanipildid. Pildid, mida need sisaldavad, kuuluvad nende omanikele ja võivad olla autoriõigusega kaitstud. Olen need siin koostanud välisseadmetena, et aidata kaasa oma juhendatava kui mittetulundusliku haridusressursi arendamisele kooskõlas õiglase kasutamise doktriiniga.

Samm: Arduino: mis see on ja mida see teeb?

Arduino on loojatele mõeldud avatud lähtekoodiga elektroonikaplatvorm, mis põhineb lihtsal ja hõlpsasti kasutataval riistvaral ning vahetataval andurite, manipulaatorite ja kuvarite valikul. Seda mõistet laiemas tähenduses kasutatakse üldiselt Atmeli mikrokiipide ümber asuvate suurte mikrokontrollerite valdkonna tähistamiseks.

Maakeeli öeldes on need nagu lihtsustatud miniatuursed arvutid. Nagu võite ette kujutada, on see tohutu, pidevalt laienev valdkond, kus on sadu variatsioone mikrokontrolleritest, konfiguratsioonidest ja anduriseadmetest. Siin olen ma kitsendanud selle põhitõdedeni.

Selles juhendis vaatan üle 3 kõige populaarsemat Arduino plaati (mis on ka minu lemmikud):

Uno, Nano, ja Mega

Samuti uurin IDE (programm, mida kasutame Arduino kodeerimiseks), kilpide ja andurite kasutamist.

Konkreetsete tahvlite kohta lisateabe saamiseks vaadake sammu „Ressursid”

Kasulikud terminid ja määratlused:

Mikrokontroller: mis tahes programmeeritav vooluring, mis põhineb tingimuste ja viivituste silmuskoodil. Mitte segi ajada mikroprotsessoriga, mis viitab kas juhtkiibile endale või palju keerukamale tahvlile nagu RaspberryPi.

Tahvel: riistvara, mille ümber Arduino põhineb, kasutatakse tavaliselt mikrokontrolleri enda tähistamiseks ("Arduino Uno plaat")

Kilp: plaadi laiendus, mis on tavaliselt ette nähtud ideaalseks pesaks olemasoleva tihvti konfiguratsiooni külge, mis suurendab paigutust ja lisab funktsioone, mis pole veel sisseehitatud alusplaadile (nt mootorikilp võimaldab mootoreid juhtida, Etherneti kilp lisab Interneti -funktsioonide kasutamise võimaluse, Bluetooth -kilp lisab Bluetooth -ühenduse jne)

IDE (täpsemalt Arduino IDE): tarkvara, mida kasutatakse kõige sagedamini koodi kirjutamiseks ja Arduino tahvlile üleslaadimiseks. Samuti on võimalus seda kasutada muude, mitte-Arduino tahvlite jaoks, näiteks RaspberryPi.

Raamatukogu: täiendus koodile eraldi failina, mida kasutatakse lisafunktsioonide lisamiseks ning ühilduvuse tagamiseks kilpide ja komponentidega, ilma et oleks vaja teada äärmiselt pikki ja keerukaid funktsioone ja algoritme.

Andur: kõik, mis võib võtta füüsilist sisendit ja edastada selle elektrisignaalile

Uno:

Arduino Uno on vaieldamatult kõige ikoonilisem ja tõenäoliselt kõige populaarsem Arduino plaat, mida saate. Sellel on 14 digitaalset I/O kontakti, mis võivad varieeruda olekus Sees ja Väljas, millest 6 on võimelised kasutama PWM -i või impulsi laiuse modulatsiooni, mis muudab väljundpinget tihvti sisse- ja väljalülitamisega, varieeruvad kiiresti (impulss ') erineva intervalliga ("laius"), et muuta väljund kõrgemaks või madalamaks ("modulatsioon"). Sellel on ka 6 analoogsisendit. Kõiki tihvte saab kasutada sisendina või väljundina ning mõnedel tihvtidel on spetsiifiliste kilpide ja raamatukogude kasutamisel erifunktsioonid.

Lõbus fakt: Arduino Unol on rohkem töötlemisvõimsust kui toa suurustel arvutitel, mida kasutati Apollo varajaste kuuülesannete jaoks, ja see sobib teie kätte!

Enamik kilpe on ehitatud ja ehitatud Arduino Uno jaoks ning seda peetakse üldiselt algajaks alustamiseks parimaks tahvliks. Ja ma olen täiesti nõus. Uno ei pruugi olla kõige mitmekülgsem, kuid seda on kindlasti kõige lihtsam seadistada ja kasutada ning enamik Arduino projekte ja õpetusi algab Unoga.

Nano:

See asi, nagu nimigi ütleb, on väiksem plaat. Sellel on vähem mälu kui Unol, kuid muidu jagab enamik samu funktsioone palju väiksemas paketis. Nano idee on kantavad ja miniatuursed ahelad kasutamiseks kitsastes kohtades või kaalutundlikes projektides, nagu droonid. Sellel on väiksema suuruse tõttu vähem tihvte, kuid see on ka odavam kui Uno ja mahub rohkematesse kohtadesse.

Mega:

Jällegi ütleb nimi kõik. See plaat on pikem kui Uno ja sellel on kokku 54 digitaalset I/O kontakti, millest 15 on PWM -toega ja 16 analoogsisendit. See plaat on mõeldud suuremate, paremate ja suuremate projektide jaoks. Ja jah, ma kordasin end tahtlikult. See plaat on tohutu ja ühildub enamiku Uno -ga samade kilpidega, kuna sellel on sama algne tihvtide konfiguratsioon. Sellel on ka suurem mälu, nii et see saab hõlpsamini käivitada suuremaid programme.

IDE:

Arduino IDE on kodeerimisel suhteliselt lihtne platvorm. Arduino tahvlite puhul kasutab see oma programmeerimiskeelt, kuid sellel on palju samu omadusi nagu populaarsetel kodeerimiskeeltel, nagu Java ja C. Õppimiskõver on väga õrn ning Internetis on sadu näiteid ja isegi tarkvarasse sisse ehitatud juhendab teid koodi teatud aspektidest. Olen seda kasutanud alates 13. eluaastast ja ma ei tea veel pooltki kõigest, nii et ärge muretsege, Arduino kasutamiseks ei pea te äss olema.

Kilbid:

Erinevaid kilpe kasutatakse erinevalt. Ilmselgelt. Ja nende käitamiseks on vaja ka erinevaid koodikomplekte. Aga ärge veel hüperventilatsiooni tehke, ma pole lõpetanud. Enamiku praegu ostetavate kilpide jaoks on eetris juba sisseehitatud näidiskood või juba IDE-s väga tore õpetus. Kõik, mida pead tegema, on see üles leida. Vaadake jaotist "Ressursid", kuidas seda teha.

Andurid:

Sarnaselt Shieldsiga on erinevate andurite, manipulaatorite ja kuvaritega seotud erinevad koodid. Näidete otsimisel kehtib sama protsess.

Niisiis, nüüd, kui teate Arduino kohta natuke rohkem, liigume edasi kust alustada.

Samm: kuidas ja kust alustada Arduinoga

Nagu ma viimases etapis mainisin, katavad Arduino mikrokontrollerid tohutult erinevaid plaate ja seadmeid. Selles etapis annan teile mõned näpunäited selle kohta, kust alustada ja mida kõigepealt hankida.

Tõenäoliselt kõige kasulikum nõuanne, mida ma teile ette anda saan, on järgmine: alustage lihtsalt. Arduino kasutamise õppimine on protsess, mis võtab aega ja kui proovite korraga liiga palju teha, on teil ainult pettumus. Alustasin oma hobi Arduinos LED -ide vilkumisega. Ja teate, mida mulle meeldib kõige paremini teha, kõikidest asjadest, mille jaoks ma Arduinot kasutan? Vilkuvad LED -id. Nii et tõesti, olenemata teie ambitsioonidest Arduino kasutamiseks, soovitaksin tõsiselt proovida kõigepealt Arduino IDE Blink and Fade näiteid ja enne nendega midagi keerulist proovida.

Kust alustada:

Küsige endalt seda: milleks soovite Arduinot kasutada? See küsimus määrab, mida peaksite Arduino tahvlist otsima, enne kui saate esimese.

Kui te tegelikult ei tea või teil on lihtsalt midagi lihtsat nagu väike robot meeles, siis ma soovitaksin Unot. Kui soovite teha kantavaid või miniatuurseid vooluahelaid, soovitan Nano (või Micro, sõltuvalt sellest, mida soovite teha). Kui soovite suurt projekti, näiteks 3D -printerit, suurt robotit või andurivõrku, soovitaksin Mega. Kui teie valitud projekt on raske töötlemine ja andmete krigistamine, siis oleks null või tähtaeg hea mõte. Ja kui soovite arvutiliidest, st kohandatud klaviatuuri, juhtkangi või hiirt, on Leonardo teie jaoks. Ja nimekiri ei lõpe sellega. Seal on üha rohkem Arduino tahvleid ja need, mida ma siin mainisin, on vaid põhitõed. On tahvleid nagu Yún või Tian, mis suudavad käitada Linuxit ja toimivad põhimõtteliselt nagu täisväärtuslike arvutite väikesed versioonid, ja paljud muud variandid teistel mainitud tahvlitel, mis lisavad teatud funktsioonide jaoks erinevaid funktsioone ja eripärasid projektid.

Lisateavet konkreetsete tahvlite ja tahvlite täieliku loendi kohta leiate minu järgmisest sammust „Ressursid”.

Mida kõigepealt saada:

Alustage tahvli enda hankimisega. Ja ärge paanitsege, kui näete Arduino ametlikul saidil hinnasilte. Kuigi ma ütlen ausalt, et Arduino kaubamärk Arduinos on palju kvaliteetsem ja garanteeritult töökorras, siis mulle tõesti ei meeldi kulutada nii palju raha vaid ühele esemele. Hüppa Amazonase poole ja neil on vähem kui poole hinnaga Arduino kloonitud versioonid, mis on tegelikult sama asi, mida on valmistanud erinevad ettevõtted. Või võin saada sama plaadi ja osade komplekti, sama hinnaga saaksin ehtsa Arduino. Kui teil on aga raha kulutada, ostke Arduino ametlikelt inimestelt, sest just nemad arendavad enamikku uusi mikrokontrollereid ja toetavad nende kodeerimiseks kasutatavat tarkvara. Valik on tõesti teie.

Kui plaanite Uno või Mega hankimist, soovitan tõsiselt hankida stardikomplekti. Olen oma järgmises etapis koostanud mõne erineva lingi linkide loendi. Stardikomplektid ei tule mitte ainult Arduino endaga, vaid ka terve hulk kasulikke andureid ja komponente, sealhulgas iga vooluahela ehitaja parim sõber: leivaplaat. Ja parim osa? Stardikomplektid on tegelikult odavamad kui kõigi komponentide eraldi ostmine. Palju. Näiteks maksis projekt, mille ehitamine oleks maksnud mulle umbes 100 eurot, maksis mulle ainult 50 eurot, kuna leidsin mõned head stardikomplektid ja siis sain allesjäänud komponentidega ehitada veel kolm projekti.

Kui te Unot või Megat ei saa, soovitaksin ikkagi stardikomplekti, mis on lihtsalt andurite ja lisakomponentidega kaasas, mitte Arduino plaati. Muide, see on asi, mida jälgida. Stardikomplekti ostmisel kontrollige kindlasti, kas see sisaldab tegelikult kõik piltidel olevad komponendid, sest mõned ütlevad "Arduino jaoks" ja näitavad Unot, kuid tegelikult ei tule kaasa. Tavaliselt on olemas osade loend, kus saate kontrollida komplekti sisu.

Kui teil on Arduino, on järgmine samm alla laadida IDE ja leida häid õpetusi. Lugege edasi minu järgmises etapis, et leida parimad kohad nende hankimiseks.

3. samm: ressursid

Selles etapis toon välja mõned väga käepärased ressursid kõigile Arduino kasutavatele isetegijatele, samuti kuidas rohkem leida. Lisan ka nimekirja headest kohtadest Arduino toodete ostmiseks ja mõned minu lemmik stardikomplektid.

IDE:

IDE on kõigi Arduino projektide keskmes. Õnneks on see ka tasuta allalaaditav, kuigi saate soovi korral annetada inimestele, kes selle kirjutasid. Selle versiooni leiate selle lingi kaudu. Siin on ka mugav viide.

Raamatukogud:

Arduino IDE -l on laiendatud funktsionaalsuseks mitmeid sisseehitatud teeke, kuid ma leian, et mul on alati mõned komponendid, mida otseselt ei toetata. Kui see juhtub, siis tavaliselt guugeldan komponenti, mille kõrval on otsingusõnad „Arduino raamatukogu”, et leida, milline raamatukogu on kõige populaarsem (ja seega ilmselt kõige kasulikum). Teine võimalus neid leida on Arduino veebisaidi Arduino.cc kaudu. Parim koht näiteks koodide ja raamatukogude külastamiseks on aga Github.com. Nendel meestel on kõik, mis puudutab raamatukogusid, lähtekoodi, IDE variatsioone või muud tarkvara.

Lauad:

Enamiku Arduino tahvlite ja kõige populaarsemate kilpide kohta lisateabe saamiseks on see leht teie jaoks ressurss koos linkidega kõigi Arduino komponentide spetsifikatsioonide, skeemide ja selgituste juurde.

Kood ja viide:

Et teada saada, mida iga koodirida teeb ja kuidas seda kasutatakse, on Arduino veebisaidi viitejaotis see koht, kuhu minna. Ainus piirang on see, et see ei sisalda ühtegi raamatukogude erifunktsiooni, mida pole teinud Arduino.

Õpetused ja juhised:

Arduino õpetuste jaoks on õpetuste leht hea koht alustamiseks. Põhjalikumate õpetuste ja projektide jaoks leiate siit lisaks juhistele ka https://learn.adafruit.com/ ja

Kogenud kogukonnaliikmete juhendamiseks on Arduino ametlik foorum ilmselt parim koht, kuhu minna.

Rohkem ressursse:

Sageli on parim asi, mida teha, Google, mida otsite. Mõnikord võib teave siiski olla tabamatu. Sellistel juhtudel leian end projektide ja õpetuste ning Arduino foorumi üle, otsides viiteid headele ressurssidele. Kui ma ei leia ühtegi, astun lihtsalt foorumisse ja küsin, sest parem oleks kihla vedada, et kui tuhanded inimesed foorumist läbi käivad, teab keegi, kuidas teid aidata.

Stardikomplektid:

Siin on mõned minu lemmikkomplektid, mida soovitan algajatele, kes õpivad Arduino keelt. Neil on kõik komponendid, mida vajate kodeerimise ja vooluahela põhitõdede (ja mõningate keerukuste) õppimiseks.

Parima hinnaga kõrgeima kvaliteediga komplekte, mida olen siiani leidnud, kus on kõige rohkem tuge ja parimat klienditeenindust, müüb ettevõte nimega Elegoo. Kuigi nad müüvad oma komplekte ka Amazoni kaudu, olen linginud ametliku saidi, sest sellel on kompositsioonides sisalduvate komponentide parem kirjeldus. Need ei ole siiski ametlikud Arduino tahvlid ega komplektid, seega pidage meeles, et te ei toeta nende ostmisel Arduino saiti.

Kui teil on raha, mida kulutada, soovitaksin tõesti hankida ametliku Arduino/Genuino stardikomplekti. Sellel on turul kõigi komplektide algajatele parim ülevaade ja dokumentatsioon ning projektid on ka päris lahedad.

Parim koht, välja arvatud Amazon, üksikute andurite, kilpide ja muu sellise hankimiseks on Adafruit pood. Need on kõrgeima kvaliteediga ja igal komponendil on hõlpsasti kättesaadav individuaalne veebidokumentatsioon.

Pange tähele, et need on minu arvamused ja soovitused, mitte segi ajada faktidega. Kõik ostud on teie enda valitud ja ma soovitan enne nende ostmist uurida erinevaid komplekte.

Samm 4: Epiloog

Nüüd võite julgelt minna mikrokontrollerite ja Arduino maailma ning alustada kindlusega, et teate, kus teie ressursid asuvad, kui koputamisel peaks probleeme tekkima. Eespool on hunnik pilte erinevatest projektidest, mida olen siin Instructablesis koos Arduinoga teinud, lihtsalt selleks, et anda teile maitse lõpmatutest võimalustest ja loodetavasti inspireerida teid midagi suurepärast tegema.

Kui teil on kunagi küsimusi Arduino kohta, küsige julgelt minult, kuid pidage meeles, et Arduino foorum oleks palju parem koht küsimiseks ja nad on peaaegu garanteeritud. Ma ei tea kõike, seega ärge võtke midagi, mida ma ütlen, iseenesestmõistetavana, otsige see ise järele, kui soovite seda kindlalt teada.

Palun hääletage, kui teile see meeldis või seda lugedes midagi õppisite!

Nagu alati, on need Dangerously Explosive'i projektid, tema eluaegne missioon "julgelt ehitada seda, mida soovite ehitada, ja palju muud!"

Ülejäänud minu projektid leiate siit.