Ievads Arduino: 18 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

Vai esat kādreiz domājuši izveidot savas ierīces, piemēram, meteoroloģisko staciju, automašīnas informācijas paneli degvielas, ātruma un atrašanās vietas izsekošanai vai sadzīves tehnikas kontrolei, ko kontrolē viedtālruņi, vai esat kādreiz domājuši par sarežģītu robotu izgatavošanu, kas spēj runāt, staigāt un pārvietot rokas vai kā būtu ar savu MP3 atskaņotāja ierīču izgatavošanu, pirkstu nospiedumu noteikšanas ierīces, automatizētas augu laistīšanas sistēmas, zemestrīces sensora, rācijas vai uz tālvadības pulti balstītu novērošanas sistēmu. Ja esat kādreiz aizdomājies un esat gatavs dot savu ieguldījumu pasaules digitalizācijā, tad ticiet, ka varat izgatavot visu, ko vēlaties izveidot, un tad jums ir jāzina daži pamata elektronikas elementi un mikrokontrolleri. Mikrokontrolleris ir kompakta integrētās shēmas konstrukcija, kas ievada datus no dažādiem sensoriem, ti, temperatūras sensora, kustības noteikšanas sensora, diapazona noteikšanas sensora utt., Un ir ieprogrammēta, lai iegūtu vēlamo izeju no izpildmehānismiem, ti, vadāmie, motori, releji utt. pasaules apguve, izpratne un šādu ierīču izgatavošana nav grūts uzdevums ar Arduino kopienas lielo ieguldījumu pasaulē, tā ir pieejama ikvienam hobijam un inženierim visā pasaulē.

Arduino ir atvērtā pirmkoda aparatūras un programmatūras platforma, kas paredzēta entuziastiem un inženieriem, lai lasītu dažādu sensoru ievades datus, apstrādātu šīs ievades un nodrošinātu vēlmes izvadi, iedarbinot dažādus izpildmehānismus, t.i. būtībā jūs varat teikt, ka Arduino var būt daudzu projektu smadzenes.

1. darbība: Arduino veidi

Ir dažādi Arduino dēļu veidi ar atšķirīgu skaitu analogo, digitālo un PWM tapu, un lieliski ir tas, ka jūs varat viegli sākt strādāt ar jebkuru no tiem. Šeit ir iekļauti dažādi Arduino papildinājumi.

● Arduino Uno

● Arduino Due

● Arduino Mega

● Arduino Leonardo padome

● Lillypad Arduino dēlis

2. darbība: Arduino Uno

Lielākā daļa iesācēju sāk izmantot Arduino Uno, un uz kuģa ir galvenais mikrokontrolleris ATMegga328, kura atmiņa ir 2 KB SRAM un 32 KB zibspuldze, tajā ir 14 digitālās I/0, no kurām 6 ir PWM un 6 ir analogās izejas tapas. atiestatīšanas pogu, barošanas ligzdu, USB savienojumu un daudz ko citu. Tas ietver visu nepieciešamo, lai noturētu mikrokontrolleru; vienkārši pievienojiet to personālajam datoram, izmantojot USB kabeli, un dodiet barošanas avotu, lai sāktu darbu ar maiņstrāvas līdz līdzstrāvas adapteri vai akumulatoru.

3. darbība: Arduino Due

Arduino Due galvenais mikrokontrolleris ir AT91SAM38XE ar atmiņu 96 KB SRAM, 512 KB zibspuldzi veido 54 digitālās tapas, no kurām 12 ir PWM un 16 analogās ieejas tapas

4. solis: Arduino Mega

Tas satur ATmea2560 kā mikrokontrolleru, kura atmiņa ir 8 KB

SRAM un 256 KB zibspuldze ar 54 digitālajām IO tapām, no kurām 12 ir PWM un 16 analogās ieejas tapas, atiestatīšanas poga, barošanas ligzda, USB savienojums un atiestatīšanas poga. Tas ietver visu nepieciešamo, lai noturētu mikrokontrolleru; vienkārši pievienojiet to personālajam datoram, izmantojot USB kabeli, un dodiet barošanas avotu, lai sāktu darbu ar maiņstrāvas līdz līdzstrāvas adapteri vai akumulatoru. Milzīgais piespraužu skaits padara šo Arduino dēli ļoti noderīgu, izstrādājot projektus, kuriem nepieciešama virkne digitālo ieeju vai izeju, piemēram, daudzu pogu.

5. solis: Arduino Leonardo

Tās galvenais mikrokontrolleris ir ATmega32u4 ar 2,5 KB SRAM atmiņu un 32 KB zibspuldzi ar 20 digitālajām IO tapām un 12 analogās ieejas tapām. Arduino pirmā attīstības padome ir Leonardo tāfele. Šī plate izmanto vienu mikrokontrolleri kopā ar USB. Tas nozīmē, ka tas var būt arī ļoti vienkārši un lēti. Tā kā šī tāfele tieši apstrādā USB, ir pieejamas programmu bibliotēkas, kas ļauj Arduino plāksnei sekot datora, peles utt. Tastatūrai.

6. solis: LilyPad Arduino dēlis

Lily Pad Arduino dēlis ir valkājama e-tekstilizstrādājumu tehnoloģija. Katra tāfele tika izdomāta ar milzīgiem savienojuma spilventiņiem un gludu muguru, lai tos varētu iešūt apģērbā, izmantojot vadošu diegu. Šis Arduino sastāv arī no I/O, barošanas un arī sensoru paneļiem, kas ir īpaši izstrādāti e-tekstilizstrādājumiem. Šos pat var mazgāt!

7. solis: rīki Arduino attīstības videi

Arduino programmēšanas valoda:

Arduino ir ieprogrammēts C ++, kas tiek izmantots dažādos projektu aspektos, piemēram, programmatūras izstrādē, bet Arduino C ++ tiek izmantots ar papildu funkcijām. Jūs varat izveidot Arduino skici, Arduino skice ir nosaukums, kas piešķirts Arduino koda failam. Jūs rakstāt kodu Arduino IDE. Šīs skices var saglabāt projekta mapēs, un IDE dod iespēju apkopot C ++ kodu mašīnas valodā un augšupielādēt tās Arduino panelī.

Arduino IDE

Arduino IDE (integrētā izstrādes vide) ir C ++ koda rediģēšanas, apkopošanas un augšupielādes rīks, kurā varat ierakstīt savu programmu, lai programmētu IO tapas dažādiem mērķiem, un jūs varat izmantot atvērtā pirmkoda bibliotēkas, lai rakstītu sarežģītas programmas, kas integrētas ar dažādām funkcijām, kuras mēs vēlāk izmantosim detalizēti apspriest bibliotēkas.

8. darbība: Arduino IDE instalēšana

1. solis. Lejupielādējiet Arduino IDE

2. Pagaidiet, līdz lejupielādes process ir pabeigts.

3. solis. Instalējiet programmatūru un izvēlieties instalējamos komponentus, kā arī instalēšanas vietu.

4. solis. Pieņemiet draivera instalēšanu, kad to prasa sistēma Windows 10

9. solis: Arduino draivera instalēšana

Dodieties uz Sākt-> ierakstiet Device Manager '> veiciet dubultklikšķi uz pirmā rezultāta, lai palaistu Device Manager.

1. Dodieties uz Ostas> atrodiet Arduino UNO portu

2. Ja nevarat atrast šo portu, dodieties uz Citas ierīces un atrodiet Nezināmu ierīci

3. Atlasiet Arduino UNO portu> noklikšķiniet uz Atjaunināt draiveri.

4. Atlasiet opciju “Pārlūkot datorā draivera programmatūru”> dodieties uz Arduino programmatūras lejupielādes vietu> atlasiet failu arduino.inf/Arduino UNO.inf (atkarībā no jūsu programmatūras versijas).

5. Pagaidiet, līdz sistēma Windows pabeidz draivera instalēšanas procesu.

Tagad, kad datorā esat instalējis Arduino programmatūru un draiveri, ir pienācis laiks atvērt savu pirmo skici. Izvēlieties tāfeles veidu un portu un augšupielādējiet programmu, lai pārliecinātos, ka tāfele ir izveidota un darbojas.

10. solis: Arduino IDE grafiskais attēlojums

Tā kā Arduino IDE tiek izmantots, lai rediģētu, saglabātu, apkopotu un augšupielādētu kodu Arduino, šeit ir Arduino IDE grafiskais attēlojums.

11. darbība. Lai atvērtu jaunu failu Arduino IDE

Lai atvērtu jaunu failu, noklikšķiniet uz file-> new

12. darbība: lai saglabātu Arduino skici

Tiks atvērts jauns fails

1. darbība. Lai saglabātu Arduino skici, dodieties uz Fails-> Saglabāt tiks atvērts logs skices saglabāšanai

2. darbība: pārdēvējiet Arduino skici un noklikšķiniet uz pogas Saglabāt. Skice tiks saglabāta.

13. darbība: Arduino programmas piemēri

Arduino IDE ietver daudzas piemēru programmas, lai mācītos un izveidotu projektus no tiem. Šie piemēri ir saistīti ar LED mirgošanu, analogo un digitālo ieejas izeju, sērijas sakariem, sensoriem utt.

Lai atvērtu LED mirgošanas piemēra programmu, noklikšķiniet uz Fails-> Piemērs-> Pamati-> Mirgot

14. darbība: Arduino bibliotēkas

Saskaņā ar Arduino kopienas teikto “Bibliotēkas ir kodu kolekcija, kas ļauj ērti izveidot savienojumu ar sensoru, displeju, moduli utt. Piemēram, iebūvētā LiquidCrystal bibliotēka ļauj ērti sarunāties ar rakstzīmju LCD displejiem. Internetā lejupielādei ir pieejamas simtiem papildu bibliotēku”. Bibliotēkas ietver parastās metodes un funkcijas, piemēram, ierīču draiverus vai utilītfunkcijas, izmantojot bibliotēkas, kļūst viegli programmēt, nekodējot daudzas rindas, kuras savai programmai varat izmantot pirms izveides funkcijas. Internetā ir pieejamas dažādas atvērtā pirmkoda bibliotēkas, Arduino IDE piedāvā arī bibliotēkas, kuras ir izveidojusi Arduino kopiena, piemēram, bibliotēka servomotoru, Ethernet uc kontrolei. Arduino IDE piedāvā arī iespēju instalēt un izmantot ārējās bibliotēkas. izveidojiet savas bibliotēkas un instalējiet tās Arduino IDE.

Arduino bibliotēkas instalēšanas metode

Ir divas metodes, ar kurām mēs varam instalēt bibliotēku Arduino IDE: viena ir caur Arduino IDE bibliotēkas pārvaldnieku, bet otra - izmantojot.zip failu, lielākā daļa bibliotēku ir pieejamas Arduino bibliotēkas pārvaldniekā, taču ir daudzas bibliotēkas, kuras izstrādātājs to dara pats un padariet tos pieejamus vietnē github, lai mums būtu abas iespējas, bet mēs varam izmantot jebkuru no abiem.

Bibliotēkas instalēšana, izmantojot bibliotēkas pārvaldnieku

Lai instalētu bibliotēku, izmantojot bibliotēkas pārvaldnieku, noklikšķiniet uz skice-> iekļaut bibliotēku-> Pārvaldīt bibliotēkas

Pēc tam, kad tiks atvērts šis bibliotēkas pārvaldnieks, varēsit skatīt jau instalētās bibliotēkas. Šajā piemērā mēs instalēsim RTCZero, tāpēc jums ir jāmeklē RTCZero bibliotēka, kad atrodat tās versiju un noklikšķiniet uz instalēšanas pogas, instalēšana tiks sākta.

. Zip bibliotēkas importēšana

Bibliotēkas bieži tiek izplatītas kā ZIP fails vai mape. Mapes nosaukums ir bibliotēkas nosaukums. Mapes iekšpusē būs.cpp fails,.h fails un bieži vien atslēgvārdu.txt fails, piemēru mape un citi bibliotēkai vajadzīgie faili.

Lai instalētu zip bibliotēku, noklikšķiniet uz skice-> Iekļaut bibliotēku-> Pievienot.zip bibliotēku

Tiks atvērts pārlūkošanas logs, iestatiet zip bibliotēkas saglabāšanas vietu un noklikšķiniet uz pogas Atvērt

15. solis: Arduino IDE īsinājumtaustiņi

Arduino IDE ir daži īsi taustiņi, ar kuriem mēs varam veikt dažādas funkcijas, piemēram, apkopot, augšupielādēt saglabāšanu utt.

16. darbība: Arduino IO tapas

Arduino ir prototipēšanas dēlis, kuram parasti ir dažādas konfigurācijas I/O (ieejas/izejas) tapas, tapas ir vai nu analogās, vai digitālās tapas,

Analog Pin

Analogās tapas patiesībā ir ievades tapas, kuras parasti izmanto fizisko datu nolasīšanai kā ievadi, vai arī tapu, kas var nolasīt fiziskos datus no sensoriem, sensors ir ierīce, kas var pārvērst fizisko enerģiju elektroenerģijā. Arduino var nolasīt šo elektrisko enerģiju kā elektrisko signālu, izmantojot analogās tapas

Digitālā tapa

Digitālā tapa var būt gan INPUT, gan OUTPUT pin, lai pēc nosaukuma tā varētu lasīt INPUT un rakstīt OUTPUT digitālā formā. Digitālie dati ir HIGH vai LOW formā, kur HIGH nozīmē ON un LOW nozīmē OFF, piemēram, ja gaismas diode ir pievienota Arduino digitālajām tapām un jūs ieprogrammējat, ka šī tapa būs AUGTA, galu galā LED ieslēgsies un, ieprogrammējot to, lai iegūtu LOW LED izslēgsies.

Impulsa platuma modulācijas tapas

Dažām Arduino digitālajām tapām ir papildu funkcionalitāte, kas nodrošina analogo izvadi, un tās tiek sauktas par PWM tapām, PWM tapu funkcija ir rakstīt OUTPUT diapazonā starp HIGH un LOW līmeņiem, pieņemsim, ka LED ir savienots ar PWM pin un ja vēlaties kontrolēt gaismas diodes spilgtumu vai motors ir pievienots PWM tapai un vēlaties kontrolēt motora ātrumu, varat piešķirt vērtību no 0 līdz 255, lai kontrolētu spilgtumu vai ātrumu.

17. darbība: Arduino LED mirgošanas programma

Tā kā Arduino IDE un draiveris ir instalēti, izveidojiet savienojumu ar programmu

Lai Arduino mirgotu, ir nepieciešami tālāk minētie LED komponenti

Komponenti, ko izmanto LED mirgošanas projektam

● Arduino Uno

● A/B tipa USB kabelis

● 220 omu rezistors

● LED

● Maizes dēlis

Shematisks

Pievienojiet Arduino Uno tapas 5 līdz 220 omu rezistoru un pievienojiet citu rezistora tapu Led anoda (+) tapai un savienojiet Arduino Uno GND tapu ar LED katoda (-) tapu.

Rakstīšanas programma LED mirgošanai

1. solis. Atveriet Arduino IDE.

2. solis. Atveriet jaunu skici

3. solis. Saglabājiet jauno skici kā LED BLINK PROGRAMMA un aktivizējiet programmu

4. solis. Atlasiet Valdi, noklikšķinot uz Tools-> Board:-> Arduino Uno

5. solis. Izvēlieties COM portu, noklikšķinot uz Tools-> Port

6. solis. Noklikšķiniet uz kompilēšanas pogas

7. solis. Pagaidiet, līdz kompilācija ir pabeigta, un pēc tam noklikšķiniet uz pogas Augšupielādēt

Jūs redzēsit ziņojumu “Augšupielāde pabeigta”, kad redzēsit šo ziņojumu, un pēc sekundes Arduino 5. tapai pievienotais gaismas diode mirgos.

18. darbība: sērijas monitors

Arduino IDE ir funkcija, kas var lieliski palīdzēt skiču atkļūdošanā vai Arduino vadīšanā no datora tastatūras. Sērijas monitors ir atsevišķs uznirstošais logs, kas darbojas kā atsevišķs terminālis, kas sazinās, saņemot un nosūtot sērijas datus.

Jūs varat modificēt mirgojošo LED programmu, lai redzētu, vai Arduino 5. tapā savienotā LED statuss jūsu datorā ir HIGH vai LOW, izmantojot Arduino IDE sērijas monitoru, izmantojot Arduino sērijas sakaru iespējas, lai to izdarītu, vispirms ir jāiestata sērijas Bodu pārraides ātrums līdz 9600 batu pārraides ātrums tiek vienkārši definēts kā datu pārraides ātrums no Arduino uz datoru vai otrādi, runājot par bitu sekundē, tāpēc, nosakot datu pārraides ātrumu uz 9600, tas ir tāpat kā pārraides ātrums ir 9600 biti sekundē.

Rakstīšanas programma LED mirgošanai

1. solis. Atveriet Arduino IDE.

2. solis. Atveriet jaunu skici

3. solis. Saglabājiet jaunu skici kā LED BLINK PROGRAMMA un uzrakstiet programmu

4. solis. Atlasiet Valdi, noklikšķinot uz Tools-> Board:-> Arduino Uno

5. solis. Izvēlieties COM portu, noklikšķinot uz Tools-> Port

6. solis. Noklikšķiniet uz pogas Kompilēt

7. solis. Pagaidiet, līdz kompilācija ir pabeigta, un pēc tam noklikšķiniet uz pogas Augšupielādēt

8. solis. Atveriet sērijas monitoru, nospiežot Ctrl+Shift+m vai noklikšķinot uz augšējā labā stūra.

9. solis. Iestatiet sērijveida monitora bodu ātrumu, jo gan Arduino, gan datoram ir jābūt vienādam pārraides ātrumam sērijveida komunikācijai.

Šeit jūs redzēsiet, tiklīdz gaismas diode kļūst HIGH vai LOW, ziņojums sērijas monitorā tiek izdrukāts sērijveidā