Darba sākšana ar Arduino: Kas jums jāzina: 4 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Es daudzus gadus strādāju ar Arduino un elektroniku, un es joprojām mācos. Šajā arvien plašākajā mikrokontrolleru pasaulē ir viegli apmaldīties un skriet apkārt, mēģinot atrast informāciju.

Šajā pamācībā es jums parādīšu:

Kas ir un ko dara Arduino.

Kur sākt ar Arduino.

Kā atrast noderīgus resursus.

Visas šīs lietas es iemācījos pieredzē, un tās ir pārbaudītas un patiesas panākumu metodes. Nenoliegšu, ka, iespējams, ir simtiem dažādu pamācību, lai sāktu darbu ar Arduino, taču šīs ir lietas, kuras manuprāt bija visnoderīgākās manās pirmajās dienās. Tāpēc sekojiet līdzi un izpētīsim Arduino brīnišķīgo pasauli.

Lūdzu, ņemiet vērā: daži attēli šajā instrukcijā ir ekrānuzņēmumi. Tajos esošie attēli ir to attiecīgo īpašnieku īpašums, un uz tiem var attiekties autortiesības. Esmu tos apkopojis šeit kā perifērijas ierīces, lai palīdzētu attīstīt savu Instructable kā bezpeļņas izglītības resursu saskaņā ar godīgas izmantošanas doktrīnu.

1. darbība: Arduino: kas tas ir un ko tas dara?

Arduino ir atvērtā pirmkoda elektronikas platforma, kas paredzēta radītājiem, kuras pamatā ir vienkārša un viegli lietojama aparatūra, kā arī maināms sensoru, manipulatoru un displeju klāsts. Šo terminu plašākā nozīmē parasti lieto, lai apzīmētu lielu mikrokontrolleru lauku, kas balstīts uz Atmel mikroshēmām.

Nespeciālistiem runājot, tie ir kā vienkāršoti, miniatūri datori. Kā jūs varētu iedomāties, tas ir milzīgs, arvien plašāks lauks ar simtiem mikrokontrolleru, konfigurāciju un sensoru aprīkojuma variantu. Šeit es to sašaurināju līdz pamatiem.

Šajā pamācībā es apskatīšu 3 populārākos Arduino dēļus (kas arī ir mani favorīti):

Uno, Nano, un Mega

Es arī apskatīšu IDE (programmas, ko izmantojam Arduino kodēšanai), vairogu un sensoru izmantošanu.

Lai uzzinātu vairāk par konkrētiem dēļiem, skatiet soli “Resursi”

Noderīgi termini un definīcijas:

Mikrokontrolleris: jebkura programmējama shēma, kuras pamatā ir nosacījumu un kavējumu kodēts kods. Nejaukt ar mikroprocesoru, kas vai nu attiecas uz pašu vadības mikroshēmu, vai arī uz daudz sarežģītāku plati, piemēram, RaspberryPi.

Dēlis: aparatūra, kuras pamatā ir Arduino, parasti tiek izmantota, lai atsauktos uz pašu mikrokontrolleri ("Arduino Uno plate")

Vairogs: tāfeles paplašinājums, kas parasti ir izveidots tā, lai perfekti ievietotos iepriekš esošajā tapas konfigurācijā, kas papildina izkārtojumu un pievieno funkcijas, kas vēl nav iebūvētas pamatplatē (piemēram, motora vairogs ļauj vadīt motorus, Ethernet vairogs pievieno iespēju izmantot interneta funkcijas, Bluetooth vairogs pievieno Bluetooth savienojumu utt.)

IDE (precīzāk, Arduino IDE): programmatūra, ko visbiežāk izmanto, lai rakstītu un augšupielādētu kodu Arduino plāksnē. Pastāv arī iespēja to izmantot citiem dēļiem, kas nav Arduino, piemēram, RaspberryPi.

Bibliotēka: koda papildinājums kā atsevišķs fails, ko izmanto, lai pievienotu papildu funkcijas un nodrošinātu saderību ar vairogiem un komponentiem, nezinot ārkārtīgi garas un sarežģītas funkcijas un algoritmus.

Sensors: viss, kas var veikt fizisku ievadi un pārnest to uz elektrisko signālu

Uno:

Arduino Uno ir līdz šim vis ikoniskākā un, iespējams, vispopulārākā Arduino tāfele. Tam ir 14 digitālās I/O tapas, kas var mainīties atkarībā no tā, vai tās ir ieslēgtas vai izslēgtas, no kurām 6 var izmantot PWM vai impulsa platuma modulāciju, kas maina izejas spriegumu, ieslēdzot un izslēdzot tapu, mainās strauji (impulss ') ar dažādiem intervāliem ("platums"), lai palielinātu vai samazinātu izvadi ("modulācija"). Tam ir arī 6 analogās ievades tapas. Visas tapas var izmantot kā ievadi vai izvadi, un dažām tapām ir īpašas funkcijas, ja tās lieto kopā ar īpašiem vairogiem un bibliotēkām.

Jautrs fakts: Arduino Uno ir lielāka apstrādes jauda nekā istabas izmēra datoriem, ko izmantoja agrīnajās Apollo mēness misijās, un tas ietilpst jūsu rokā!

Lielākā daļa vairogu ir izvietoti un būvēti Arduino Uno, un to parasti uzskata par labāko dēli, lai sāktu ar iesācēju. Un es pilnībā piekrītu. Uno, iespējams, nav vispusīgākais, taču to noteikti ir visvieglāk uzstādīt un lietot, un lielākā daļa Arduino projektu un apmācību sākas ar Uno.

Nano:

Šī lieta, kā norāda nosaukums, ir mazāka tāfele. Tam ir mazāk atmiņas nekā Uno, taču citādi koplieto lielāko daļu to pašu funkciju daudz mazākā iepakojumā. Nano ideja ir valkājamas un miniatūras shēmas izmantošanai šaurās vietās vai projektos, kas ir jutīgi pret svaru, piemēram, bezpilota lidaparātiem. Tam ir mazāk kopējo tapu mazāka izmēra dēļ, taču tas ir arī lētāk nekā Uno un iederēsies vairākās vietās.

Mega:

Atkal nosaukums izsaka visu. Šī plāksne ir garāka nekā Uno, un tai ir kopā 54 digitālās I/O tapas, no kurām 15 spēj nodrošināt PWM, un 16 analogās ieejas tapas. Šī tāfele ir paredzēta lielākiem, labākiem un lielākiem projektiem. Un jā, es apzināti atkārtoju sevi. Šī tāfele ir milzīga, un tā ir saderīga ar lielāko daļu tādu pašu vairogu kā Uno, jo tai ir tāda pati sākotnējā tapa konfigurācija. Tam ir arī palielināta atmiņa, tāpēc tā var vieglāk palaist lielākas programmas.

IDE:

Arduino IDE ir salīdzinoši vienkārša platforma, ko izmantot, ciktāl tas attiecas uz kodēšanu. Arduino dēļiem tā izmanto savu programmēšanas valodu, taču tai ir tādas pašas īpašības kā populārām kodēšanas valodām, piemēram, Java un C. palīdzēs jums noteiktos koda aspektos. Es to izmantoju kopš 13 gadu vecuma, un es joprojām nezinu pusi no tā, ko dara viss, tāpēc neuztraucieties, jums nav jābūt dūzim, lai izmantotu Arduino.

Vairogi:

Dažādi vairogi tiek izmantoti atšķirīgi. Acīmredzot. Un viņiem ir arī dažādi koda komplekti, kas nepieciešami to palaišanai. Bet vēl hiperventilējiet, es neesmu beidzis. Lielākajai daļai vairogu, ko pašlaik varat iegādāties, IDE jau ir iebūvēts piemēra kods vai ļoti jauka apmācība tiešsaistē. Viss, kas jums jādara, ir jāatrod. Lai to izdarītu, skatiet sadaļu "Resursi".

Sensori:

Līdzīgi kā vairogi, dažādiem sensoriem, manipulatoriem un displejiem būs dažādi kodi. Piemēro to pašu procesu, lai atrastu piemērus.

Tātad, tagad, kad jūs zināt nedaudz vairāk par Arduino, pāriesim pie Kur sākt.

2. solis: Kā un kur sākt ar Arduino

Kā jau minēju pēdējā solī, Arduino mikrokontrolleri aptver milzīgu dažādu dēļu un aprīkojuma klāstu. Šajā solī es sniegšu dažus norādījumus par to, kur sākt un ko vispirms iegūt.

Iespējams, visnoderīgākais padoms, ko varu jums dot, ir šāds: sāciet vienkārši. Mācīšanās lietot Arduino ir process, kas prasa laiku, un, ja jūs mēģināsit darīt pārāk daudz uzreiz, jūs tikai sarūgtināsities. Es savu hobiju sāku Arduino, mirgojot gaismas diodēm. Un jūs zināt, ko man vislabāk patīk darīt no visām lietām, kurām izmantoju Arduino? Mirgojošas gaismas diodes. Tātad, neatkarīgi no jūsu ambīcijām izmantot Arduino, es nopietni ieteiktu vispirms izmēģināt Blink un Fade piemērus Arduino IDE un spēlēties ar tiem, pirms izmēģināt kaut ko sarežģītu.

Kur sākt:

Pajautājiet sev: kādam nolūkam vēlaties izmantot Arduino? Šis jautājums noteiks, kas jums jāmeklē Arduino plāksnē, pirms iegūstat pirmo.

Ja jūs īsti nezināt vai vienkārši domājat par kaut ko vienkāršu, piemēram, mazu robotu, es ieteiktu Uno. Ja vēlaties izgatavot valkājamas vai miniatūras shēmas, es ieteiktu Nano (vai Micro, atkarībā no tā, ko vēlaties darīt). Ja vēlaties lielu projektu, piemēram, 3D printeri, lielu robotu vai sensoru tīklu, es ieteiktu Mega. Ja jūsu izvēlētais projekts ir smaga apstrāde un datu sabrukšana, tad nulle vai termiņš būtu laba ideja. Un, ja vēlaties datora saskarni, t.i., pielāgotu tastatūru, kursorsviru vai peli, tad Leonardo ir domāts jums. Un saraksts ar to nebeidzas. Tur arvien pieaug Arduino dēļu skaits, un šeit minētie ir tikai pamati. Ir tādi dēļi kā Yún vai Tian, kas var palaist Linux un būtībā darbojas kā nelielas pilnvērtīgu datoru versijas, un daudzās variācijās pārējās manis pieminētās plates, kas pievieno dažādas funkcijas un specialitātes noteiktam klāstam projektiem.

Lai iegūtu sīkāku informāciju par konkrētiem dēļiem un pilnu dēļu sarakstu, skatiet manu nākamo soli “Resursi”.

Ko vispirms iegūt:

Sāciet ar tāfeles iegūšanu. Un nebīstieties, ieraugot cenu zīmes oficiālajā Arduino vietnē. Lai gan es varu godīgi teikt, ka Arduino zīmols Arduinos ir daudz kvalitatīvāks un tiek garantēts, ka tas būs darba kārtībā, man patiešām nepatīk tērēt tik daudz naudas tikai par vienu preci. Dodieties lēcienā uz Amazon, un viņiem ir klonētas Arduino versijas, kas patiesībā ir tas pats, ko ražo dažādi uzņēmumi, par mazāk nekā pusi cenas. Vai arī es varētu iegūt to pašu dēli un detaļu komplektu, par to pašu cenu es varētu iegūt īstu Arduino. Tomēr, ja jums ir nauda, ko tērēt, pērciet no oficiālajiem Arduino ļaudīm, jo tie ir puiši, kuri izstrādā lielāko daļu jauno mikrokontrolleru un atbalsta programmatūru, ko izmanto to kodēšanai. Izvēle patiešām ir jūsu ziņā.

Ja plānojat iegūt Uno vai Mega, es nopietni ieteiktu iegādāties sākuma komplektu. Nākamajā solī esmu apkopojis saites uz dažām dažādām saitēm. Sākuma komplekti tiks piegādāti ne tikai ar pašu Arduino, bet arī veselu tonnu noderīgu sensoru un komponentu, ieskaitot ikvienu ķēdes veidotāja labāko draugu: maizes dēli. Un labākā daļa? Sākuma komplekti patiesībā ir lētāki nekā pērkot visas sastāvdaļas atsevišķi. Ar daudz. Piemēram, projekts, kura būvniecība man būtu izmaksājusi aptuveni 100 eiro, man izmaksāja tikai 50 eiro, jo es atradu dažus labus sākuma komplektus, un tad es varēju izveidot vēl trīs projektus ar atlikušajām sastāvdaļām.

Ja jūs nesaņemat Uno vai Mega, es joprojām ieteiktu sākuma komplektu, kas nāk tikai ar sensoriem un papildu komponentiem, nevis Arduino plāksni. Starp citu, tas ir kaut kas, kas jāuzmanās. Pērkot sākuma komplektu, noteikti pārbaudiet, vai tas tiešām ietver visas attēlos redzamās sastāvdaļas, jo daži teiks "par Arduino" un parādīs Uno, bet faktiski nav komplektā. Parasti būs detaļu saraksts, kurā Jūs varat pārbaudīt komplekta saturu.

Kad jums ir Arduino, nākamais solis ir lejupielādēt IDE un atrast dažas labas apmācības. Lasiet tālāk manā nākamajā darbībā, lai uzzinātu labākās vietas, kur tās iegūt.

3. darbība. Resursi

Šajā solī es norādīšu dažus ļoti ērtus resursus visiem DIYers, kuri izmanto Arduino, kā arī to, kā atrast vairāk. Es iekļaušu arī sarakstu ar labām vietām, kur iegādāties Arduino produktus, un dažus no maniem iecienītākajiem sākuma komplektiem.

IDE:

IDE ir galvenais visos Arduino projektos. Par laimi, to var arī bez maksas lejupielādēt, lai gan jūs varat ziedot cilvēkiem, kuri to uzrakstīja, ja vēlaties. Visas šīs versijas varat atrast, izmantojot šo saiti. Šeit ir pieejama arī ērta atsauce.

Bibliotēkas:

Arduino IDE ir vairākas iebūvētas bibliotēkas paplašinātai funkcionalitātei, taču es uzskatu, ka man vienmēr ir daži komponenti, kas netiek tieši atbalstīti. Kad tas notiek, es parasti Google meklēju komponentu ar meklēšanas vienumiem “Arduino bibliotēka”, lai atrastu populārāko (un tāpēc, iespējams, visnoderīgāko) bibliotēku. Vēl viens veids, kā tos atrast, ir Arduino vietne Arduino.cc. Tomēr labākā vieta, kur apmeklēt, piemēram, kodus un bibliotēkas, ir vietne Github.com. Šiem puišiem ir viss, kas attiecas uz bibliotēkām, avota kodu, IDE variācijām vai jebko citu, kas saistīts ar programmatūru.

Dēļi:

Lai uzzinātu par lielāko daļu Arduino dēļu un populārāko vairogu, šī lapa ir jūsu resurss ar saitēm uz visām specifikācijām, shēmām un paskaidrojumiem par katru Arduino komponentu.

Kods un atsauce:

Lai uzzinātu, ko dara katra koda rinda un kā tā tiek izmantota, Arduino vietnes atsauces sadaļa ir vieta, kur doties. Vienīgais ierobežojums ir tas, ka tas neietver nevienu īpašo funkciju bibliotēkām, kuras nav izveidojis Arduino.

Pamācības un norādes:

Arduino apmācībām apmācību lapa ir laba vieta, kur sākt. Lai iegūtu detalizētākas apmācības un projektus, šeit, vietnē Instructables, ir labas vietas, kur meklēt https://learn.adafruit.com/ un

Lai saņemtu norādījumus no pieredzējušiem kopienas locekļiem, oficiālais Arduino forums, iespējams, ir labākā vieta, kur doties.

Papildu resursu meklēšana:

Daudz laika labākais, ko darīt, ir tas, ko meklējat Google. Tomēr dažreiz informācija var būt nenozīmīga. Šādos gadījumos es atklāju sevi par projektiem un apmācībām, kā arī Arduino forumu, meklējot atsauces uz labiem resursiem. Ja neatrodu nevienu, es vienkārši ieeju forumā un jautāju, jo labāk derējāt, ka visiem tūkstošiem cilvēku, kas skrien caur forumu, kāds zinās, kā jums palīdzēt.

Sākuma komplekti:

Šeit ir daži no maniem iecienītākajiem komplektiem, kurus iesaku iesācējiem, kuri mācās Arduino. Viņiem ir visas sastāvdaļas, kas jums būs nepieciešamas, lai apgūtu kodēšanas un shēmu pamatus (un dažas sarežģītības).

Vislabākās cenas un augstākās kvalitātes komplektus, ko līdz šim esmu atradis, ar vislielāko atbalstu un labāko klientu apkalpošanu pārdod uzņēmums ar nosaukumu Elegoo. Lai gan viņi savus komplektus pārdod arī caur Amazon, esmu saistījis oficiālo vietni, jo tajā parasti ir labāks apraksts par komplektā iekļautajām sastāvdaļām. Tomēr tie nav oficiāli Arduino dēļi vai komplekti, tāpēc paturiet prātā, ka, pērkot, jūs neatbalstāt Arduino vietni.

Ja jums ir nauda, ko tērēt, es tiešām ieteiktu iegādāties oficiālo Arduino/Genuino sākuma komplektu. Tajā ir vislabākā informācija un dokumentācija jebkura komplekta iesācējiem tirgū, un arī projekti ir diezgan forši.

Labākā vieta, izņemot Amazon, lai iegūtu individuālus sensorus, vairogus un citus, ir Adafruit veikals. Tie ir visaugstākās kvalitātes, un katram komponentam ir viegli pieejama tiešsaistes dokumentācija.

Lūdzu, ņemiet vērā, ka šie ir mani viedokļi un ieteikumi, kurus nedrīkst sajaukt ar faktiem. Jebkuri pirkumi, kurus veicat, ir pēc jūsu izvēles, un es iesaku pirms to iegādes izpētīt dažādus komplektus.

4. solis: epilogs

Tāpēc tagad jūs varat droši doties mikrokontrolleru un Arduino pasaulē un sākt ar pārliecību, ka zināt, kur atrodas jūsu resursi, ja rodas grūtības klauvēt. Iepriekš ir daudz dažādu projektu attēlu, kurus esmu šeit darījis vietnē Instructables ar Arduino, lai tikai sniegtu jums bezgalīgo iespēju garšu un, cerams, iedvesmotu jūs izveidot kaut ko lielisku.

Ja kādreiz jums ir jautājums par Arduino, jautājiet man, bet paturiet prātā, ka Arduino forums būtu daudz labāka vieta, kur jautāt, un viņi gandrīz garantēti palīdzēs. Es nezinu visu, tāpēc neņemiet neko, ko es saku, par pašsaprotamu, paskatieties pats, ja vēlaties to droši zināt.

Lūdzu, balsojiet, ja jums tas patika vai kaut ko uzzinājāt lasot!

Kā vienmēr, šie ir Bīstami sprādzienbīstami projekti, viņa mūža misija, "drosmīgi būvēt to, ko vēlaties veidot, un vēl!"

Pārējos manus projektus varat atrast šeit.