Arduino Tutorial bazë për fillestarët: 6 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:23

1. Çfarë është Arduino?

Arduino është një platformë për sistemet e ngulitura, e bazuar kryesisht në mikrokontrolluesit 8-bit nga familja AVR. Përjashtim bën Arduino Due, i cili përdor një bërthamë 32-bit ARM Cortex. Me fjalë të tjera, është një bord qarkor i shtypur me një mikrokontrollues dhe daljet e tij të afta për të operuar pajisje të jashtme, p.sh.

Shumica e versioneve të Arduino nuk kërkojnë programues të jashtëm. E tëra çfarë ju duhet të bëni është të lidheni me kompjuterin tuaj me një kabllo miniUSB-USB.

Një nga avantazhet e platformës është mjedisi i saj i lirë me biblioteka të panumërta, shembuj, mësime për trajtimin e llojeve të ndryshme të pajisjeve të jashtme.

2. Për kë është platforma?

Arduino është menduar si për programuesit elektronikë fillestarë ashtu edhe për ata të avancuar.

Personi që fillon aventurën me këtë lloj sistemi do të kursejë shumë kohë dhe nerva kur konfiguroni programuesit, kontrolloni lidhjet dhe instaloni drejtuesit. Dihet mirë se është më mirë të mësosh nga shembujt. Për Arduino, ka shumë prej tyre në faqen e internetit të projektit dhe në të gjithë Internetin.

Përdoruesit më të avancuar do të pëlqejnë bibliotekat e shumta, të dyja ato të paracaktuara (përfshirë: EEPROM, Ethernet, Display, Servo, SPI, TWI, WiFi), si dhe skedarët e vënë në dispozicion nga prodhuesit e moduleve elektronike (p.sh. furnizuesi ynë - Pololu).

Shembull:

Mbështetja për ekranin e popullarizuar LCD 16x2 zbret në disa rreshta të thjeshtë të kodit:

LiquidCrystal LCD (12, 11, 5, 4, 3, 2); // shtimi i drejtimeve

lcd.filloni (16, 2); // Specifikoni llojin e ekranit me 16 kolona, 2 rreshta

lcd.print ("Përshëndetje Botë"); // Siguroni tekstin për tu shfaqur

Kodi i plotë që shfaq fjalët "Përshëndetje Botë" dhe diagramin e lidhjes së ekranit mund ta gjeni në: Arduino.cc.

3. Cilin version të zgjidhni?

Zgjedhja e versionit varet nga përdorimi i synuar i modulit. Në dyqanin tonë janë në dispozicion:

Hapi 1: Arduino Uno R3

Arduino Uno R3

Versioni më i thjeshtë i modulit. Në pjatë do të gjeni:

· Mikrokontrolluesi Atmega328 (32kB Flash, SRAM 2kB, shpejtësia e orës 16MHz)

· 14 hyrje / dalje dixhitale - me të cilat, për shembull, mund të lidhen LED, butona, ekrane, etj.

· 6 dalje PWM - për shembull për kontrollin e shpejtësisë së rrotullimit të motorëve, vendosjen e pozicionit servo

· 6 hyrje analoge - lejojnë funksionimin e të gjitha llojeve të sensorëve, dhënës me dalje analoge

Ndërfaqet e komunikimit:

· UART - një nga mënyrat më të lehta për të shkëmbyer të dhëna me një kompjuter

· I2C / TWI - mbështetje për sensorë, qarqe kohore

· SPI - komunikimi me dhënës të shpejtë ose kujtime të jashtme

Furnizimi me energji elektrike:

· USB ose burim i jashtëm (p.sh. përshtatës AC)

Arduino Uno është një zgjedhje e mirë për projekte relativisht të thjeshta, të vogla. Mund ta zbatoni me sukses, për shembull, kontrollin e motorit, kontrolluesin e ndriçimit me ndërfaqen e përdoruesit, ekranin LCD. Moduli rekomandohet gjithashtu për përdoruesit që hyjnë në botën e mikrokontrolluesve dhe sistemeve të ngulitura.

Hapi 2: Arduino Leonardo

Arduino Leonardo

· Një version tjetër, mbi të cilin mund të gjejmë:

· Mikrokontrolluesi ATmega32u4 (32kB Flash, 2.5kB SRAM, shpejtësia e orës 16MHz)

· 20 hyrje / dalje dixhitale - me të cilat, për shembull, mund të lidhen LED, butona, ekrane, etj.

· 7 dalje PWM

· 12 hyrje analoge - dy herë më shumë se versioni Uno, kjo nënkupton mundësinë e lidhjes së më shumë sensorëve me një dalje analoge

Ndërfaqet e komunikimit:

· UART - një nga mënyrat më të lehta për të shkëmbyer të dhëna me një kompjuter

· I2C / TWI - mbështetje për sensorë, qarqe kohore

· SPI - komunikimi me dhënës të shpejtë ose kujtime të jashtme

· USB - ju lejon të lidhni pajisje të njohura kompjuterike

· Furnizimi me energji: USB ose burim i jashtëm (p.sh. përshtatës AC)

Nëse projekti ynë është të përdorim një pajisje që lidhet përmes një ndërfaqe USB, Arduino Leonardo do të jetë zgjidhja perfekte. Sistemi ka një kontrollues USB të integruar, i cili e dallon atë nga të tjerët.

Prodhuesi gjithashtu siguron versione me "profil të ulët". Bordi nuk ka lidhje, përdoruesi mund t'i bashkojë ato sipas gjykimit të tyre. Të gjithë elementët janë në shtresa të salduara në sipërfaqe. Opsioni është i dobishëm kur projekti ynë duhet të riprodhohet në një hapësirë të vogël.

Hapi 3: Arduino Mega 2560

Arduino Mega 2560

Version i krijuar për të zbatuar projekte më të gjera. Ka 54 hyrje / dalje dixhitale, më shumë memorie dhe më shumë ndërfaqe komunikimi sesa Arduino UNO dhe Leonardo. Pllaka përmban: ATmega2560 nga familja AVR (Flash 256kB, SRAM 8kB, EEPROM 4kb shpejtësia e orës 16MHz) 54 hyrje / dalje dixhitale me qëllim të përgjithshëm14 dalje PWM16 hyrje analoge -Ndërfaqe komunikimi: 4 xUART - një nga mënyrat më të lehta për të shkëmbyer të dhëna me një PCI2C / TWI - mbështetje për sensorë, qarqe kohore SPI - komunikim me dhënës të shpejtë ose kujtime të jashtme Furnizimi me energji: USB ose burim i jashtëm (p.sh. përshtatës AC) Moduli është më i shtrenjtë se versionet e mëparshme, por ka më shumë mundësi. Mikrokontrolluesi Atmega2560 ka një periferi të pasur dhe një sasi të madhe të kujtesës. 256kB Flash - ju lejon të mbështesni kodin e zgjeruar, 4kB EEPROMU për të shkruar shumë të dhëna.

Hapi 4: Arduino Mega ADK

Arduino Mega ADK

Përveç përparësive të Arduino Mega, ADK gjithashtu ka aftësinë për t'u lidhur me sistemin Android përmes një ndërfaqe USB të kontrolluar nga çipi MAX34210. Specifikimi i modulit është i ngjashëm me Arduino Mega:

· ATmega2560 nga familja AVR (Flash 256kB, SRAM 8kB, EEPROM 4kb shpejtësia e orës 16MHz)

· 54 hyrje / dalje dixhitale me qëllim të përgjithshëm

· 14 dalje PWM

· 16 hyrje analoge

Ndërfaqet e komunikimit:

· 4 xUART - një nga mënyrat më të lehta për të shkëmbyer të dhëna me një kompjuter

· I2C / TWI - mbështetje për sensorë, qarqe kohore

· SPI - komunikimi me dhënës të shpejtë ose kujtime të jashtme

· Furnizimi me energji: USB ose burim i jashtëm (p.sh. përshtatës AC)

Versioni ADK është krijuar për projekte që përdorin komunikime me Android. Kontrolluesi i integruar USB gjithashtu ju lejon të lidhni një aparat fotografik, kontrollues lojërash ose kontrollues lëvizjeje.

Hapi 5: Arduino Leonardo Ethernet

Arduino Leonardo Ethernet

Avantazhi kryesor i modulit është lidhja e tij e lehtë me rrjetin. Moduli ka një prizë rrjeti me një kontrollues Ethernet. Ekziston edhe një vend i kartës së kujtesës microSD në tabelë. Specifikime të ngjashme me Arduino Leonardo:

· Mikrokontrolluesi Atmega32u4 (32kB Flash, 2.5kB SRAM, · Shpejtësia e orës 16 MHz)

· 20 hyrje / dalje dixhitale - me të cilat, për shembull, mund të lidhen LED, butona, ekrane, etj.

· 7 dalje PWM - për shembull për kontrollin e shpejtësisë së rrotullimit të motorëve, vendosjen e pozicionit servo

· 12 hyrje analoge - lejojnë funksionimin e të gjitha llojeve të sensorëve, dhënës me dalje analoge

Ndërfaqet e komunikimit:

· UART - një nga mënyrat më të lehta për të shkëmbyer të dhëna me një kompjuter

· I2C / TWI - mbështetje për sensorë, qarqe kohore

· SPI - komunikimi me dhënës të shpejtë ose kujtime të jashtme

· Fuqia: burim i jashtëm (p.sh. përshtatës AC)

Versioni Ethernet është krijuar për projekte që kërkojnë lidhje me rrjetin. Lehtësia është gjithashtu një vend i integruar i kartës microSD, në të cilin mund të ruhen më shumë të dhëna sesa në kujtesën e vetë mikrokontrolluesit.

Hapi 6: Arduino Due

Arduino Due

Falë Arduino Due, përdoruesi mund të krijojë sisteme duke përdorur mikrokontrolluesin ARM 32-bit Cortex M3 bazuar në bibliotekat Arduino. Specifikimi është si më poshtë:

· Tensioni i furnizimit: 7V deri në 12V (rekomandohet), 6V-20V (maksimumi)

· Mikrokontrollues: AT91 SAM3X8E, rdzeń 32-bit ARM Cortex M3

· Frekuenca maksimale e orës: 84MHz

· Memorie SRAM: 96 kB Memorje flash: 512 kB

· Kunjat I / O: 54

· Kanalet PWM: 12

· Numri i hyrjeve analoge: 12 (kanale konvertuese A / D)

· Konvertuesi D / A (dixhital-analog)

· Kontrolluesi DMA

· Ndërfaqet serike: UART, SPI, I2C, CAN, USB

· Debugger JTAG

Bordi është i dedikuar për përdoruesit që duan të njihen me zgjidhjet më të fundit në botën e mikrokontrolluesve. Ai ka padyshim më shumë aftësi sesa versionet e bazuara në AVR, qarqe të pasura periferike, përfshirë konvertuesin dixhital në analog.

Përveç sa më sipër, Arduino gjithashtu siguron:

Arduino Zero M0 Pro - 32 bit Cortex M0 - Atmel ATSAMD21G18 modul 32 -bit mikrokontrollues i pajisur me ARM Cortex M -0 core. Ka memorie flash 256 KB, 32 KB RAM, 14 hyrje / dalje dixhitale, 12 kanale PWM, 6 hyrje analoge dhe një dalje, dhe ndërfaqe të njohura komunikimi. Moduli punon me 3.3 V.

Arduino Yún - WiFi - Lidhja Arduino dhe sistemi Linux. Moduli i bazuar në sistemin ATmega32u4 të përdorur në Leonardo ju lejon të programoni dhe kontrolloni pa tel pajisjen përmes rrjetit WiFi dhe bibliotekës përkatëse. Ekziston edhe një version Arduino Yun PoE - i mundësuar nga një rrjet Ethernet.

Arduino Micro - një modul miniaturë i bazuar në Arduino Leonardo, karakterizohet nga madhësia e vogël. Ka mikrokontrollues AVR Atmega32U4. Pajisur me 20 hyrje / dalje dixhitale dhe ndërfaqe të njohura komunikimi.

4. Shembuj të përdorimit

- Arduino dhe orientimi në hapësirën tre-dimensionale.

Një shembull i përdorimit të një xhiroskopi 3 aksesh, përshpejtuesi dhe magnetometri (sistemi MinImu9) për orientim në hapësirën 3D.

- Arduino dhe ekran LCD.

Mbështetje e ekranit LCD me kontrollues HD44780 duke përdorur modulin Arduino.

- Kontrolli i motorit DC duke përdorur platformën Arduino.

Shembull i moduleve të trajtimit (urat H) të përdorura për të kontrolluar drejtimin dhe shpejtësinë e motorëve DC.

- Lidhja me një rrjet Ethernet

Lidhja Arduino me modulin Ethernet ENC28J60.