Úvod do Arduina: 18 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

Rozmýšľali ste niekedy nad tým, že by ste si vyrobili vlastné zariadenia, ako je meteorologická stanica, prístrojová doska do auta na monitorovanie paliva, rýchlosti a polohy alebo ovládanie domácich spotrebičov ovládaných smartfónmi, alebo ste niekedy premýšľali nad výrobou sofistikovaných robotov, ktorí dokážu hovoriť, chodiť a pohybovať rukami alebo Čo keby ste si vyrobili vlastné zariadenie na prehrávanie mp3, vyrobili ste zariadenie na detekciu odtlačkov prstov, automatizovaný systém zavlažovania rastlín, snímač zemetrasenia, vysielačku alebo diaľkovo ovládaný monitorovací systém s kamerami CCTV. Ak ste niekedy premýšľali a ste ochotní prispieť k digitalizácii sveta, potom verte, že dokážete vyrobiť všetky veci, ktoré chcete vytvoriť, a potom musíte poznať základnú elektroniku a mikrokontroléry. Mikrokontrolér je kompaktný integrovaný obvod, ktorý prijíma vstupy z rôznych snímačov, tj. Snímača teploty, snímača pohybu, snímača dosahu atď. A je naprogramovaný tak, aby získaval požadovaný výstup z akčných členov, tj. LED, motorov, relé atď. Poznať súčasný otvorený zdroj svetové vzdelávanie, porozumenie a vytváranie takýchto zariadení nie je náročná úloha, s veľkým prínosom komunity Arduino pre svet je prístupné každému nadšencovi a inžinierom na celom svete.

Arduino je hardvérová a softvérová platforma s otvoreným zdrojovým kódom pre domácich majstrov a inžinierov na čítanie vstupov z rôznych senzorov, spracovanie týchto vstupov a poskytovanie požadovaného výstupu ovládaním rôznych pohonov, t.j. V zásade môžete povedať, že Arduino môže byť mozgom mnohých projektov.

Krok 1: Typy Arduina

Existujú rôzne typy dosiek Arduino s rôznym počtom analógových, digitálnych a PWM pinov a je skvelé, že s ktoroukoľvek z nich môžete ľahko začať pracovať. Tu sú zapísané rôzne doplnky Arduino.

● Arduino Uno

● Arduino kvôli

● Arduino Mega

● Arduino Leonardo Board

● Lillypad Arduino Board

Krok 2: Arduino Uno

Väčšina začiatočníkov začína používať Arduino Uno, je to doska, ktorá má hlavný mikrokontrolér ATMegga328 s pamäťou 2KB SRAM A 32KB flash, má 14 digitálnych I/0, v ktorých 6 je PWM a 6 analógových výstupných pinov. tlačidlo reset, napájací konektor, pripojenie USB a ďalšie. Obsahuje všetko potrebné na držanie mikrokontroléra; jednoducho ho pripojte k počítaču pomocou kábla USB a dodajte mu napájanie, aby ste mohli začať používať adaptér alebo batériu AC-DC.

Krok 3: Termín Arduino

Hlavným mikrokontrolérom Arduino Due je AT91SAM38XE s pamäťou 96 kB SRAM, 512 kB flash pozostáva z 54 digitálnych pinov, z ktorých 12 je PWM a má 16 analógových vstupných pinov

Krok 4: Arduino Mega

Obsahuje mikrokontrolér ATmea2560 s pamäťou 8 kB

Blesk SRAM a 256 kB má 54 digitálnych IO pinov, z ktorých 12 je PWM a 16 analógových vstupných pinov, tlačidlo reset, napájací konektor, pripojenie USB a tlačidlo reset. Obsahuje všetko potrebné na držanie mikrokontroléra; jednoducho ho pripojte k počítaču pomocou kábla USB a dodajte mu napájanie, aby ste mohli začať používať adaptér alebo batériu AC-DC. Vďaka obrovskému počtu pinov je táto doska Arduino veľmi užitočná pri navrhovaní projektov, ktoré vyžadujú veľa digitálnych vstupov alebo výstupov, ako sú tlačidlá veľa.

Krok 5: Arduino Leonardo

Jeho hlavným mikrokontrolérom je ATmega32u4 s pamäťou 2,5 kB SRAM a 32 kB flash s 20 digitálnymi IO pinmi a 12 analógovými vstupnými pinmi. Prvá vývojová doska Arduina je doska Leonardo. Táto doska používa jeden mikrokontrolér spolu s USB. To znamená, že to môže byť tiež veľmi jednoduché a lacné. Pretože táto doska ovláda priamo USB, je možné získať programové knižnice, ktoré doske Arduino umožňujú sledovať klávesnicu počítača, myši atď.

Krok 6: Doska LilyPad Arduino

Doska Lily Pad Arduino je nositeľná e-textilná technológia. Každá doska bola nápadito navrhnutá s veľkými spojovacími podložkami a hladkým chrbtom, aby sa dali všiť do oblečenia pomocou vodivej nite. Toto Arduino tiež obsahuje I/O, napájacie a senzorové dosky, ktoré sú vyrobené špeciálne pre elektronický textil. Tieto sú dokonca umývateľné!

Krok 7: Nástroje pre vývojové prostredie Arduino

Programovací jazyk Arduino:

Arduino je naprogramované v jazyku C ++, ktorý sa používa v rôznych aspektoch projektov, ako je vývoj softvéru, ale pre Arduino C ++ sa používa s ďalšími funkciami. Môžete vytvoriť skicu Arduino, skica Arduino je názov súboru s kódom Arduino. Kód napíšete do Arduino IDE. Tieto náčrty je možné uložiť do priečinkov projektu a IDE dáva možnosť skompilovať kód C ++ do strojového jazyka a nahrať ich na dosku Arduino.

Arduino IDE

Arduino IDE (Integrované vývojové prostredie) je nástroj na úpravu, kompiláciu a odosielanie kódu C ++, v ktorom môžete napísať svoj program na programovanie pinov IO na rôzne účely a knižnice s otvoreným zdrojovým kódom môžete použiť na písanie sofistikovaných programov integrovaných s rôznymi funkciami, o ktorých budeme neskôr. podrobne diskutovať o knižniciach.

Krok 8: Inštalácia Arduino IDE

Krok 1. Stiahnite si Arduino IDE

Krok 2. Počkajte, kým sa proces sťahovania nedokončí.

Krok 3. Nainštalujte softvér a vyberte komponenty, ktoré chcete nainštalovať, a tiež miesto inštalácie.

Krok 4. Ak vás systém Windows 10 vyzve, akceptujte inštaláciu ovládača

Krok 9: Inštalácia ovládača Arduino

Prejdite na Štart-> napíšte Správca zariadení ‘> dvojitým kliknutím na prvý výsledok spustíte Správcu zariadení.

1. Prejdite na Porty> vyhľadajte port Arduino UNO

2. V prípade, že nemôžete nájsť tento port, prejdite na položku Ostatné zariadenia a vyhľadajte položku Neznáme zariadenie

3. Vyberte port Arduino UNO> kliknite na položku Aktualizovať ovládač.

4. Vyberte možnosť „Vyhľadať softvér ovládača v počítači“> prejdite na miesto sťahovania softvéru Arduino> vyberte súbor arduino.inf/Arduino UNO.inf (v závislosti od verzie softvéru)

5. Počkajte, kým systém Windows nedokončí proces inštalácie ovládača.

Teraz, keď ste si do počítača nainštalovali softvér a ovládač Arduino, je čas otvoriť prvú skicu. Vyberte typ a port svojej dosky a nahrajte program, aby ste sa uistili, že je vaša doska v prevádzke.

Krok 10: Grafické znázornenie Arduino IDE

Keďže Arduino IDE sa používa na úpravu, ukladanie, kompiláciu a nahrávanie kódu do Arduina, tu je grafické znázornenie Arduino IDE.

Krok 11: Otvorenie nového súboru v Arduino IDE

Nový súbor otvoríte kliknutím na súbor-> nový

Krok 12: Uloženie náčrtu Arduino

Otvorí sa nový súbor

Krok 1: Ak chcete uložiť náčrt Arduino, prejdite na Súbor-> uložiť Otvorí sa okno na uloženie náčrtu

Krok 2: Premenujte skicu Arduino a kliknite na tlačidlo uložiť. Skica sa uloží.

Krok 13: Príklady programu Arduino

Arduino IDE obsahuje mnoho ukážkových programov, z ktorých sa môžete učiť a vytvárať z nich projekty. Tieto príklady sa týkajú LED, analógového a digitálneho vstupného výstupu, sériovej komunikácie, senzora atď.

Ak chcete otvoriť ukážkový program LED blikania, kliknite na Súbor-> Príklad-> Základy-> Žmurknutie

Krok 14: Knižnice Arduino

Podľa komunity Arduino „Knižnice sú zbierkou kódu, ktorý vám uľahčuje pripojenie k snímaču, displeju, modulu atď. Vstavaná knižnica LiquidCrystal napríklad uľahčuje komunikáciu s LCD displejmi. Na internete sú k dispozícii stovky ďalších knižníc na stiahnutie “. Knižnice obsahujú bežné metódy a funkcie, ako sú ovládače zariadení alebo obslužné funkcie, pomocou knižníc sa programovanie stáva ľahko programovateľným bez kódovania mnohých riadkov, ktoré môžete vo svojom programe použiť pre -build funkcie. Na internete je k dispozícii množstvo knižníc s otvoreným zdrojovým kódom, Arduino IDE tiež ponúka knižnice postavené komunitou Arduino, ako napríklad knižnicu na ovládanie servomotorov, ethernetu atď. Arduino IDE tiež ponúka možnosť inštalácie a používania externých knižníc, ktoré môžete tiež vytvorte si vlastné knižnice a nainštalujte ich do Arduino IDE.

Spôsob inštalácie knižnice Arduino

Existujú dva spôsoby, ktorými môžeme nainštalovať knižnicu do Arduino IDE, jedna je prostredníctvom Arduino IDE Library Manager a druhá je pomocou.zip súboru, väčšina knižníc je k dispozícii v Arduino Library Manager, ale existuje veľa knižníc, ktoré si vývojár sám vyrobí a sprístupnite ich na github, aby sme mali obe možnosti, ale môžeme použiť ktorúkoľvek z nich.

Inštalácia knižnice pomocou Správcu knižníc

Ak chcete nainštalovať knižnicu pomocou správcu knižníc, kliknite na skicu-> zahrnúť knižnicu-> spravovať knižnice

Po otvorení tohto správcu knižníc tu môžete vidieť už nainštalované knižnice. V tomto prípade nainštalujeme RTCZero. K tomu musíte vyhľadať knižnicu RTCZero, keď ju nájdete, vyberte jej verziu a kliknite na tlačidlo Inštalovať, inštalácia sa spustí.

Import knižnice.zip

Knižnice sú často distribuované ako súbor alebo priečinok ZIP. Názov priečinka je názov knižnice. Vnútri priečinka bude súbor.cpp,.h, často súbor keywords.txt, priečinok s ukážkami a ďalšie súbory požadované knižnicou.

Ak chcete nainštalovať knižnicu zip, kliknite na náčrt-> zahrnúť knižnicu-> pridať knižnicu.zip

Otvorí sa okno Prehľadávať, zadajte umiestnenie, do ktorého je uložená knižnica zip, a kliknite na tlačidlo otvoriť

Krok 15: Klávesové skratky Arduino IDE

Arduino IDE má niekoľko krátkych kláves, pomocou ktorých môžeme vykonávať rôzne funkcie, ako je kompilácia, ukladanie, nahrávanie atď.

Krok 16: IO piny Arduina

Arduino je prototypová doska, ktorá sa obvykle dodáva s inou konfiguráciou I/O (vstupných/výstupných) pinov, piny sú analógové alebo digitálne piny,

Analógový pin

Analógové piny sú vlastne vstupné piny, ktoré sa zvyčajne používajú na čítanie fyzických údajov ako vstup, alebo je to kolík, ktorý dokáže čítať fyzické údaje zo senzorov, senzor je zariadenie, ktoré dokáže prevádzať fyzickú energiu na elektrickú energiu. Arduino dokáže čítať túto elektrickú energiu ako elektrický signál pomocou analógových pinov

Digitálny pin

Digitálny pin môže byť pin INPUT aj OUTPUT, takže ako je pomenovaný, dokáže čítať INPUT a zapisovať OUTPUT v digitálnej forme. Digitálne údaje majú formu HIGH alebo LOW, kde HIGH znamená ON a LOW znamená OFF, napríklad ak je k digitálnym kolíkom Arduina pripojená LED dióda a vy naprogramujete tento pin tak, aby bol VYSOKÝ, LED sa nakoniec rozsvieti a jeho naprogramovaním na NÍZKU LED dióda zhasne.

Modulačné kolíky s impulznou šírkou

Niektoré z digitálnych pinov v Arduine majú dodatočnú funkcionalitu poskytovania analógového výstupu a nazývajú sa ako PWM piny, funkciou pinov PWM je napísať VÝSTUP v rozsahu úrovní medzi úrovňami HIGH a LOW, predpokladajme, že LED je pripojená k pinu PWM a ak chcete ovládať jas LED alebo je motor pripojený k kolíku PWM a chcete ovládať rýchlosť motora, môžete priradiť hodnotu 0-255 na ovládanie jasu alebo rýchlosti.

Krok 17: Program Arduino LED Blink

Keď je nainštalované Arduino IDE a ovládač, pripojte sa k programu

Arduino na blikanie LED komponentov je potrebných, ktoré sú uvedené nižšie

Komponenty používané na projekt LED Blink

● Arduino Uno

● Kábel USB typu A/B

● 220 ohmový odpor

● LED

● Breadboard

Schematický

Pripojte pin 5 až 220 ohmový odpor Arduino Uno a ďalší pin rezistora pripojte k anódovému (+) kolíku Led a pripojte GND pin Arduino Uno ku katódovému (-) kolíku LED.

Program na písanie blikaním diódy LED

Krok 1. Otvorte Arduino IDE.

Krok 2. Otvorte nový náčrt

Krok 3. Uložte nový náčrt ako LED BLINK PROGRAM a vytvorte program

Krok 4. Vyberte dosku kliknutím na Nástroje-> Doska:-> Arduino Uno

Krok 5. Vyberte port COM kliknutím na Nástroje-> Port

Krok 6. Kliknite na tlačidlo Kompilovať

Krok 7. Počkajte na dokončenie kompilácie a potom kliknite na tlačidlo Nahrať

Keď uvidíte túto správu, LED dióda pripojená na pine 5 Arduina bude po chvíli blikať a zobrazí sa vám správa „Hotovo nahrávanie“.

Krok 18: Sériový monitor

Arduino IDE má funkciu, ktorá môže byť veľkou pomocou pri ladení skíc alebo ovládaní Arduina z klávesnice vášho počítača. Sériový monitor je samostatné vyskakovacie okno, ktoré funguje ako samostatný terminál, ktorý komunikuje prijímaním a odosielaním sériových údajov.

Program LED blikania môžete upraviť tak, aby bol stav LED diódy pripojenej na pine 5 Arduina na vašom počítači buď HIGH alebo LOW pomocou sériového monitora Arduino IDE pomocou schopnosti sériovej komunikácie Arduino, na to musíte najskôr nastaviť sériový port. baudrate až 9600 baud rate je jednoducho definovaná ako prenosová rýchlosť dát z Arduina do počítača alebo naopak, pokiaľ ide o bit za sekundu, takže nastavenie prenosovej rýchlosti na 9600 je ako prenosová rýchlosť 9600 bitov za sekundu.

Program na písanie blikaním diódy LED

Krok 1. Otvorte Arduino IDE.

Krok 2. Otvorte nový náčrt

Krok 3. Uložte nový náčrt ako LED BLINK PROGRAM a napíšte program

Krok 4. Vyberte dosku kliknutím na Nástroje-> Doska:-> Arduino Uno

Krok 5. Vyberte port COM kliknutím na Nástroje-> Port

Krok 6. Kliknite na tlačidlo Kompilovať

Krok 7. Počkajte na dokončenie kompilácie a potom kliknite na tlačidlo Nahrať

Krok 8. Otvorte sériový monitor stlačením Ctrl+Shift+m alebo kliknutím na v pravom hornom rohu.

Krok 9. Nastavte prenosovú rýchlosť sériového monitora, pretože Arduino aj počítač musia mať rovnakú prenosovú rýchlosť pre sériovú komunikáciu.

Tu uvidíte, akonáhle sa LED dióda rozsvieti HIGH alebo LOW, správa sa vytlačí sériovo na sériovom monitore