Základný návod Arduino pre začiatočníkov: 6 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

1. Čo je Arduino?

Arduino je platforma pre vstavané systémy, založená väčšinou na 8-bitových mikrokontroléroch z rodiny AVR. Výnimkou je Arduino Due, ktorý používa 32-bitové jadro ARM Cortex. Inými slovami, je to doska s plošnými spojmi s mikrokontrolérom a jeho výstupy schopné ovládať externé zariadenia, napr. Senzory, regulátory motora, displeje atď. Vďaka konektorom goldpin je možné moduly pripojiť pomocou verejne dostupných prepojovacích káblov.

Väčšina verzií Arduina nevyžaduje žiadny externý programátor. Všetko, čo musíte urobiť, je pripojiť sa k počítaču káblom miniUSB-USB.

Jednou z výhod platformy je vlastné bezplatné prostredie s nespočetnými knižnicami, príkladmi, návodmi na obsluhu rôznych typov externých zariadení.

2. Pre koho je platforma určená?

Arduino je určené pre začiatočníkov aj pokročilých elektronických programátorov.

Osoba, ktorá začína dobrodružstvo s týmto typom systému, ušetrí veľa času a nervov pri konfigurácii programátorov, kontrole pripojení a inštalácii ovládačov. Je dobre známe, že je najlepšie učiť sa na príkladoch. Pokiaľ ide o Arduino, existuje veľa z nich na webových stránkach projektu a na celom internete.

Pokročilejším používateľom sa bude páčiť množstvo knižníc, a to predvolených (vrátane: EEPROM, Ethernet, Display, Servo, SPI, TWI, WiFi), ako aj súbory dostupné výrobcom elektronických modulov (napr. Náš dodávateľ - Pololu).

Príklad:

Podpora obľúbeného LCD displeja 16x2 sa scvrkáva na niekoľko jednoduchých riadkov kódu:

LiquidCrystal lcd (12, 11, 5, 4, 3, 2); // prírastok potenciálnych zákazníkov

lcd.begin (16, 2); // Zadajte typ zobrazenia so 16 stĺpcami, 2 riadky

lcd.print („Hello World“); // Poskytnutie textu na zobrazenie

Úplný kód so slovami „Hello World“a schému zapojenia displeja nájdete na: Arduino.cc.

3. Akú verziu zvoliť?

Voľba verzie závisí od zamýšľaného použitia modulu. V našom obchode sú k dispozícii:

Krok 1: Arduino Uno R3

Arduino Uno R3

Najjednoduchšia verzia modulu. Na tanieri nájdete:

· Mikrokontrolér Atmega328 (32 kB Flash, rýchlosť SRAM 2 kB, rýchlosť 16 MHz)

· 14 digitálnych vstupov / výstupov - ku ktorým je možné pripojiť napríklad LED diódy, tlačidlá, displeje a pod.

· 6 výstupov PWM - napríklad na ovládanie otáčok motorov, nastavenie polohy serva

· 6 analógových vstupov - umožňuje ovládať všetky druhy senzorov, prevodníkov s analógovým výstupom

Komunikačné rozhrania:

· UART - jeden z najľahších spôsobov výmeny údajov s počítačom

· I2C / TWI - podpora senzorov, časové obvody

· SPI - komunikácia s rýchlymi meničmi alebo externými pamäťami

Zdroj:

· USB alebo externý zdroj (napr. Sieťový adaptér)

Arduino Uno je dobrou voľbou pre relatívne jednoduché malé projekty. Úspešne ho môžete implementovať, napríklad ovládanie motora, ovládač osvetlenia s užívateľským rozhraním, LCD displej. Modul je odporúčaný aj používateľom vstupujúcim do sveta mikrokontrolérov a vstavaných systémov.

Krok 2: Arduino Leonardo

Arduino Leonardo

· Ďalšia verzia, na ktorej môžeme nájsť:

· Mikrokontrolér ATmega32u4 (32 kB Flash, 2,5 kB SRAM, rýchlosť 16 MHz)

· 20 digitálnych vstupov / výstupov - ku ktorým je možné pripojiť napríklad LED diódy, tlačidlá, displeje a pod.

· 7 výstupov PWM

· 12 analógových vstupov - dvakrát viac ako verzia Uno, to znamená možnosť pripojenia viacerých senzorov s analógovým výstupom

Komunikačné rozhrania:

· UART - jeden z najľahších spôsobov výmeny údajov s počítačom

· I2C / TWI - podpora senzorov, časové obvody

· SPI - komunikácia s rýchlymi meničmi alebo externými pamäťami

· USB - umožňuje pripojiť obľúbené počítačové zariadenia

· Napájanie: USB alebo externý zdroj (napr. Sieťový adaptér)

Ak je naším projektom používať zariadenie, ktoré sa pripája prostredníctvom rozhrania USB, Arduino Leonardo bude perfektnou voľbou. Systém má integrovaný radič USB, ktorý ho odlišuje od ostatných.

Výrobca poskytuje aj verzie s „nízkym profilom“. Doska nemá konektory, používateľ ich môže spájkovať podľa vlastného uváženia. Všetky prvky sú v povrchovo spájkovaných puzdrách. Táto možnosť je užitočná, keď sa náš projekt musí rozmnožovať na malom priestore.

Krok 3: Arduino Mega 2560

Arduino Mega 2560

Verzia navrhnutá na implementáciu rozsiahlejších projektov. Má až 54 digitálnych vstupov / výstupov, viac pamäte a viac komunikačných rozhraní ako Arduino UNO a Leonardo. Doska obsahuje: ATmega2560 z rodiny AVR (Flash 256kB, SRAM 8kB, EEPROM s frekvenciou 4kb s frekvenciou 16MHz) 54 univerzálnych digitálnych vstupov / výstupov14 výstupov PWM16 analógových vstupov - komunikačné rozhrania: 4 xUART - jeden z najľahších spôsobov výmeny údajov s PCI2C / TWI - podpora senzorov, časových obvodov SPI - komunikácia s rýchlymi meničmi alebo externými pamäťami Napájanie: USB alebo externý zdroj (napr. AC adaptér) Modul je drahší ako predchádzajúce verzie, ale má viac možností. Mikrokontrolér Atmega2560 má bohatú perifériu a veľké množstvo pamäte. 256 kB Flash - umožňuje podporovať rozšírený kód, 4 kB EEPROMU na zápis veľkého množstva údajov.

Krok 4: Arduino Mega ADK

Arduino Mega ADK

Okrem výhod Arduino Mega má ADK aj možnosť pripojenia k systému Android prostredníctvom rozhrania USB ovládaného čipom MAX34210. Špecifikácia modulu je podobná Arduino Mega:

· ATmega2560 z rodiny AVR (Flash 256kB, SRAM 8kB, EEPROM 4kb takt 16 MHz)

· 54 digitálnych vstupov / výstupov na všeobecné použitie

· 14 výstupov PWM

· 16 analógových vstupov

Komunikačné rozhrania:

· 4 xUART - jeden z najľahších spôsobov výmeny údajov s počítačom

· I2C / TWI - podpora senzorov, časové obvody

· SPI - komunikácia s rýchlymi meničmi alebo externými pamäťami

· Napájanie: USB alebo externý zdroj (napr. Sieťový adaptér)

Verzia ADK je navrhnutá pre projekty využívajúce komunikáciu s Androidom. Vstavaný USB ovládač vám tiež umožní pripojiť kameru, herný ovládač alebo pohybový ovládač.

Krok 5: Arduino Leonardo Ethernet

Arduino Leonardo Ethernet

Hlavnou výhodou modulu je ľahké pripojenie k sieti. Modul má sieťovú zásuvku s ethernetovým radičom. Na doske je aj slot na pamäťovú kartu microSD. Špecifikácia podobná Arduino Leonardo:

· Mikrokontrolér Atmega32u4 (32 kB Flash, 2,5 kB SRAM, · Rýchlosť hodín 16 MHz)

· 20 digitálnych vstupov / výstupov - ku ktorým je možné pripojiť napríklad LED diódy, tlačidlá, displeje a pod.

· 7 výstupov PWM - napríklad na ovládanie otáčok motorov, nastavenie polohy serva

· 12 analógových vstupov - umožňuje ovládať všetky druhy senzorov, prevodníkov s analógovým výstupom

Komunikačné rozhrania:

· UART - jeden z najľahších spôsobov výmeny údajov s počítačom

· I2C / TWI - podpora senzorov, časové obvody

· SPI - komunikácia s rýchlymi meničmi alebo externými pamäťami

· Napájanie: externý zdroj (napr. Sieťový adaptér)

Verzia Ethernet je navrhnutá pre projekty vyžadujúce pripojenie k sieti. Pohodlím je tiež integrovaný slot na kartu microSD, na ktorý je možné uložiť viac údajov ako do pamäte samotného mikrokontroléra.

Krok 6: Termín Arduino

Termín Arduino

Vďaka Arduino Due môže užívateľ vytvárať systémy pomocou 32-bitového mikrokontroléra ARM Cortex M3 ARM založeného na knižniciach Arduino. Špecifikácia je nasledovná:

· Napájacie napätie: 7V až 12V (odporúčané), 6V-20V (maximálne)

· Mikrokontroler: AT91 SAM3X8E, 32-bitový ARM Cortex M3

· Maximálna taktovacia frekvencia: 84 MHz

· Pamäť SRAM: 96 kB Flash pamäť: 512 kB

· Piny I / O: 54

· Kanály PWM: 12

· Počet analógových vstupov: 12 (kanály prevodníka A / D)

· D / A prevodník (digitálny-analógový)

· Ovládač DMA

· Sériové rozhrania: UART, SPI, I2C, CAN, USB

· Debugger JTAG

Tabuľa je venovaná používateľom, ktorí sa chcú zoznámiť s najnovšími riešeniami vo svete mikrokontrolérov. Má rozhodne viac možností ako verzie založené na AVR, bohaté periférne obvody vrátane prevodníka digitálneho signálu na analógový.

Okrem vyššie uvedeného Arduino poskytuje aj:

Arduino Zero M0 Pro - 32 bitový Cortex M0 - 32 -bitový mikrokontrolérový modul Atmel ATSAMD21G18 vybavený jadrom ARM Cortex M -0. Má 256 KB Flash pamäť, 32 KB RAM, 14 digitálnych I / O, 12 kanálov PWM, 6 analógových vstupov a jeden výstup a obľúbené komunikačné rozhrania. Modul pracuje s napätím 3,3 V.

Arduino Yún - WiFi - pripojenie Arduino a systém Linux. Modul založený na systéme ATmega32u4, ktorý používa Leonardo, vám umožňuje bezdrôtovo programovať a ovládať zariadenie prostredníctvom siete WiFi a príslušnej knižnice. Existuje aj verzia Arduino Yun PoE - napájaná z ethernetovej siete.

Arduino Micro - miniatúrny modul založený na Arduino Leonardo, sa vyznačuje malou veľkosťou. Má mikrokontrolér AVR Atmega32U4. Vybavený 20 digitálnymi I / O a obľúbenými komunikačnými rozhraniami.

4. Príklady použitia

- Arduino a orientácia v trojrozmernom priestore.

Príklad použitia 3-osového gyroskopu, akcelerometra a magnetometra (systém MinImu9) na orientáciu v 3D priestore.

- Arduino a LCD displej.

Podpora LCD displeja s ovládačom HD44780 pomocou modulu Arduino.

- Ovládanie jednosmerného motora pomocou platformy Arduino.

Príklad manipulačných modulov (mostíkov H) používaných na ovládanie smeru a rýchlosti jednosmerných motorov.

- Pripojenie k sieti Ethernet

Pripojenie Arduino s modulom Ethernet ENC28J60.