Introducere în Arduino: 18 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

V-ați întrebat vreodată să vă creați propriile dispozitive precum stația meteo, tabloul de bord al mașinii pentru monitorizarea combustibilului, viteza și localizarea urmăririi sau controlul aparatelor dvs. casnice controlate de smartphone-uri sau v-ați întrebat vreodată despre realizarea unor roboți sofisticati care să poată vorbi, merge și muta brațele sau ce zici de a-ți crea propriile dispozitive mp3 player, de a face un dispozitiv de detectare a amprentelor digitale, de un sistem automat de udare a plantelor, de un senzor de cutremur, de un walkie talkie sau de un sistem de supraveghere bazat pe camere CCTV controlate de la distanță. Dacă v-ați întrebat vreodată și sunteți dispus să vă aduceți contribuția în digitalizarea lumii, atunci credeți că puteți face toate lucrurile pe care doriți să le creați și atunci trebuie să cunoașteți unele elemente electronice de bază și despre microcontrolere. Microcontrolerul este un design compact al circuitului integrat care preia intrări de la diferiți senzori, adică senzor de temperatură, senzor de detectare a mișcării, senzor de detectare a distanței etc. învățarea, înțelegerea și realizarea unor astfel de dispozitive nu este o sarcină dificilă, cu marea contribuție a comunității Arduino la lume, este accesibilă oricărui hobbyist și inginer din întreaga lume.

Arduino este o platformă hardware și software open-source pentru amatori și ingineri, pentru a citi intrările de la senzori diferiți, a prelucra acele intrări și a oferi dorința de ieșire prin acționarea diferitelor actuatoare, adică, practic, puteți spune că Arduino poate fi un creier al multor proiecte.

Pasul 1: Tipuri de Arduino

Există diferite tipuri de plăci Arduino cu un număr diferit de pin analogic, digital și PWM și cel mai bun lucru este că poți începe cu ușurință să lucrezi cu oricare dintre ele. Diferite adăugiri Arduino sunt înscrise aici.

● Arduino Uno

● Arduino Due

● Arduino Mega

● Placa Arduino Leonardo

● Placa Lillypad Arduino

Pasul 2: Arduino Uno

Majoritatea începătorilor încep să folosească Arduino Uno, este la bordul căruia au microcontrolerul principal ATMegga328 cu memorie de 2KB SRAM și 32KB bliț are 14 I / 0 digitale în care 6 sunt PWM și 6 sunt pini de ieșire analogici. un buton de resetare, o mufă de alimentare, o conexiune USB și multe altele. Include tot ce este necesar pentru a ține microcontrolerul; pur și simplu atașați-l la un computer cu ajutorul unui cablu USB și furnizați sursa pentru a începe cu un adaptor AC-DC sau baterie.

Pasul 3: Arduino Due

Microcontrolerul principal Arduino Due este AT91SAM38XE cu memorie de 96KB SRAM, blițul de 512KB constă din 54 de pini digitali în care 12 sunt PWM și au 16 pini de intrare analogici

Pasul 4: Arduino Mega

Conține ATmea2560 ca microcontroler cu memorie de 8 KB

Blițul SRAM și 256KB având 54 de pini IO digitali în care 12 sunt PWM și 16 pini de intrare analogici, un buton de resetare, o mufă de alimentare, o conexiune USB și un buton de resetare. Include tot ce este necesar pentru a ține microcontrolerul; pur și simplu atașați-l la un computer cu ajutorul unui cablu USB și furnizați alimentarea pentru a începe cu un adaptor AC-DC sau baterie. Numărul uriaș de pini fac ca această placă Arduino să fie foarte utilă pentru proiectarea proiectelor care au nevoie de o grămadă de intrări sau ieșiri digitale, cum ar fi butoane de lot.

Pasul 5: Arduino Leonardo

Microcontrolerul său principal este ATmega32u4 cu memorie de 2,5KB SRAM și 32KB bliț având 20 de pini IO digitale și 12 pini de intrare analogici. Prima placă de dezvoltare a unui Arduino este placa Leonardo. Această placă folosește un microcontroler împreună cu USB. Asta înseamnă că poate fi foarte simplu și ieftin, de asemenea. Deoarece această placă gestionează USB direct, se pot obține biblioteci de programe care permit plăcii Arduino să urmeze o tastatură a computerului, mouse-ului etc.

Pasul 6: LilyPad Arduino Board

Placa Lily Pad Arduino este o tehnologie e-textilă purtabilă Fiecare placă a fost concepută cu imaginație cu tampoane de conectare uriașe și un spate neted pentru a le permite să fie cusute în haine folosind fir conductiv. Acest Arduino cuprinde, de asemenea, I / O, putere și, de asemenea, plăci de senzori care sunt construite special pentru e-textile. Acestea sunt chiar lavabile!

Pasul 7: Instrumente pentru mediul de dezvoltare Arduino

Limbaj de programare Arduino:

Arduino este programat în C ++, care este utilizat în diferite aspecte ale proiectelor, cum ar fi dezvoltarea de software, dar pentru Arduino C ++ este utilizat cu funcții suplimentare. Puteți crea schița Arduino, schița Arduino este numele dat fișierului de cod Arduino. Scrii codul în Arduino IDE. Aceste schițe pot fi salvate în folderele proiectului, iar IDE oferă opțiunea de a compila codul C ++ în limbajul mașinii și de a le încărca pe placa Arduino.

IDE Arduino

Arduino IDE (Integrated Development Environment) este instrumentul de editare, compilare și încărcare a codului C ++ în care puteți scrie programul dvs. pentru a programa pinii IO în diferite scopuri și puteți utiliza biblioteci open-source pentru scrierea de programe sofisticate integrate cu funcții diferite pe care le vom face mai târziu discutați în detaliu despre biblioteci.

Pasul 8: Instalarea Arduino IDE

Pasul 1. Descărcați Arduino IDE

Pasul 2. Așteptați până la finalizarea procesului de descărcare.

Pasul 3. Instalați software-ul și alegeți componentele pe care doriți să le instalați, precum și locația de instalare.

Pasul 4. Acceptați instalarea driverului când vi se solicită Windows 10

Pasul 9: Instalarea driverului Arduino

Accesați Start-> tastați Device Manager '> faceți dublu clic pe primul rezultat pentru a lansa Device Manager.

1. Accesați Porturi> localizați portul Arduino UNO

2. În cazul în care nu puteți găsi acel port, accesați Alte dispozitive și localizați dispozitivul necunoscut

3. Selectați portul Arduino UNO> faceți clic pe Actualizare driver.

4. Selectați opțiunea „Răsfoiți computerul pentru software Driver”> accesați locația de descărcare software Arduino> selectați fișierul arduino.inf / Arduino UNO.inf (în funcție de versiunea software-ului dvs.)

5. Așteptați până când Windows termină procesul de instalare a driverului.

Acum că ați instalat software-ul și driverul Arduino pe computer, este timpul să vă deschideți prima schiță. Selectați tipul de placă și portul dvs. și încărcați un program pentru a vă asigura că placa dvs. este funcțională.

Pasul 10: Reprezentarea grafică a Arduino IDE

Deoarece Arduino IDE este folosit pentru a edita, salva, compila și încărca codul în Arduino, iată reprezentarea grafică a Arduino IDE.

Pasul 11: Pentru a deschide un fișier nou în Arduino IDE

Pentru a deschide un fișier nou, faceți clic pe fișier-> nou

Pasul 12: Pentru a salva Arduino Sketch

Va fi deschis un fișier nou

Pasul 1: Pentru a salva schița Arduino, accesați Fișier-> salvați Va apărea o fereastră pentru salvarea schiței

Pasul 2: Redenumiți Arduino Sketch și faceți clic pe butonul de salvare. Schița va fi salvată.

Pasul 13: Exemplele programului Arduino

Arduino IDE include multe exemple de programe pentru a învăța și a face proiecte din aceste exemple.

Pentru a deschide un exemplu de program cu clipire cu led, faceți clic pe Fișier-> Exemplu-> Noțiuni de bază-> Blink

Pasul 14: Bibliotecile Arduino

Potrivit comunității Arduino, „Bibliotecile sunt o colecție de cod care vă permite să vă conectați cu ușurință la un senzor, afișaj, modul etc. De exemplu, biblioteca încorporată LiquidCrystal facilitează comunicarea cu afișajele LCD de caractere. Există sute de biblioteci suplimentare disponibile pe Internet pentru descărcare”. Bibliotecile includ metode și funcții comune, cum ar fi driverele de dispozitiv sau funcția de utilitate folosind biblioteci, devine ușor de programat fără a codifica multe linii pe care le puteți utiliza funcții de pre-construire pentru programul dvs. Există o varietate de biblioteci open-source disponibile pe internet, Arduino IDE oferă, de asemenea, biblioteci care sunt construite de comunitatea Arduino, cum ar fi biblioteca pentru controlul servo-motoarelor, Ethernet, etc. Arduino IDE oferă, de asemenea, opțiunea de instalare și utilizare a bibliotecilor externe creați-vă propriile biblioteci și instalați-le în Arduino IDE.

Metoda de instalare a bibliotecii Arduino

Există două metode prin care putem instala biblioteca în Arduino IDE, una este prin Arduino IDE Library Manager, iar alta este prin utilizarea fișierului.zip, majoritatea bibliotecilor sunt disponibile în Arduino Library manager, dar există multe biblioteci care dezvoltatorul o fac de la sine. și puneți-le la dispoziție pe github, astfel încât să avem ambele opțiuni, dar putem folosi oricare dintre ambele.

Instalarea bibliotecii folosind Managerul bibliotecii

Pentru a instala biblioteca utilizând managerul de bibliotecă, faceți clic pe schiță-> include bibliotecă-> Gestionați bibliotecile

După ce acest manager de bibliotecă va fi deschis aici, puteți selecta bibliotecile care sunt deja instalate. În acest exemplu vom instala RTCZero pentru aceasta trebuie să căutați biblioteca RTCZero atunci când o găsiți alegeți versiunea și faceți clic pe butonul de instalare, instalarea va fi pornită.

Importul unei biblioteci.zip

Bibliotecile sunt adesea distribuite ca fișier sau folder ZIP. Numele folderului este numele bibliotecii. În interiorul folderului va fi un fișier.cpp, un fișier.h și adesea un fișier keywords.txt, un folder de exemple și alte fișiere solicitate de bibliotecă.

Pentru a instala biblioteca zip faceți clic pe schiță-> Includeți bibliotecă-> Adăugați bibliotecă.zip

Fereastra Răsfoire va fi deschisă acolo, setați locația în care este salvată biblioteca zip și faceți clic pe butonul Deschidere

Pasul 15: Taste de comandă rapidă IDE Arduino

Arduino IDE are câteva taste scurte prin care putem face diferite funcții, cum ar fi compilarea, încărcarea salvării etc.

Pasul 16: Pin-urile IO ale Arduino

Arduino este o placă de prototipare care vine de obicei cu diferite configurații de pini I / O (intrare / ieșire), pinii sunt fie pini analogici, fie digitali,

Pin analogic

Pinii analogici sunt de fapt pinii de intrare care sunt de obicei folosiți pentru a citi datele fizice ca intrare sau este un pin care poate citi datele fizice de la senzori, un senzor este un dispozitiv care poate converti energia fizică în energie electrică. Arduino poate citi această energie electrică ca un semnal electric folosind pini analogici

Pin digital

Pinul digital poate fi atât pinul INPUT, cât și PIN-ul OUTPUT, astfel încât, așa cum este numit, poate citi INPUT și scrie OUTPUT în formă digitală. Datele digitale sunt sub forma HIGH sau LOW unde HIGH înseamnă ON și LOW înseamnă OFF, de exemplu, dacă ledul este atașat pinilor digitali Arduino și programați acest pin să fie HIGH în cele din urmă ledul va porni și programându-l pentru a deveni LOW ledul se va opri.

Pinii de modulare a lățimii impulsurilor

Unii dintre pinii digitali din Arduino au funcționalități suplimentare de furnizare a ieșirii analogice și sunt numiți pinii PWM, funcția pinilor PWM este de a scrie OUTPUT în intervalul de nivel între nivelurile HIGH și LOW, să presupunem că ledul este conectat la pinul PWM și doriți să controlați luminozitatea ledului sau motorul este atașat pinului PWM și doriți să controlați viteza motorului, puteți atribui valoarea 0-255 pentru a controla luminozitatea sau viteza.

Pasul 17: Arduino LED Blink Program

Deoarece Arduino IDE și driverul sunt instalate conectați-vă la program

Arduino pentru a clipi un LED sunt necesare componente menționate mai jos

Componente utilizate pentru proiectul LED Blink

● Arduino Uno

● Cablu USB tip A / B

● Rezistor 220 Ohm

● LED

● Placă de pâine

Schematic

Conectați pinul Arduino Uno de la 5 la 220 ohm rezistență și conectați celălalt pin al rezistorului la pinul anodului Led (+) și conectați pinul GND al Arduino Uno la pinul catodului (-) LED.

Program de scriere pentru a clipi un LED

Pasul 1. Deschideți ID-ul Arduino.

Pasul 2. Deschideți o schiță nouă

Pasul 3. Salvați o schiță nouă ca LED BLINK PROGRAM și aplicați programul

Pasul 4. Selectați placa făcând clic pe Instrumente-> Placă: -> Arduino Uno

Pasul 5. Selectați portul COM făcând clic pe Instrumente-> Port

Pasul 6. Faceți clic pe butonul Compilare

Pasul 7. Așteptați finalizarea compilării, apoi faceți clic pe butonul Încărcare

Veți vedea mesajul „Încărcare finalizată” pe măsură ce vedeți acest mesaj, ledul conectat la pinul 5 al Arduino pare să clipească după o secundă.

Pasul 18: Monitor serial

ID-ul Arduino are o caracteristică care poate fi de mare ajutor în depanarea schițelor sau controlul Arduino de pe tastatura computerului. Monitorul serial este o fereastră pop-up separată care acționează ca un terminal separat care comunică prin primirea și trimiterea datelor seriale.

Puteți modifica programul de clipire cu led pentru a vedea starea LED-ului conectat la pinul 5 al Arduino este fie HIGH, fie LOW pe computerul dvs. utilizând monitorul serial Arduino IDE utilizând capacitatea de comunicare serială a Arduino, pentru a face acest lucru mai întâi trebuie să configurați serialul baudrate la 9600 baud rate este pur și simplu definit ca viteza de transmisie a datelor de la Arduino la computer sau invers în termeni de biți pe secundă, astfel încât setarea baud rate la 9600 este ca viteza de transmisie este de 9600 biți pe secundă.

Program de scriere pentru a clipi un LED

Pasul 1. Deschideți IDE-ul Arduino.

Pasul 2. Deschideți o schiță nouă

Pasul 3. Salvați schița nouă ca LED BLINK PROGRAM și scrieți programul

Pasul 4. Selectați placa făcând clic pe Instrumente-> Placă: -> Arduino Uno

Pasul 5. Selectați portul COM făcând clic pe Instrumente-> Port

Pasul 6. Faceți clic pe butonul Compilare

Pasul 7. Așteptați finalizarea compilării, apoi faceți clic pe butonul Încărcare

Pasul 8. Deschideți Serial Monitor apăsând Ctrl + Shift + m sau făcând clic pe colțul din dreapta sus.

Pasul 9. Setați rata de transmisie a monitorului serial, deoarece atât Arduino, cât și computerul trebuie să aibă aceeași viteză de transmisie pentru comunicațiile seriale.

Aici veți vedea imediat ce LED-ul devine HIGH sau LOW mesajul este tipărit în serie pe monitorul serial