Tutorial de bază Arduino pentru începători: 6 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

1. Ce este Arduino?

Arduino este o platformă pentru sisteme încorporate, bazată în principal pe microcontrolere pe 8 biți din familia AVR. Excepția este Arduino Due, care folosește un nucleu ARM Cortex pe 32 de biți. Cu alte cuvinte, este o placă cu circuite imprimate cu un microcontroler și ieșirile sale capabile să acționeze dispozitive externe, de ex. Senzori, controlere de motor, afișaje etc. Mulțumită conectorilor goldpin, modulele pot fi conectate folosind cabluri de conectare disponibile publicului.

Majoritatea versiunilor Arduino nu necesită niciun programator extern. Tot ce trebuie să faceți este să vă conectați la computer cu un cablu miniUSB-USB.

Unul dintre avantajele platformei este propriul mediu gratuit, cu nenumărate biblioteci, exemple, tutoriale pentru manipularea diferitelor tipuri de dispozitive externe.

2. Pentru cine este platforma?

Arduino este destinat atât pentru începători, cât și pentru programatori electronici avansați.

Persoana care începe aventura cu acest tip de sistem va economisi mult timp și nervi atunci când configurează programatorii, verifică conexiunile și instalează drivere. Se știe că cel mai bine este să învățăm din exemple. Pentru Arduino, există multe dintre acestea pe site-ul web al proiectului și pe întregul internet.

Utilizatorilor mai avansați le vor plăcea numeroase biblioteci, atât cele implicite (inclusiv: EEPROM, Ethernet, Display, Servo, SPI, TWI, WiFi), cât și fișierele puse la dispoziție de producătorii de module electronice (de ex. Furnizorul nostru - Pololu).

Exemplu:

Suportul pentru popularul ecran LCD 16x2 se reduce la câteva linii simple de cod:

LiquidCrystal lcd (12, 11, 5, 4, 3, 2); // creșterea potențialilor

lcd.inceput (16, 2); // Specificați tipul de afișare cu 16 coloane, 2 linii

lcd.print („Hello World”); // Furnizați text pentru afișare

Codul complet care afișează cuvintele „Hello World” și diagrama de conectare a afișajului poate fi găsită la: Arduino.cc.

3. Ce versiune să alegeți?

Alegerea versiunii depinde de utilizarea intenționată a modulului. În magazinul nostru sunt disponibile:

Pasul 1: Arduino Uno R3

Arduino Uno R3

Cea mai simplă versiune a modulului. Pe farfurie veți găsi:

· Microcontroler Atmega328 (32kB Flash, SRAM 2kB, 16MHz viteză de ceas)

· 14 intrări / ieșiri digitale - la care pot fi conectate, de exemplu, LED-uri, butoane, afișaje etc.

· 6 ieșiri PWM - de exemplu pentru controlul turației de rotație a motoarelor, setarea poziției servo

· 6 intrări analogice - permițând operarea tuturor tipurilor de senzori, traductoare cu ieșire analogică

Interfețe de comunicare:

· UART - una dintre cele mai simple modalități de a face schimb de date cu un computer

· I2C / TWI - suport pentru senzori, circuite de timp

· SPI - comunicare cu traductoare rapide sau memorii externe

Alimentare electrică:

· USB sau sursă externă (de exemplu, adaptor de curent alternativ)

Arduino Uno este o alegere bună pentru proiecte relativ simple, mici. Îl puteți implementa cu succes, de exemplu, controlul motorului, controlerul de iluminare cu interfață cu utilizatorul, afișaj LCD. Modulul este, de asemenea, recomandat utilizatorilor care intră în lumea microcontrolerelor și a sistemelor încorporate.

Pasul 2: Arduino Leonardo

Arduino Leonardo

· O altă versiune, pe care putem găsi:

· Microcontroler ATmega32u4 (32kB Flash, 2,5kB SRAM, 16MHz viteză de ceas)

· 20 de intrări / ieșiri digitale - la care pot fi conectate, de exemplu, LED-uri, butoane, afișaje etc.

· 7 ieșiri PWM

· 12 intrări analogice - de două ori mai mult decât versiunea Uno, înseamnă posibilitatea conectării mai multor senzori cu o ieșire analogică

Interfețe de comunicare:

· UART - una dintre cele mai simple modalități de a face schimb de date cu un computer

· I2C / TWI - suport pentru senzori, circuite de timp

· SPI - comunicare cu traductoare rapide sau memorii externe

· USB - vă permite să conectați dispozitive computerizate populare

· Alimentare: USB sau sursă externă (de ex. Adaptor de curent alternativ)

Dacă proiectul nostru este de a utiliza un dispozitiv care se conectează printr-o interfață USB, Arduino Leonardo va fi alegerea perfectă. Sistemul are un controler USB integrat, care îl distinge de celelalte.

De asemenea, producătorul oferă versiuni cu „profil redus”. Placa nu are conectori, utilizatorul le poate lipi la propria lor discreție. Toate elementele se află în carcase lipite la suprafață. Opțiunea este utilă atunci când proiectul nostru trebuie să se procreeze într-un spațiu mic.

Pasul 3: Arduino Mega 2560

Arduino Mega 2560

Versiune concepută pentru a implementa proiecte mai extinse. Are până la 54 de intrări / ieșiri digitale, mai multă memorie și mai multe interfețe de comunicare decât Arduino UNO și Leonardo. Placa conține: ATmega2560 din familia AVR (Flash 256kB, SRAM 8kB, EEPROM 4kb viteza ceasului 16MHz) 54 intrări / ieșiri digitale de uz general 14 ieșiri PWM16 intrări analogice -Interfețe de comunicații: 4 xUART - una dintre cele mai simple modalități de schimb de date cu un PCI2C / TWI - suport pentru senzori, circuite de timp SPI - comunicare cu traductoare rapide sau memorii externe Alimentare: USB sau sursă externă (de ex. Adaptor AC) Modulul este mai scump decât versiunile anterioare, dar are mai multe opțiuni. Microcontrolerul Atmega2560 are o periferie bogată și o cantitate mare de memorie. 256kB Flash - vă permite să acceptați cod extins, EEPROMU de 4kB pentru scrierea multor date.

Pasul 4: Arduino Mega ADK

Arduino Mega ADK

Pe lângă avantajele Arduino Mega, ADK are și capacitatea de a se conecta la sistemul Android printr-o interfață USB controlată de cipul MAX34210. Specificațiile modulului sunt similare cu Arduino Mega:

· ATmega2560 din familia AVR (Flash 256kB, SRAM 8kB, EEPROM 4kb ceas 16MHz)

· 54 intrări / ieșiri digitale de uz general

· 14 ieșiri PWM

· 16 intrări analogice

Interfețe de comunicare:

· 4 xUART - una dintre cele mai simple modalități de schimb de date cu un computer

· I2C / TWI - suport pentru senzori, circuite de timp

· SPI - comunicare cu traductoare rapide sau memorii externe

· Alimentare: USB sau sursă externă (de ex. Adaptor de curent alternativ)

Versiunea ADK este concepută pentru proiecte care utilizează comunicări cu Android. Controlerul USB încorporat vă permite, de asemenea, să conectați o cameră, un controler de joc sau un controler de mișcare.

Pasul 5: Arduino Leonardo Ethernet

Arduino Leonardo Ethernet

Principalul avantaj al modulului este conexiunea sa ușoară la rețea. Modulul are o priză de rețea cu un controler Ethernet. Există, de asemenea, un slot pentru card de memorie microSD pe placă. Specificații similare cu Arduino Leonardo:

· Microcontroler Atmega32u4 (32kB Flash, 2,5kB SRAM, · Viteza de ceas de 16 MHz)

· 20 de intrări / ieșiri digitale - la care pot fi conectate, de exemplu, LED-uri, butoane, afișaje etc.

· 7 ieșiri PWM - de exemplu pentru controlul turației de rotație a motoarelor, setarea poziției servo

· 12 intrări analogice - permițând operarea tuturor tipurilor de senzori, traductoare cu ieșire analogică

Interfețe de comunicare:

· UART - una dintre cele mai simple modalități de a face schimb de date cu un computer

· I2C / TWI - suport pentru senzori, circuite de timp

· SPI - comunicare cu traductoare rapide sau memorii externe

· Alimentare: sursă externă (de ex. Adaptor de curent alternativ)

Versiunea Ethernet este proiectată pentru proiectele care necesită conectare la rețea. Confortul este, de asemenea, un slot pentru card microSD integrat, pe care pot fi stocate mai multe date decât în memoria microcontrolerului în sine.

Pasul 6: Arduino Due

Arduino Due

Datorită Arduino Due, utilizatorul poate crea sisteme utilizând microcontrolerul ARM pe 32 de biți Cortex M3 bazat pe bibliotecile Arduino. Specificația este următoarea:

· Tensiunea de alimentare: 7V la 12V (recomandat), 6V-20V (maxim)

· Mikrokontroler: AT91 SAM3X8E, rdzeń ARM Cortex M3 pe 32 de biți

· Frecvența maximă a ceasului: 84 MHz

· Memorie SRAM: 96 kB Memorie flash: 512 kB

· Pin I / O: 54

· Canale PWM: 12

· Număr de intrări analogice: 12 (canale convertor A / D)

· Convertor D / A (digital-analog)

· Controler DMA

· Interfețe seriale: UART, SPI, I2C, CAN, USB

· Depanator JTAG

Placa este dedicată utilizatorilor care doresc să se familiarizeze cu cele mai noi soluții din lumea microcontrolerelor. Cu siguranță are mai multe capacități decât versiunile bazate pe AVR, circuite periferice bogate, inclusiv convertorul digital-analog.

În plus față de cele de mai sus, Arduino oferă și:

Arduino Zero M0 Pro - Cortex M0 pe 32 biți - Modul de microcontroler Atmel ATSAMD21G18 pe 32 de biți echipat cu nucleu ARM Cortex M-0. Are 256 KB memorie Flash, 32 KB RAM, 14 I / O digitale, 12 canale PWM, 6 intrări analogice și o ieșire și interfețe de comunicație populare. Modulul funcționează cu 3,3 V.

Arduino Yún - WiFi - Conexiune Arduino și sistem Linux. Modulul bazat pe sistemul ATmega32u4 utilizat în Leonardo vă permite să programați și să controlați fără fir dispozitivul prin rețeaua WiFi și biblioteca corespunzătoare. Există, de asemenea, o versiune Arduino Yun PoE - alimentată de la o rețea Ethernet.

Arduino Micro - un modul miniatural bazat pe Arduino Leonardo, se caracterizează prin dimensiuni reduse. Are microcontroler AVR Atmega32U4. Echipat cu 20 de I / O digitale și interfețe de comunicații populare.

4. Exemple de utilizare

- Arduino și orientare în spațiul tridimensional.

Un exemplu de utilizare a unui giroscop, accelerometru și magnetometru pe 3 axe (sistem MinImu9) pentru orientare în spațiul 3D.

- Afișaj Arduino și LCD.

Suport ecran LCD cu controler HD44780 folosind modulul Arduino.

- Control motor DC folosind platforma Arduino.

Exemplu de module de manipulare (poduri H) utilizate pentru controlul direcției și turației motoarelor de curent continuu.

- Conexiune la o rețea Ethernet

Conexiune Arduino cu modul Ethernet ENC28J60.