Noțiuni introductive despre Arduino: Ce trebuie să știți: 4 pași (cu imagini)

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

Lucrez cu Arduino și electronice de mulți ani și învăț în continuare. În această lume în continuă expansiune a microcontrolerelor, este ușor să vă pierdeți și să rulați cercuri în jurul vostru încercând să găsiți informații.

În acest instructabil, vă voi arăta:

Ce este și ce face un Arduino.

De unde să începeți cu Arduino.

Cum să găsiți resurse utile.

Acestea sunt toate lucrurile pe care le-am învățat prin experiență și sunt metode încercate și adevărate de succes. Nu voi nega că există probabil sute de tutoriale diferite pentru a începe cu Arduino, dar acestea sunt lucrurile pe care le-am găsit cele mai utile în primele mele zile. Așadar, urmați-ne și să explorăm Lumea Minunată a Arduino.

Vă rugăm să rețineți: Unele dintre imaginile din acest manual sunt capturi de ecran. Imaginile pe care le conțin sunt proprietatea proprietarilor respectivi și pot fi supuse dreptului de autor. Le-am compilat aici ca periferice pentru a ajuta la dezvoltarea instructabilului meu ca resursă educațională non-profit, în conformitate cu doctrina Utilizării corecte.

Pasul 1: Arduino: Ce este și ce face?

Arduino este o platformă electronică open source concepută pentru creatori, bazată pe hardware simplu și ușor de utilizat și o gamă interschimbabilă de senzori, manipulatori și afișaje. Termenul, în sens mai larg, este utilizat în general pentru a se referi la un câmp larg de microcontrolere bazate în jurul microcipurilor Atmel.

În termeni laici, sunt ca niște computere simplificate, în miniatură. Așa cum v-ați putea imagina, acesta este un domeniu imens, în continuă expansiune, cu sute de variații de microcontrolere, configurații și echipamente pentru senzori. Aici, am redus-o până la elementele de bază.

În acest Instructable, voi trece peste 3 dintre cele mai populare plăci Arduino (care, de asemenea, se întâmplă să fie preferatele mele):

Uno, Nano, și Mega

De asemenea, voi trece peste utilizarea IDE (programul pe care îl folosim pentru a codifica Arduino), a scuturilor și a senzorilor.

Pentru a afla mai multe despre anumite panouri, consultați pasul „Resurse”

Termeni și definiții utile:

Microcontroler: Orice circuit programabil bazat pe un cod de condiții și întârzieri. Nu trebuie confundat cu un microprocesor, care fie se referă la cipul de control în sine, fie la o placă mult mai complexă, cum ar fi RaspberryPi.

Placă: hardware-ul în jurul căruia se bazează Arduino, utilizat în general pentru a se referi la microcontrolerul în sine („placa Arduino Uno”)

Shield: o extensie a unei plăci, proiectată de obicei pentru a se încadra perfect pe configurația pin preexistentă, care mărește aspectul și adaugă funcții care nu sunt deja încorporate la placa de bază (de exemplu, scutul Motor permite controlul motoarelor, ecranul Ethernet adaugă capacitatea de a utiliza funcții de internet, ecranul Bluetooth adaugă conectivitate Bluetooth etc.)

IDE (mai precis, Arduino IDE): software-ul cel mai frecvent utilizat pentru a scrie și încărca cod pe o placă Arduino. Există, de asemenea, opțiunea de ao utiliza pentru alte plăci non-Arduino, cum ar fi RaspberryPi.

Biblioteca: un adaos la cod ca fișier separat, utilizat pentru a adăuga funcții suplimentare și a permite compatibilitatea cu scuturi și componente fără a fi nevoie să cunoașteți funcții și algoritmi extrem de lungi și complexi.

Senzor: orice poate prelua intrarea fizică și o poate transfera către un semnal electric

Uno:

Arduino Uno este de departe cea mai iconică și probabil cea mai populară placă Arduino pe care o puteți obține. Are 14 pini I / O digitali, care pot varia între activarea și oprirea, dintre care 6 sunt capabili să utilizeze PWM sau modularea lățimii pulsului, care variază tensiunea de ieșire prin pornirea și oprirea pinului variază rapid (pulsul ') la intervale variate („lățimea”) pentru a face ieșirea mai mare sau mai mică („modulația”). De asemenea, are 6 pini de intrare analogică. Toți pinii pot fi folosiți fie ca intrare sau ieșire, iar unii dintre acești ace au funcții speciale atunci când sunt utilizați cu scuturi și biblioteci specifice.

Fapte amuzante: Arduino Uno are mai multă putere de procesare decât computerele de dimensiuni de cameră utilizate pentru misiunile lunare timpurii Apollo și se potrivește în mâna ta!

Majoritatea scuturilor se bazează și sunt construite pentru Arduino Uno, iar aceasta este, în general, considerată a fi cea mai bună placă pentru a începe ca începător. Și sunt complet de acord. Este posibil ca Uno să nu fie cel mai versatil, dar este cu siguranță cel mai ușor de configurat și utilizat, iar majoritatea proiectelor și tutorialelor pentru Arduino încep cu Uno.

Nano:

Acest lucru, după cum sugerează și numele, este o placă mai mică. Are mai puțină memorie decât un Uno, dar altfel împarte cele mai multe funcții într-un pachet mult mai mic. Ideea din spatele Nano este circuitele purtabile și miniaturizate pentru utilizare în spații înguste sau pe proiecte sensibile la greutate, cum ar fi drone. Acest lucru are mai puțini ace din cauza dimensiunii mai mici, dar este, de asemenea, mai ieftin decât Uno și se va potrivi mai multor locuri.

Mega:

Din nou, numele spune totul. Această placă este mai lungă decât Uno și are în total 54 de pini I / O digitale, dintre care 15 sunt capabili de PWM și 16 pini de intrare analogici. Această placă este pentru proiecte mai mari, mai bune și mai mari. Și da, m-am repetat intenționat. Această placă este imensă și este compatibilă cu majoritatea acelorași scuturi ca Uno, deoarece are aceeași configurație inițială a pinului. De asemenea, are o memorie crescută, deci poate rula mai ușor programe mai mari.

IDE:

Arduino IDE este o platformă relativ simplă de utilizat în ceea ce privește codarea. Pentru plăcile Arduino, folosește propriul limbaj de programare, dar împărtășește multe dintre aceleași caracteristici ca și limbajele de codare populare, cum ar fi Java și C. Curba de învățare este foarte blândă și există sute de exemple online și chiar integrate în software-ul care vă ghidează prin anumite aspecte ale codului. Folosesc acest lucru de când aveam 13 ani și încă nu știu jumătate din ceea ce face totul, așa că nu vă faceți griji, nu trebuie să fiți un as pentru a utiliza Arduino.

Scuturi:

Scuturile diferite sunt folosite diferit. Evident. Și au, de asemenea, diferite seturi de cod necesare pentru a le rula. Dar nu hiperventilați încă, nu am terminat. Pentru majoritatea scuturilor pe care le puteți cumpăra în prezent, există mai multe coduri de exemplu încorporate deja în IDE sau un tutorial online foarte frumos. Tot ce trebuie să faci este să-l găsești. Consultați „Resurse” pentru cum să faceți acest lucru.

Senzori:

În mod similar cu Shields, diferiți senzori, manipulatori și afișaje vor avea coduri diferite asociate acestora. Se aplică același proces pentru găsirea exemplelor.

Deci, acum, că știți puțin mai multe despre Arduino, să trecem la Unde să începeți.

Pasul 2: Cum și de unde să începeți cu Arduino

După cum am menționat în ultimul pas, microcontrolerele Arduino acoperă o gamă largă de plăci și echipamente diferite. În acest pas, vă voi oferi câteva indicații despre de unde să începeți și ce să obțineți mai întâi.

Probabil cel mai util sfat pe care vi-l pot oferi în față este acesta: începeți simplu. Învățarea utilizării Arduino este un proces care necesită timp și, dacă încercați să faceți prea multe simultan, veți fi doar frustrat. Mi-am început hobby-ul în Arduino prin LED-uri intermitente. Și știi ce îmi place cel mai bine să fac, din toate lucrurile pentru care folosesc Arduino? LED-uri intermitente. Așadar, oricare ar fi ambiția ta de a folosi Arduino, ți-aș recomanda serios să încerci mai întâi exemplele Blink și Fade din IDE Arduino și să te joci cu acestea înainte de a încerca ceva complicat.

Unde să încep:

Întrebați-vă: pentru ce doriți să utilizați Arduino? Această întrebare va determina ce ar trebui să căutați pe o placă Arduino înainte de a obține prima dvs.

Dacă nu știți cu adevărat sau pur și simplu aveți în vedere ceva simplu ca un mic robot, aș recomanda Uno. Dacă doriți să faceți dispozitive portabile sau circuite miniaturizate, aș sugera Nano (sau Micro, în funcție de complexitatea a ceea ce doriți să faceți). Dacă doriți un proiect mare, cum ar fi o imprimantă 3D, un robot mare sau o rețea de senzori, aș sugera Mega. Dacă procesarea grea și rezolvarea datelor sunt proiectul ales, atunci Zero sau Due ar fi o idee bună. Și dacă doriți o interfață de computer, adică o tastatură personalizată, joystick sau mouse, atunci Leonardo este pentru dvs. Și lista nu se termină aici. Există un număr tot mai mare de plăci Arduino, iar cele pe care le-am menționat aici sunt doar elementele de bază. Există plăci precum Yún sau Tian care pot rula Linux și, practic, acționează ca versiuni mici de computere complete și o mulțime de variante pe celelalte plăci pe care le-am menționat, care adaugă caracteristici și specialități diferite pentru o gamă specifică de proiecte.

Pentru mai multe detalii despre panouri specifice și pentru o listă completă a panourilor, consultați următorul meu pas, „Resurse”.

Ce să obțineți mai întâi:

Începeți prin a obține placa în sine. Și nu vă speriați când vedeți etichetele de preț pe site-ul oficial Arduino. Deși pot spune sincer că marca Arduino Arduinos are o calitate mult mai înaltă și este garantat că funcționează, chiar nu-mi place să cheltuiesc atât de mulți bani pe un singur articol. Faceți un salt la Amazon și au versiuni clonate ale Arduino, care sunt cu adevărat același lucru realizat de companii diferite, la mai puțin de jumătate din preț. Sau aș putea obține aceeași placă și un kit de piese, la același preț aș putea obține un Arduino autentic. Cu toate acestea, dacă aveți bani de cheltuit, cumpărați de la oamenii oficiali Arduino, deoarece aceștia sunt tipii care dezvoltă majoritatea noilor microcontrolere și susțin software-ul folosit pentru a le codifica. Alegerea, într-adevăr, este a ta.

Dacă intenționați să obțineți un Uno sau un Mega, aș recomanda cu seriozitate să obțineți un kit de pornire. Am compilat o listă de link-uri către câteva altele diferite în următorul meu pas. Kituri de pornire vor veni nu numai cu Arduino în sine, ci și cu o întreagă tonă de senzori și componente utile, inclusiv cel mai bun prieten al fiecărui constructor de circuite: o placă de calcul. Și cea mai bună parte? Kituri de pornire sunt de fapt mai ieftine decât cumpărarea tuturor componentelor separat. Cu mult. De exemplu, un proiect care m-ar fi costat în jur de 100 EUR pentru a construi m-a costat doar 50 EUR pentru că am găsit niște truse de start bune, iar apoi am putut construi încă trei proiecte cu componentele rămase.

Dacă nu primiți Uno sau Mega, aș recomanda în continuare un kit de pornire care vine doar cu senzori și componente suplimentare, și nu o placă Arduino. Apropo, acest lucru este ceva de care trebuie să fii atent. Când cumpărați un kit de pornire, asigurați-vă că verificați dacă acesta include toate componentele din imagini, deoarece unii vor spune „pentru Arduino” și vor afișa un Uno, dar nu vor veni de fapt cu unul. De obicei, va exista o listă de piese unde puteți verifica conținutul kitului.

Odată ce ai un Arduino, următorul pas este să descarci IDE-ul și să găsești câteva tutoriale bune. Citiți mai departe în următorul pas pentru a afla cele mai bune locuri pentru a le obține.

Pasul 3: Resurse

În acest pas, voi indica câteva resurse foarte la îndemână pentru toți DIYers care folosesc Arduino, precum și cum să găsiți mai multe. Voi include, de asemenea, o listă de locuri bune de cumpărare a produselor Arduino și câteva dintre kiturile mele de start preferate.

IDE:

IDE este central pentru toate proiectele Arduino. Din fericire, se poate descărca gratuit, deși puteți face o donație celor care au scris-o dacă doriți. Puteți găsi toate versiunile acestuia prin acest link. Există, de asemenea, o referință la îndemână disponibilă aici.

Biblioteci:

Arduino IDE vine cu o serie de biblioteci încorporate pentru funcționalități extinse, dar consider că am întotdeauna câteva componente care nu sunt acceptate direct. Când se întâmplă acest lucru, eu obișnuiesc să folosesc Google componenta cu termenii de căutare „Arduino Library” alături de ea, pentru a găsi ce bibliotecă este cea mai populară (și, prin urmare, probabil cea mai utilă). O altă modalitate de a le găsi este prin intermediul site-ului web Arduino, Arduino.cc. Cu toate acestea, cel mai bun loc pentru a merge, de exemplu, coduri și biblioteci este Github.com. Acești băieți au totul atunci când vine vorba de biblioteci, cod sursă, variații ale IDE sau orice altceva legat de software.

Panouri:

Pentru a afla despre majoritatea plăcilor Arduino și a celor mai populare scuturi, această pagină este resursa pentru dvs., cu link-uri către toate specificațiile, schemele și explicațiile pentru fiecare componentă Arduino.

Cod și referință:

Pentru a afla ce face fiecare linie de cod și cum este utilizat, secțiunea de referință a site-ului web Arduino este locul ideal. Singura limitare este că nu include niciuna dintre funcțiile speciale pentru biblioteci care nu sunt realizate de Arduino.

Tutoriale și îndrumări:

Pentru tutoriale pe Arduino, pagina tutoriale este un loc bun pentru a începe. Pentru tutoriale și proiecte mai detaliate, https://learn.adafruit.com/ și https://create.arduino.cc/projecthub sunt locuri bune de căutat, pe lângă aici, pe Instructables.

Pentru îndrumări din partea membrilor comunității cu experiență, forumul oficial Arduino este probabil cel mai bun loc pentru a merge.

Găsirea mai multor resurse:

De multe ori, cel mai bun lucru de făcut este Google ceea ce căutați. Uneori, totuși, informațiile pot fi evazive. În aceste cazuri, mă gândesc la proiecte și tutoriale și la forumul Arduino, căutând referințe la resurse bune. Dacă nu găsesc niciunul, intru pe forum și întreb, pentru că ați pariat mai bine că, cu toate miile de oameni care aleargă prin forum, cineva va ști cum să vă ajute.

Kituri de pornire:

Iată câteva dintre kiturile mele preferate pe care le recomand începătorilor care învață Arduino. Au toate componentele de care veți avea nevoie pentru a învăța elementele de bază (și unele dintre complexitățile) codării și circuitelor.

Cele mai bune prețuri, kiturile de cea mai bună calitate pe care le-am găsit până acum, cu cel mai mare suport și cel mai bun serviciu pentru clienți, sunt vândute de o companie numită Elegoo. Deși își vând kiturile și prin Amazon, am legat site-ul oficial, deoarece acesta tinde să aibă o descriere mai bună a componentelor incluse în kituri. Nu sunt plăci sau kit-uri oficiale Arduino, totuși, rețineți că nu susțineți site-ul Arduino atunci când le cumpărați.

Dacă aveți bani de cheltuit, aș sugera cu adevărat să obțineți kitul oficial de pornire Arduino / Genuino. Are cea mai bună prezentare și documentație pentru începătorii oricărui kit de pe piață, iar proiectele sunt destul de interesante.

Cel mai bun loc, altul decât Amazon, pentru a obține senzori individuali, scuturi și altele este magazinul Adafruit. Acestea sunt de cea mai înaltă calitate și fiecare componentă are documentație online individuală ușor disponibilă.

Vă rugăm să rețineți că acestea sunt opiniile și recomandările mele, care nu trebuie confundate cu faptele. Orice achiziții pe care le faceți sunt la alegerea dvs. și vă sugerez să efectuați cercetări în diferite kituri înainte de a cumpăra una.

Pasul 4: Epilog

Așadar, acum puteți merge cu îndrăzneală în lumea microcontrolerelor și Arduino și începeți cu încrederea că știți unde se află resursele dvs., dacă ar veni probleme. Mai sus sunt o grămadă de imagini ale diferitelor proiecte pe care le-am făcut aici pe Instructables cu Arduino, doar pentru a vă oferi un gust al posibilităților infinite și, sperăm, să vă inspire să faceți ceva grozav.

Dacă aveți vreodată o întrebare despre Arduino, nu ezitați să mă întrebați, dar rețineți că Forumul Arduino ar fi un loc mult mai bun de întrebat și este aproape garantat că vă va ajuta. Nu știu totul, așa că nu luați de la sine nimic din ce spun, căutați-l singur dacă vreți să știți sigur.

Vă rugăm să votați dacă v-a plăcut acest lucru sau ați învățat ceva în timp ce citiți acest lucru!

Ca întotdeauna, acestea sunt proiectele lui Dangerously Explosive, misiunea sa de-a lungul vieții, „de a construi cu îndrăzneală ceea ce vrei să construiești și multe altele!”

Restul proiectelor mele le puteți găsi aici.