Pagrindinė „Arduino“pamoka pradedantiesiems: 6 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

1. Kas yra Arduino?

„Arduino“yra įterptųjų sistemų platforma, daugiausia pagrįsta 8 bitų AVR šeimos mikrovaldikliais. Išimtis yra „Arduino Due“, kuris naudoja 32 bitų „ARM Cortex“branduolį. Kitaip tariant, tai yra spausdintinė plokštė su mikrovaldikliu ir išėjimais, galinčiais valdyti išorinius įrenginius, pvz., Jutiklius, variklio valdiklius, ekranus ir tt Auksinių smeigtukų jungčių dėka moduliai gali būti prijungti naudojant viešai prieinamus jungiamuosius kabelius.

Daugumai „Arduino“versijų nereikia jokio išorinio programuotojo. Viskas, ką jums reikia padaryti, tai prisijungti prie kompiuterio naudojant miniUSB-USB kabelį.

Vienas iš platformos privalumų yra nemokama aplinka su daugybe bibliotekų, pavyzdžių, vadovėlių, skirtų įvairių tipų išoriniams įrenginiams tvarkyti.

2. Kam skirta platforma?

„Arduino“yra skirtas pradedantiesiems ir pažengusiems elektroniniams programuotojams.

Asmuo, pradedantis nuotykius su tokio tipo sistema, sutaupys daug laiko ir nervų, kai sukonfigūruosite programuotojus, tikrinsite ryšius ir įdiegsite tvarkykles. Gerai žinoma, kad geriausia mokytis iš pavyzdžių. „Arduino“yra daug jų projekto svetainėje ir visame internete.

Pažangesniems vartotojams patiks daugybė bibliotekų, tiek numatytųjų (įskaitant: EEPROM, Ethernet, Display, Servo, SPI, TWI, WiFi), tiek elektroninių modulių gamintojų prieinami failai (pvz., Mūsų tiekėjas - „Pololu“).

Pavyzdys:

Populiaraus 16x2 skystųjų kristalų ekrano palaikymas apima kelias paprastas kodo eilutes:

„LiquidCrystal lcd“(12, 11, 5, 4, 3, 2); // potencialių klientų padidėjimas

LCD. pradžia (16, 2); // Nurodykite 16 stulpelių rodymo tipą, 2 eilutės

lcd.print („Labas pasaulis“); // Pateikite rodomą tekstą

Visą kodą, kuriame rodomi žodžiai „Labas pasaulis“, ir ekrano prijungimo schemą rasite adresu: Arduino.cc.

3. Kokią versiją pasirinkti?

Versijos pasirinkimas priklauso nuo numatyto modulio naudojimo. Mūsų parduotuvėje yra:

1 žingsnis: „Arduino Uno R3“

„Arduino Uno R3“

Paprasčiausia modulio versija. Lėkštėje rasite:

· „Atmega328“mikrovaldiklis (32 kB blykstė, SRAM 2 kB, 16 MHz dažnis)

· 14 skaitmeninių įėjimų / išėjimų - prie kurių, pavyzdžiui, galima prijungti šviesos diodus, mygtukus, ekranus ir pan.

· 6 PWM išėjimai - pavyzdžiui, variklių sukimosi greičiui valdyti, servo padėčiai nustatyti

· 6 analoginiai įėjimai - leidžia valdyti visų tipų jutiklius, keitiklius su analogine išvestimi

Ryšio sąsajos:

· UART - vienas iš paprasčiausių būdų keistis duomenimis su kompiuteriu

· I2C / TWI - jutiklių, laiko grandinių palaikymas

· SPI - ryšys su greitaisiais keitikliais arba išorinėmis atmintimis

Maitinimo šaltinis:

· USB arba išorinis šaltinis (pvz., Kintamosios srovės adapteris)

„Arduino Uno“yra geras pasirinkimas palyginti paprastiems, mažiems projektams. Galite sėkmingai jį įgyvendinti, pavyzdžiui, variklio valdymas, apšvietimo valdiklis su vartotojo sąsaja, LCD ekranas. Modulis taip pat rekomenduojamas vartotojams, patenkantiems į mikrovaldiklių ir įterptųjų sistemų pasaulį.

2 žingsnis: Arduino Leonardo

Arduino Leonardo

· Kita versija, kurioje galime rasti:

· ATmega32u4 mikrovaldiklis (32 KB blykstė, 2,5 KB SRAM, 16 MHz taktinis dažnis)

· 20 skaitmeninių įėjimų / išėjimų - prie kurių, pavyzdžiui, galima prijungti šviesos diodus, mygtukus, ekranus ir pan.

· 7 PWM išėjimai

· 12 analoginių įėjimų - du kartus daugiau nei „Uno“versijoje, tai reiškia galimybę prijungti daugiau jutiklių su analogine išvestimi

Ryšio sąsajos:

· UART - vienas iš paprasčiausių būdų keistis duomenimis su kompiuteriu

· I2C / TWI - jutiklių, laiko grandinių palaikymas

· SPI - ryšys su greitaisiais keitikliais arba išorinėmis atmintimis

· USB - leidžia prijungti populiarius kompiuterinius įrenginius

· Maitinimas: USB arba išorinis šaltinis (pvz., Kintamosios srovės adapteris)

Jei mūsų projektas yra naudoti įrenginį, jungiantį per USB sąsają, „Arduino Leonardo“bus puikus pasirinkimas. Sistema turi integruotą USB valdiklį, kuris išskiria ją iš kitų.

Gamintojas taip pat pateikia „žemo profilio“versijas. Plokštė neturi jungčių, vartotojas gali jas lituoti savo nuožiūra. Visi elementai yra paviršiuje lituoti korpusai. Ši parinktis yra naudinga, kai mūsų projektas turi augti mažoje erdvėje.

3 žingsnis: „Arduino Mega 2560“

„Arduino Mega 2560“

Versija skirta platesniems projektams įgyvendinti. Jis turi net 54 skaitmeninius įėjimus / išėjimus, daugiau atminties ir daugiau ryšio sąsajų nei „Arduino UNO“ir „Leonardo“. Plokštelėje yra: ATmega2560 iš AVR šeimos („Flash 256kB“, „SRAM 8kB“, „EEPROM 4kb“laikrodžio greitis 16MHz) PCI2C / TWI - jutiklių, laiko grandinių palaikymas SPI - ryšys su greitaisiais keitikliais arba išorinėmis atmintimis Maitinimo šaltinis: USB arba išorinis šaltinis (pvz., Kintamosios srovės adapteris) Modulis yra brangesnis nei ankstesnės versijos, tačiau turi daugiau galimybių. „Atmega2560“mikrovaldiklis turi turtingą periferiją ir daug atminties. 256 KB „Flash“- leidžia palaikyti išplėstinį kodą, 4 KB EEPROMU, kad būtų galima įrašyti daug duomenų.

4 žingsnis: „Arduino Mega ADK“

„Arduino Mega ADK“

Be „Arduino Mega“privalumų, ADK taip pat turi galimybę prisijungti prie „Android“sistemos per USB sąsają, valdomą MAX34210 lustu. Modulio specifikacija yra panaši į „Arduino Mega“:

· ATmega2560 iš AVR šeimos („Flash 256kB“, SRAM 8kB, EEPROM 4kb laikrodžio greitis 16MHz)

· 54 bendrosios paskirties skaitmeniniai įėjimai / išėjimai

· 14 PWM išėjimų

· 16 analoginių įėjimų

Ryšio sąsajos:

· 4 xUART - vienas iš paprasčiausių būdų keistis duomenimis su kompiuteriu

· I2C / TWI - jutiklių, laiko grandinių palaikymas

· SPI - ryšys su greitaisiais keitikliais arba išorinėmis atmintimis

· Maitinimas: USB arba išorinis šaltinis (pvz., Kintamosios srovės adapteris)

ADK versija skirta projektams, naudojantiems ryšius su „Android“. Integruotas USB valdiklis taip pat leidžia prijungti fotoaparatą, žaidimų valdiklį ar judesio valdiklį.

5 veiksmas: „Arduino Leonardo Ethernet“

„Arduino Leonardo Ethernet“

Pagrindinis modulio pranašumas yra lengvas prisijungimas prie tinklo. Modulis turi tinklo lizdą su eterneto valdikliu. Taip pat plokštėje yra „microSD“atminties kortelės lizdas. Specifikacijos, panašios į „Arduino Leonardo“:

· „Atmega32u4“mikrovaldiklis (32 KB „Flash“, 2,5 KB SRAM, · 16MHz laikrodžio greitis)

· 20 skaitmeninių įėjimų / išėjimų - prie kurių, pavyzdžiui, galima prijungti šviesos diodus, mygtukus, ekranus ir pan.

· 7 PWM išėjimai - pavyzdžiui, variklių sukimosi greičiui valdyti, servo padėčiai nustatyti

· 12 analoginių įėjimų - leidžia valdyti visų tipų jutiklius, keitiklius su analogine išvestimi

Ryšio sąsajos:

· UART - vienas iš paprasčiausių būdų keistis duomenimis su kompiuteriu

· I2C / TWI - jutiklių, laiko grandinių palaikymas

· SPI - ryšys su greitaisiais keitikliais arba išorinėmis atmintimis

· Maitinimas: išorinis šaltinis (pvz., Kintamosios srovės adapteris)

„Ethernet“versija skirta projektams, kuriems reikalingas prisijungimas prie tinklo. Patogumas taip pat yra integruotas „microSD“kortelės lizdas, kuriame galima išsaugoti daugiau duomenų nei paties mikrovaldiklio atmintyje.

6 žingsnis: „Arduino Due“

Arduino Due

„Arduino Due“dėka vartotojas gali kurti sistemas naudodami 32 bitų „ARM“mikrovaldiklį „Cortex M3“, pagrįstą „Arduino“bibliotekomis. Specifikacija yra tokia:

· Maitinimo įtampa: nuo 7V iki 12V (rekomenduojama), 6V-20V (maksimali)

· Mikrokontroleris: AT91 SAM3X8E, 32 bitų ARM Cortex M3

· Maksimalus laikrodžio dažnis: 84MHz

· SRAM atmintis: 96 kB „Flash“atmintis: 512 kB

· Smeigtukai I / O: 54

· PWM kanalai: 12

· Analoginių įėjimų skaičius: 12 (A / D keitiklio kanalai)

· D / A keitiklis (skaitmeninis-analoginis)

· DMA valdiklis

· Serijinės sąsajos: UART, SPI, I2C, CAN, USB

· Derintojo JTAG

Lenta skirta vartotojams, norintiems susipažinti su naujausiais sprendimais mikrovaldiklių pasaulyje. Jis tikrai turi daugiau galimybių nei AVR versijos, turtingos periferinės grandinės, įskaitant skaitmeninį-analoginį keitiklį.

Be to, kas išdėstyta aukščiau, „Arduino“taip pat siūlo:

„Arduino Zero M0 Pro“- 32 bitų „Cortex M0“- „Atmel ATSAMD21G18“32 bitų mikrovaldiklio modulis su „ARM Cortex M -0“šerdimi. Jame yra 256 KB „Flash“atmintis, 32 KB RAM, 14 skaitmeninių įėjimų / įėjimų, 12 PWM kanalų, 6 analoginiai įėjimai ir viena išvestis bei populiarios ryšio sąsajos. Modulis veikia su 3,3 V.

„Arduino Yún“- „WiFi“- „Arduino“ryšys ir „Linux“sistema. Modulis, pagrįstas „Leonardo“naudojama ATmega32u4 sistema, leidžia belaidžiu būdu programuoti ir valdyti įrenginį per „WiFi“tinklą ir atitinkamą biblioteką. Taip pat yra „Arduino Yun PoE“versija - maitinama iš eterneto tinklo.

„Arduino Micro“- miniatiūrinis modulis, pagrįstas „Arduino Leonardo“, pasižymi mažu dydžiu. Turi AVR Atmega32U4 mikrovaldiklį. Įrengta 20 skaitmeninių įėjimų / išėjimų ir populiarios komunikacijos sąsajos.

4. Naudojimo pavyzdžiai

- Arduino ir orientacija trimatėje erdvėje.

3 ašių giroskopo, akselerometro ir magnetometro (MinImu9 sistema) naudojimo pavyzdys orientuojantis 3D erdvėje.

- „Arduino“ir LCD ekranas.

LCD ekranas su HD44780 valdikliu, naudojant „Arduino“modulį.

- nuolatinės srovės variklio valdymas naudojant „Arduino“platformą.

Valdymo modulių (H tiltų), naudojamų nuolatinės srovės variklių krypčiai ir greičiui valdyti, pavyzdys.

- Prisijungimas prie eterneto tinklo

„Arduino“ryšys su „Ethernet“ENC28J60 moduliu.