Darbo su „Arduino“pradžia: ką reikia žinoti: 4 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Jau daugelį metų dirbu su „Arduino“ir elektronika ir vis dar mokausi. Šiame nuolat besiplečiančiame mikrovaldiklių pasaulyje lengva pasiklysti ir bėgti aplink save, bandant rasti informacijos.

Šioje instrukcijoje aš jums parodysiu:

Kas yra „Arduino“ir ką jis daro.

Kur pradėti „Arduino“.

Kaip rasti naudingų išteklių.

Visa tai aš išmokau per patirtį ir yra išbandyti ir tikri sėkmės metodai. Neneigsiu, kad tikriausiai yra šimtai skirtingų pamokų, kaip pradėti nuo „Arduino“, tačiau tai yra dalykai, kurie man pasirodė naudingiausi ankstyvosiomis dienomis. Taigi sekite ir tyrinėkime nuostabų Arduino pasaulį.

Atkreipkite dėmesį: kai kurios šios instrukcijos nuotraukos yra ekrano kopijos. Juose esantys vaizdai yra jų atitinkamų savininkų nuosavybė ir gali būti saugomi autorių teisių. Aš juos čia surinkau kaip periferinius įrenginius, padedančius plėtoti „Instructable“kaip ne pelno siekiančius švietimo išteklius, laikantis „Sąžiningo naudojimo“doktrinos.

1 žingsnis: „Arduino“: kas tai yra ir ką jis daro?

„Arduino“yra atviro kodo elektronikos platforma, sukurta kūrėjams, pagrįsta paprasta ir lengvai naudojama aparatūra bei keičiamu jutiklių, manipuliatorių ir ekranų asortimentu. Sąvoka plačiąja prasme paprastai vartojama žymėti didelį mikrovaldiklių lauką, pagrįstą „Atmel“mikroschemomis.

Kalbant pasauliečiu, jie yra tarsi supaprastinti, miniatiūriniai kompiuteriai. Kaip galite įsivaizduoti, tai didžiulis, nuolat besiplečiantis laukas, turintis šimtus mikrovaldiklių, konfigūracijų ir jutiklių įrangos variantų. Čia aš susiaurinau iki pagrindų.

Šioje instrukcijoje apžvelgsiu 3 populiariausias „Arduino“plokštes (kurios taip pat yra mano mėgstamiausios):

Uno, Nano, ir „Mega“

Taip pat aptarsiu IDE (programos, kurią naudojame Arduino kodavimui), skydų ir jutiklių naudojimą.

Norėdami sužinoti daugiau apie konkrečias lentas, žr. Veiksmą „Ištekliai“

Naudingos sąvokos ir apibrėžimai:

Mikrovaldiklis: bet kokia programuojama grandinė, pagrįsta cikliniu sąlygų ir vėlavimų kodu. Negalima painioti su mikroprocesoriumi, kuris nurodo patį valdymo lustą arba daug sudėtingesnę plokštę, tokią kaip „RaspberryPi“.

Lenta: Techninė įranga, kurioje yra „Arduino“, paprastai naudojama nurodant patį mikrovaldiklį („Arduino Uno“plokštė)

Skydas: plokštės pratęsimas, paprastai suprojektuotas taip, kad puikiai prisilietų prie esamos kaiščio konfigūracijos, kuris padidina išdėstymą ir prideda funkcijas, kurios dar nėra įmontuotos į pagrindinę plokštę (pvz., Variklio skydas leidžia valdyti variklius, „Ethernet“skydas suteikia galimybę naudotis interneto funkcijomis, „Bluetooth“skydas prideda „Bluetooth“ryšį ir kt.)

IDE (tiksliau, „Arduino IDE“): programinė įranga, dažniausiai naudojama kodui rašyti ir įkelti į „Arduino“plokštę. Taip pat yra galimybė jį naudoti kitoms, ne „Arduino“plokštėms, pvz., „RaspberryPi“.

Biblioteka: kodo papildymas kaip atskiras failas, naudojamas papildomoms funkcijoms pridėti ir suderinti su skydais ir komponentais, nereikia žinoti labai ilgų ir sudėtingų funkcijų ir algoritmų.

Jutiklis: viskas, kas gali įvesti fizinį įvestį ir perduoti ją į elektros signalą

„Uno“:

„Arduino Uno“yra pati ikoniškiausia ir tikriausiai populiariausia „Arduino“lenta, kurią galite gauti. Jame yra 14 skaitmeninių įvesties/išvesties kaiščių, kurie gali skirtis: įjungti ir išjungti, iš kurių 6 gali naudoti PWM arba impulsų pločio moduliaciją, kuri keičia išėjimo įtampą įjungiant ir išjungiant kaištį. ') skirtingais intervalais („plotis“), kad išvestis būtų didesnė arba mažesnė („moduliacija“). Jame taip pat yra 6 analoginės įvesties kaiščiai. Visi kaiščiai gali būti naudojami kaip įvestis arba išvestis, o kai kurie kaiščiai turi specialias funkcijas, kai naudojami su tam tikrais skydais ir bibliotekomis.

Įdomus faktas: „Arduino Uno“turi daugiau apdorojimo galios nei kambario dydžio kompiuteriai, naudojami ankstyvosioms „Apollo“mėnulio misijoms, ir tinka jūsų rankoje!

Dauguma skydų yra pastatyti ir sukurti „Arduino Uno“, ir tai paprastai laikoma geriausia lenta pradedantiesiems. Ir visiškai sutinku. „Uno“gali būti ne pats universaliausias, tačiau tai tikrai lengviausia nustatyti ir naudoti, o dauguma „Arduino“projektų ir vadovėlių prasideda nuo „Uno“.

„Nano“:

Šis dalykas, kaip rodo pavadinimas, yra mažesnė lenta. Jis turi mažiau atminties nei „Uno“, tačiau kitu atveju tas pačias funkcijas atlieka daug mažesniame pakete. „Nano“idėja yra nešiojamos ir miniatiūrinės grandinės, skirtos naudoti ankštose erdvėse ar projektuose, kurie yra jautrūs svoriui, pavyzdžiui, bepiločiams orlaiviams. Dėl mažesnio dydžio bendrų kaiščių yra mažiau, tačiau jis taip pat yra pigesnis nei „Uno“ir tilps daugiau vietų.

Mega:

Vėlgi, pavadinimas pasako viską. Ši plokštė yra ilgesnė už „Uno“ir turi iš viso 54 skaitmeninius įvesties/išvesties kaiščius, iš kurių 15 palaiko PWM, ir 16 analoginių įvesties kaiščių. Ši lenta skirta didesniems, geresniems ir didesniems projektams. Ir taip, aš tyčia pakartojau save. Ši plokštė yra didžiulė ir suderinama su daugeliu tų pačių skydų, kaip ir „Uno“, nes ji turi tą pačią pradinę kaiščių konfigūraciją. Jis taip pat turi padidintą atmintį, todėl gali lengviau paleisti didesnes programas.

IDE:

„Arduino IDE“yra gana paprasta platforma, kurią galima naudoti koduojant. „Arduino“plokštėms ji naudoja savo programavimo kalbą, tačiau ji turi tas pačias savybes kaip ir populiarios kodavimo kalbos, tokios kaip „Java“ir C. Mokymosi kreivė yra labai švelni, internete yra šimtai pavyzdžių ir netgi integruota programinėje įrangoje. padės jums susipažinti su tam tikrais kodo aspektais. Aš tai naudoju nuo 13 metų ir vis dar nežinau pusės to, ką daro, todėl nesijaudinkite, jums nereikia būti tūzu, kad galėtumėte naudoti „Arduino“.

Skydai:

Skirtingi skydai naudojami skirtingai. Akivaizdu. Jie taip pat turi skirtingus kodų rinkinius, reikalingus jiems paleisti. Bet dar nedarykite hiperventiliacijos, aš nebaigiau. Daugumos skydų, kuriuos šiuo metu galite nusipirkti, IDE jau yra integruotas pavyzdinis kodas arba labai graži pamoka internete. Tereikia jį surasti. Kaip tai padaryti, skaitykite skyriuje „Ištekliai“.

Jutikliai:

Panašiai kaip „Shields“, skirtingi jutikliai, manipuliatoriai ir ekranai turės skirtingus kodus. Taikomas tas pats pavyzdžių paieškos procesas.

Taigi, dabar, kai žinote šiek tiek daugiau apie Arduino, pereikime prie to, kur pradėti.

2 žingsnis: Kaip ir kur pradėti „Arduino“

Kaip minėjau paskutiniame žingsnyje, „Arduino“mikrovaldikliai apima daugybę įvairių plokščių ir įrangos. Šiame žingsnyje pateiksiu keletą patarimų, nuo ko pradėti ir ką pirmiausia gauti.

Turbūt labiausiai naudingas patarimas, kurį galiu jums pasakyti, yra toks: pradėkite nuo paprasto. Išmokti naudotis „Arduino“yra daug laiko reikalaujantis procesas, ir jei vienu metu bandysite padaryti per daug, būsite tik nusivylę. Savo pomėgį pradėjau „Arduino“, mirksėdamas šviesos diodais. Ir žinote, ką man labiausiai patinka daryti iš visų dalykų, kuriems naudoju „Arduino“? Mirksi šviesos diodai. Taigi iš tikrųjų, kad ir kokie būtų jūsų siekiai naudoti „Arduino“, aš rimtai rekomenduočiau pirmiausia išbandyti „Blink“ir „Fade“pavyzdžius „Arduino IDE“ir pažaisti su tais prieš bandant ką nors sudėtingo.

Kur pradėti:

Paklauskite savęs: kam norite naudoti „Arduino“? Šis klausimas nuspręs, ko turėtumėte ieškoti „Arduino“lentoje prieš įsigydami pirmąją.

Jei tikrai nežinote ar tiesiog turite omenyje kažką paprasto, pavyzdžiui, mažo roboto, rekomenduočiau „Uno“. Jei norite gaminti nešiojamus ar miniatiūrinius grandynus, siūlyčiau „Nano“(arba „Micro“, priklausomai nuo to, ką norite daryti). Jei norite didelio projekto, pavyzdžiui, 3D spausdintuvo, didelio roboto ar jutiklių tinklo, siūlyčiau „Mega“. Jei jūsų pasirinktas projektas yra sunkus apdorojimas ir duomenų traiškymas, „Zero“arba „Due“būtų gera idėja. Ir jei norite kompiuterio sąsajos, t. Y. Pasirinktinės klaviatūros, vairasvirtės ar pelės, „Leonardo“yra kaip tik jums. Ir sąrašas tuo nesibaigia. Yra vis daugiau „Arduino“plokščių, o čia paminėtos yra tik pagrindai. Yra lentų, tokių kaip „Yún“arba „Tian“, kurios gali paleisti „Linux“ir iš esmės veikia kaip mažos pilnų kompiuterių versijos, o daugybė kitų mano paminėtų plokščių variantų, kurie papildo skirtingas funkcijas ir ypatumus tam tikram diapazonui. projektus.

Norėdami gauti daugiau informacijos apie konkrečias plokštes ir visą lentų sąrašą, žr. Kitą mano veiksmą „Ištekliai“.

Ką pirmiausia gauti:

Pradėkite nuo pačios lentos gavimo. Ir nenusiminkite, kai oficialioje „Arduino“svetainėje pamatysite kainas. Nors nuoširdžiai galiu pasakyti, kad „Arduino“prekės ženklas „Arduinos“yra daug kokybiškesnis ir garantuotas, kad jis bus tvarkingas, man tikrai nepatinka išleisti tiek pinigų tik vienam daiktui. Eikite į „Amazon“ir jie turi klonuotas „Arduino“versijas, kurios iš tikrųjų yra tas pats, kurias sukūrė skirtingos įmonės, už mažiau nei pusę kainos. Arba galėčiau gauti tą pačią lentą ir dalių rinkinį, už tą pačią kainą galėčiau gauti tikrą „Arduino“. Tačiau jei turite pinigų išleisti, pirkite iš oficialių „Arduino“žmonių, nes jie yra tie vaikinai, kurie kuria daugumą naujų mikrovaldiklių ir palaiko programinę įrangą, naudojamą jiems koduoti. Pasirinkimas iš tikrųjų yra jūsų.

Jei planuojate įsigyti „Uno“ar „Mega“, labai rekomenduoju įsigyti pradinį rinkinį. Kitame žingsnyje sudariau nuorodų į keletą skirtingų nuorodų sąrašą. Pradiniai rinkiniai bus ne tik su pačiu „Arduino“, bet ir su daugybe naudingų jutiklių ir komponentų, įskaitant kiekvieną grandinės kūrėjo geriausią draugą: duonos lentą. Ir geriausia dalis? Pradiniai rinkiniai iš tikrųjų yra pigesni nei perkant visus komponentus atskirai. Daug. Pavyzdžiui, projektas, kurio pastatymas man kainuotų apie 100 eurų, man kainavo tik 50 eurų, nes radau gerų pradinių rinkinių, o tada galėjau sukurti dar tris projektus su likusiais komponentais.

Jei negausite „Uno“ar „Mega“, aš vis tiek rekomenduočiau pradinį rinkinį, kuriame yra tik jutikliai ir papildomi komponentai, o ne „Arduino“plokštė. Beje, į tai reikia atkreipti dėmesį. Pirkdami pradinį rinkinį, būtinai patikrinkite, ar jame iš tikrųjų yra visi paveikslėliuose esantys komponentai, nes kai kurie pasakys „Arduino“ir parodys „Uno“, bet iš tikrųjų nėra su juo. Paprastai bus dalių sąrašas, kuriame galite patikrinti komplekto turinį.

Kai turėsite „Arduino“, kitas žingsnis yra atsisiųsti IDE ir rasti gerų pamokų. Skaitykite mano kitame žingsnyje, kad sužinotumėte geriausias vietas jų gauti.

3 žingsnis: ištekliai

Šiame žingsnyje nurodysiu labai naudingus išteklius visiems „pasidaryk pats“, kurie naudoja „Arduino“, taip pat kaip rasti daugiau. Taip pat įtraukiu gerų vietų, kuriose galima nusipirkti „Arduino“produktų, sąrašą ir keletą mėgstamiausių pradinių rinkinių.

IDE:

IDE yra pagrindinis visų „Arduino“projektų pagrindas. Laimei, ją taip pat galima nemokamai atsisiųsti, nors jei norite, galite paaukoti ją parašiusiems žmonėms. Visas jo versijas rasite per šią nuorodą. Čia taip pat yra patogi nuoroda.

Bibliotekos:

„Arduino IDE“yra su daugybe integruotų bibliotekų, skirtų išplėstinėms funkcijoms, tačiau manau, kad visada turiu keletą komponentų, kurie nėra tiesiogiai palaikomi. Kai taip atsitinka, paprastai „Google“naudoju komponentą su paieškos terminais „Arduino Library“, kad rastumėte, kuri biblioteka yra populiariausia (taigi tikriausiai naudingiausia). Kitas būdas juos rasti yra per „Arduino“svetainę „Arduino.cc“. Tačiau geriausia vieta, pavyzdžiui, kodai ir bibliotekos, yra „Github.com“. Šie vaikinai turi viską, kas susiję su bibliotekomis, šaltinio kodu, IDE variantais ar bet kokia kita susijusia programine įranga.

Lentos:

Norėdami sužinoti apie daugumą „Arduino“plokščių ir populiariausių skydų, šis puslapis yra jums skirtas šaltinis su nuorodomis į visas kiekvieno „Arduino“komponento specifikacijas, schemas ir paaiškinimus.

Kodas ir nuoroda:

Norėdami sužinoti, ką daro kiekviena kodo eilutė ir kaip ji naudojama, „Arduino“svetainės nuorodų skyrius yra vieta, kur eiti. Vienintelis apribojimas yra tai, kad jame nėra jokių specialių bibliotekų funkcijų, kurių nėra „Arduino“.

Pamokos ir patarimai:

Pamokoms apie „Arduino“pamokų puslapis yra gera vieta pradėti. Norėdami gauti išsamesnių vadovėlių ir projektų, be čia esančio „Instructables“, galite ieškoti https://learn.adafruit.com/ ir

Patyrusiems bendruomenės nariams patarus, oficialus „Arduino“forumas tikriausiai yra geriausia vieta.

Rasti daugiau išteklių:

Daugeliu atvejų geriausias dalykas yra tai, ko ieškote, „Google“. Tačiau kartais informacija gali būti nesuprantama. Tokiais atvejais pastebiu, kad domiuosi projektais ir vadovėliais, ir „Arduino“forume, ieškodamas nuorodų į gerus išteklius. Jei nerandu nė vieno, aš tiesiog užsuku į forumą ir klausiu, nes geriau statykite, kad su tūkstančiais žmonių, bėgančių per forumą, kažkas žinos, kaip jums padėti.

Pradiniai rinkiniai:

Štai keletas mano mėgstamiausių rinkinių, kuriuos rekomenduoju pradedantiesiems mokytis „Arduino“. Juose yra visi komponentai, kurių jums reikės norint išmokti kodavimo ir grandinių pagrindų (ir kai kurių sudėtingumų).

Geriausios kainos ir aukščiausios kokybės rinkinius, kuriuos iki šiol radau, su didžiausiu palaikymu ir geriausiu klientų aptarnavimu parduoda bendrovė „Elegoo“. Nors jie taip pat parduoda savo rinkinius per „Amazon“, aš susiejau oficialią svetainę, nes ji paprastai geriau apibūdina rinkiniuose esančius komponentus. Tačiau jie nėra oficialios „Arduino“plokštės ar rinkiniai, todėl atminkite, kad pirkdami nepalaikote „Arduino“svetainės.

Jei turite pinigų išleisti, tikrai siūlau įsigyti oficialų „Arduino“/„Genuino“pradinį rinkinį. Jame yra geriausias aprašymas ir dokumentai pradedantiesiems bet kokio rinkinio rinkoje, o projektai taip pat yra gana šaunūs.

Geriausia vieta, išskyrus „Amazon“, gauti individualius jutiklius, skydus ir pan. Yra „Adafruit“parduotuvė. Jie yra aukščiausios kokybės ir kiekvienas komponentas turi lengvai prieinamą internetinę dokumentaciją.

Atkreipkite dėmesį, kad tai yra mano nuomonė ir rekomendacijos, kurių negalima supainioti su faktais. Bet kokius pirkinius galite pasirinkti patys, todėl siūlau prieš įsigyjant ištirti įvairius rinkinius.

4 žingsnis: epilogas

Taigi dabar galite drąsiai eiti į mikrovaldiklių ir „Arduino“pasaulį ir pradėti nuo pasitikėjimo, kad žinote, kur yra jūsų ištekliai, jei kyla problemų. Aukščiau yra daugybė įvairių projektų, kuriuos aš padariau čia, „Instructables“su „Arduino“, kad galėčiau paragauti begalinių galimybių ir, tikiuosi, įkvėpti jus padaryti ką nors puikaus.

Jei kada nors turite klausimų apie „Arduino“, nedvejodami paklauskite manęs, tačiau atminkite, kad „Arduino“forumas būtų daug geresnė vieta, ir jie beveik garantuoja, kad padės. Ne viską žinau, todėl nieko, ką sakau, nelaikykite savaime suprantamu dalyku, pažiūrėkite patys, jei norite tikrai žinoti.

Prašome balsuoti, jei jums tai patiko ar ką nors sužinojote skaitydami!

Kaip visada, tai yra „Dangerously Explosive“, jo visą gyvenimą trunkančios misijos „drąsiai statyti tai, ką norite statyti,“projektai ir dar daugiau!

Likusius mano projektus galite rasti čia.