Въведение в Arduino: 18 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:49

Чудили ли сте се някога да създадете свои собствени устройства като метеорологична станция, табло за управление на автомобила за наблюдение на горивото, проследяване на скоростта и местоположението или контрол на домашните ви уреди, контролирани от смартфони, или някога сте се чудили как да създадете сложни роботи, които да говорят, да ходят и да движат ръцете си или какво ще кажете да направите свои собствени устройства за mp3 плейър, да направите устройство за откриване на пръстови отпечатъци, автоматизирана система за поливане на растения, сензор за земетресение, уоки токи или система за наблюдение с видеонаблюдение с дистанционно управление. Ако някога сте се чудили и сте готови да дадете своя принос в дигитализирането на света, тогава вярвайте, че можете да направите всички неща, които искате да създадете и тогава трябва да знаете някои основни електроника и микроконтролери. Микроконтролерът е компактен дизайн с интегрална схема, който приема входове от различни сензори, т.е. температурен сензор, сензор за откриване на движение, сензор за намиране на обхват и т.н., и е програмиран да получава желания изход от задвижвания, т.е. изучаването, разбирането и създаването на такива устройства в света не е трудна задача с големия принос на общността Arduino в света, тя е достъпна за всеки любител и инженери по целия свят.

Arduino е хардуерна и софтуерна платформа с отворен код за любители и инженери, които да четат входове от различни сензори, да обработват тези входни данни и да осигуряват желания изход чрез задействане на различни задвижвания, т.е. по принцип можете да кажете, че Arduino може да бъде мозък на много проекти.

Стъпка 1: Видове Arduino

Има различни видове платки Arduino с различен брой аналогови, цифрови и ШИМ щифтове и страхотното е, че лесно можете да започнете работа с всеки от тях. Тук са включени различни допълнения към Arduino.

● Arduino Uno

● Arduino Due

● Arduino Mega

● Arduino Leonardo Board

● Lillypad Arduino Board

Стъпка 2: Arduino Uno

Повечето начинаещи започват да използват Arduino Uno, той е на борда, който има основен микроконтролер ATMegga328 с памет от 2KB SRAM и 32KB флаш, той има 14 цифрови I/0, в които 6 са PWM и 6 са аналогови изходни пинове. бутон за нулиране, жак за захранване, USB връзка и др. Той включва всичко необходимо за задържане на микроконтролера; просто го свържете към компютър с помощта на USB кабел и дайте захранването, за да започнете с AC-to-DC адаптер или батерия.

Стъпка 3: Arduino Due

Основният микроконтролер на Arduino Due е AT91SAM38XE с памет от 96KB SRAM, 512KB флаш се състои от 54 цифрови пина, в които 12 са PWM и имат 16 аналогови входни пина

Стъпка 4: Arduino Mega

Той съдържа ATmea2560 като микроконтролер с памет от 8KB

SRAM и 256KB флаш с 54 цифрови IO пина, в които 12 са PWM и 16 аналогови входни пина, бутон за нулиране, жак за захранване, USB връзка и бутон за нулиране. Той включва всичко необходимо за задържане на микроконтролера; просто го свържете към компютър с помощта на USB кабел и дайте захранването, за да започнете с AC-to-DC адаптер или батерия. Огромният брой щифтове правят тази платка Arduino много полезна за проектиране на проекти, които се нуждаят от куп цифрови входове или изходи като бутони за партиди.

Стъпка 5: Arduino Leonardo

Основният му микроконтролер е ATmega32u4 с памет от 2.5KB SRAM и 32KB флаш с 20 цифрови IO пина и 12 аналогови входни пина. Първият съвет за разработка на Arduino е бордът на Леонардо. Тази платка използва един микроконтролер заедно с USB. Това означава, че може да бъде много просто и евтино. Тъй като тази платка се справя директно с USB, могат да се получат програмни библиотеки, които позволяват на дъската Arduino да следва клавиатура на компютъра, мишката и т.н.

Стъпка 6: LilyPad Arduino Board

Дъската Lily Pad Arduino е технология за носене на е-текстил. Всяка дъска е проектирана с въображение с огромни свързващи подложки и гладък гръб, за да могат да бъдат пришити в дрехи с помощта на проводими нишки. Този Arduino също се състои от входно/изходни устройства, захранване, както и сензорни платки, създадени специално за електронни текстилни изделия. Те дори могат да се перат!

Стъпка 7: Инструменти за среда за разработка на Arduino

Език за програмиране на Arduino:

Arduino е програмиран в C ++, който се използва в различни аспекти на проекти като разработка на софтуер, но за Arduino C ++ се използва с допълнителни функции. Можете да създадете скица на Arduino, скицата на Arduino е името, дадено на кодовия файл на Arduino. Вие пишете кода в Arduino IDE. Тези скици могат да бъдат записани в папките на проекта, а IDE дава възможност да се компилира C ++ код на машинен език и да се качи в дъската на Arduino.

Arduino IDE

Arduino IDE (интегрирана среда за разработка) е инструмент за редактиране, компилиране и качване на C ++ код, където можете да напишете програмата си за програмиране на IO пинове за различни цели и можете да използвате библиотеки с отворен код за писане на сложни програми, интегрирани с различни функции, които по-късно ще разгледаме обсъдете подробно за библиотеките.

Стъпка 8: Инсталиране на Arduino IDE

Стъпка 1. Изтеглете Arduino IDE

Стъпка 2. Изчакайте, докато процесът на изтегляне завърши.

Стъпка 3. Инсталирайте софтуера и изберете компонентите, които искате да инсталирате, както и мястото за инсталиране.

Стъпка 4. Приемете инсталирането на драйвер, когато бъдете подканени от Windows 10

Стъпка 9: Инсталиране на драйвер за Arduino

Отидете на Start-> type Device Manager’> щракнете двукратно върху първия резултат, за да стартирате Device Manager.

1. Отидете на Портове> намерете порта на Arduino UNO

2. В случай, че не можете да намерите този порт, отидете на Други устройства и намерете Неизвестно устройство

3. Изберете порта на Arduino UNO> щракнете върху Актуализиране на драйвера.

4. Изберете опцията „Преглед на моя компютър за софтуер за драйвери“> отидете на мястото за изтегляне на софтуера Arduino> изберете файла arduino.inf/Arduino UNO.inf (в зависимост от версията на вашия софтуер)

5. Изчакайте, докато Windows завърши процеса на инсталиране на драйвера.

Сега, след като сте инсталирали софтуера и драйвера Arduino на компютъра си, е време да отворите първата си скица. Изберете типа и порта на вашата платка и качете програма, за да се уверите, че дъската ви работи и работи.

Стъпка 10: Графично представяне на Arduino IDE

Тъй като Arduino IDE се използва за редактиране, запазване, компилиране и качване на кода в Arduino, тук е графичното представяне на Arduino IDE.

Стъпка 11: За да отворите нов файл в Arduino IDE

За да отворите нов файл, щракнете върху файл-> нов

Стъпка 12: За да запазите скицата на Arduino

Ще се отвори нов файл

Стъпка 1: За да запишете Arduino Sketch, отидете на File-> save Ще се появи прозорец за запазване на скицата

Стъпка 2: Преименувайте Arduino Sketch и щракнете върху бутона за запазване. Скицата ще бъде запазена.

Стъпка 13: Примери за програмата Arduino

Arduino IDE включва много примерни програми за учене и създаване на проекти от тях. Тези примери са за мигане на светодиод, аналогов и цифров входен изход, серийна комуникация, сензор и т.н.

За да отворите примерна програма за LED мигане, щракнете върху Файл-> Пример-> Основи-> Мигане

Стъпка 14: Библиотеки на Arduino

Според общността на Arduino „Библиотеките са колекция от код, която ви улеснява да се свържете със сензор, дисплей, модул и т.н. Например, вградената библиотека LiquidCrystal улеснява разговора с LCD дисплеи със символи. В интернет има стотици допълнителни библиотеки за изтегляне”. Библиотеките включват общи методи и функции, като драйвери на устройства или помощна функция, използващи библиотеки, става лесно да се програмира, без да се кодират много редове, които можете да използвате функции за предварително изграждане за вашата програма. В интернет има разнообразие от библиотеки с отворен код, Arduino IDE предоставя и библиотеки, които са създадени от общността на Arduino, като библиотека за управление на серво мотори, Ethernet и т.н. Arduino IDE също предоставя възможност за инсталиране и използване на външни библиотеки направете свои собствени библиотеки и ги инсталирайте в Arduino IDE.

Метод за инсталиране на библиотеката Arduino

Има два метода, чрез които можем да инсталираме библиотека в Arduino IDE, единият е чрез Arduino IDE Library Manager, а другият е чрез използване на.zip файл, повечето от библиотеките са достъпни в Arduino Library manager, но има много библиотеки, които разработчиците го правят сами и да ги направим достъпни на github, така че имаме и двете опции, но можем да използваме всяка от двете.

Инсталиране на библиотека с помощта на Library Manager

За да инсталирате библиотека с помощта на библиотечен мениджър, щракнете върху sketch-> include library-> Manage libraries

След като този мениджър на библиотека ще бъде отворен тук, можете да видите библиотеки, които вече са инсталирани. В този пример ще инсталираме RTCZero, за това трябва да потърсите библиотеката RTCZero, когато я намерите, изберете нейната версия и щракнете върху бутона за инсталиране, инсталацията ще започне.

Импортиране на.zip библиотека

Библиотеките често се разпространяват като ZIP файл или папка. Името на папката е името на библиотеката. Вътре в папката ще има.cpp файл,.h файл и често файл с ключови думи.txt, папки с примери и други файлове, изисквани от библиотеката.

За да инсталирате zip библиотека, щракнете върху скица-> Включване на библиотека-> Добавяне на.zip библиотека

Прозорецът за преглед ще бъде отворен, задайте мястото, където се съхранява zip библиотеката, и кликнете върху бутона за отваряне

Стъпка 15: Клавиши за бърз достъп на Arduino IDE

Arduino IDE има някои кратки клавиши, чрез които можем да изпълняваме различни функции като компилиране, качване на запис и т.н.

Стъпка 16: IO щифтове на Arduino

Arduino е прототипна платка, която обикновено идва с различна конфигурация на I/O (вход/изход) щифтове, пиновете са аналогови или цифрови;

Аналогов щифт

Аналоговите пинове всъщност са входни щифтове, които обикновено се използват за четене на физически данни като вход или това е щифт, който може да чете физически данни от сензори, сензорът е устройство, което може да преобразува физическата енергия в електрическа. Arduino може да чете тази електрическа енергия като електрически сигнал, използвайки аналогови щифтове

Цифров ПИН

Цифровият щифт може да бъде както входен, така и изходен извод, така че, както е наречен, той може да чете INPUT и да записва OUTPUT в цифров вид. Цифровите данни са под формата на HIGH или LOW, където HIGH означава ON и LOW означава OFF, например, ако светодиодът е прикрепен към цифровите щифтове на Arduino и вие програмирате този щифт да бъде ВИСОК, в крайна сметка светодиодът ще се включи и като го програмирате, за да получите LOW светодиодът ще се изключи.

Щитове за модулация на ширината на импулса

Някои от цифровите щифтове в Arduino имат допълнителна функционалност за предоставяне на аналогов изход и се наричат PWM пинове, функцията на PWM пиновете е да изписват OUTPUT в диапазон на ниво между нива HIGH и LOW, да предположим, че LED е свързан към PWM pin и искате да контролирате яркостта на светодиода или двигателят е прикрепен към PWM щифт и искате да контролирате скоростта на двигателя, можете да зададете стойността от 0-255, за да контролирате яркостта или скоростта.

Стъпка 17: Програма Arduino LED Blink

Когато Arduino IDE и драйверът са инсталирани, свържете се с програмата

Arduino за мигане на светодиодни компоненти са необходими, които са споменати по -долу

Компоненти, използвани за LED Blink Project

● Arduino Uno

● USB кабел тип A/B

● Резистор 220 ома

● LED

● Платформа

Схематично

Свържете щифта на Arduino Uno 5 към 220 ома и свържете друг щифт на резистора към анодния (+) щифт на Led и свържете GND щифта на Arduino Uno към катодния (-) щифт на LED.

Писане на програма за мигане на светодиод

Стъпка 1. Отворете Arduino IDE.

Стъпка 2. Отворете нова скица

Стъпка 3. Запазете нова скица като LED BLINK PROGRAM и изтрийте програмата

Стъпка 4. Изберете дъската, като щракнете върху Инструменти-> Борд:-> Arduino Uno

Стъпка 5. Изберете COM порта, като щракнете върху Инструменти-> Порт

Стъпка 6. Щракнете върху бутона Компилиране

Стъпка 7. Изчакайте компилацията да приключи, след което щракнете върху бутона Качване

Ще видите съобщението „Готово качване“, докато видите това съобщение, светодиодът, свързан на щифт 5 на Arduino, ще изглежда мигащ след секунда.

Стъпка 18: Сериен монитор

Arduino IDE има функция, която може да бъде много полезна при отстраняване на грешки в скици или контролиране на Arduino от клавиатурата на вашия компютър. Серийният монитор е отделен изскачащ прозорец, който действа като отделен терминал, който комуникира чрез получаване и изпращане на серийни данни.

Можете да промените програмата за мигане на светодиоди, за да видите състоянието на светодиода, свързан на щифт 5 на Arduino, или е ВИСОК, или НИСКИ на вашия компютър, като използвате серийния монитор на Arduino IDE, използвайки възможностите за серийна комуникация на Arduino, за да направите това първо, трябва да настроите серийния скоростта на предаване до 9600 бод е просто дефинирана като скорост на предаване на данни от Arduino към компютър или обратно по отношение на бит в секунда, така че задаването на скорост на предаване на 9600 е като скоростта на предаване е 9600 бита в секунда.

Писане на програма за мигане на светодиод

Стъпка 1. Отворете Arduino IDE.

Стъпка 2. Отворете нова скица

Стъпка 3. Запазете нова скица като LED BLINK PROGRAM и напишете програмата

Стъпка 4. Изберете дъската, като щракнете върху Инструменти-> Борд:-> Arduino Uno

Стъпка 5. Изберете COM порта, като щракнете върху Инструменти-> Порт

Стъпка 6. Щракнете върху бутона Компилиране

Стъпка 7. Изчакайте компилацията да приключи, след което щракнете върху бутона Качване

Стъпка 8. Отворете серийния монитор, като натиснете Ctrl+Shift+m или като щракнете върху горния десен ъгъл.

Стъпка 9. Задайте скорост на предаване на сериен монитор, тъй като и Arduino, и компютърът трябва да имат еднаква скорост на предаване за серийна комуникация.

Тук ще видите веднага щом светодиодът стане ВИСОК или НИСКИ, съобщението се отпечатва серийно на сериен монитор