Основен урок на Arduino за начинаещи: 6 стъпки

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2025-01-23 14:36

1. Какво е Arduino?

Arduino е платформа за вградени системи, базирана предимно на 8-битови микроконтролери от семейството AVR. Изключение е Arduino Due, който използва 32-битово ядро ARM Cortex. С други думи, това е печатна платка с микроконтролер и нейните изходи, способни да управляват външни устройства, напр. Сензори, контролери на мотори, дисплеи и т.н.

Повечето версии на Arduino не изискват външен програмист. Всичко, което трябва да направите, е да се свържете с компютъра си с miniUSB-USB кабел.

Едно от предимствата на платформата е нейната собствена безплатна среда с безброй библиотеки, примери, уроци за работа с различни видове външни устройства.

2. За кого е платформата?

Arduino е предназначен както за начинаещи, така и за напреднали електронни програмисти.

Човекът, който започва приключението с този тип система, ще спести много време и нерви при конфигуриране на програмисти, проверка на връзки и инсталиране на драйвери. Добре известно е, че е най -добре да се учим от примери. За Arduino има много от тях на уебсайта на проекта и в целия Интернет.

По -напредналите потребители ще харесат множество библиотеки, и двете по подразбиране (включително: EEPROM, Ethernet, Display, Servo, SPI, TWI, WiFi), както и файлове, предоставени от производители на електронни модули (например нашият доставчик - Pololu).

Пример:

Поддръжката на популярния 16x2 LCD дисплей се свежда до няколко прости реда код:

LiquidCrystal lcd (12, 11, 5, 4, 3, 2); // увеличение на изводите

lcd.begin (16, 2); // Посочете 16-колонен тип дисплей, 2 реда

lcd.print ("Hello World"); // Предоставяне на текст за показване

Пълният код, показващ думите „Hello World“и схемата на свързване на дисплея, могат да бъдат намерени на: Arduino.cc.

3. Коя версия да изберете?

Изборът на версия зависи от предназначението на модула. В нашия магазин се предлагат:

Стъпка 1: Arduino Uno R3

Arduino Uno R3

Най -простата версия на модула. На чинията ще намерите:

· Микроконтролер Atmega328 (32kB Flash, SRAM 2kB, 16MHz тактова честота)

· 14 цифрови входа / изхода - към които например могат да бъдат свързани светодиоди, бутони, дисплеи и т.н.

· 6 ШИМ изхода - например за контрол на скоростта на въртене на двигателите, настройка на позицията на серво

· 6 аналогови входа - позволяващи работа с всякакви сензори, преобразуватели с аналогов изход

Комуникационни интерфейси:

· UART - един от най -лесните начини за обмен на данни с компютър

· I2C / TWI - поддръжка на сензори, времеви вериги

· SPI - комуникация с бързи преобразуватели или външни спомени

Захранване:

· USB или външен източник (напр. AC адаптер)

Arduino Uno е добър избор за сравнително прости, малки проекти. Можете успешно да го внедрите, например управление на двигателя, контролер за осветление с потребителски интерфейс, LCD дисплей. Модулът се препоръчва и на потребители, навлизащи в света на микроконтролерите и вградените системи.

Стъпка 2: Arduino Leonardo

Ардуино Леонардо

· Друга версия, на която можем да намерим:

· Микроконтролер ATmega32u4 (32kB Flash, 2.5kB SRAM, 16MHz тактова честота)

· 20 цифрови входа / изхода - към които например могат да бъдат свързани светодиоди, бутони, дисплеи и т.н.

· 7 ШИМ изхода

· 12 аналогови входа - два пъти повече от версията Uno, това означава възможност за свързване на повече сензори с аналогов изход

Комуникационни интерфейси:

· UART - един от най -лесните начини за обмен на данни с компютър

· I2C / TWI - поддръжка на сензори, времеви вериги

· SPI - комуникация с бързи преобразуватели или външни спомени

· USB - позволява ви да свържете популярни компютърни устройства

· Захранване: USB или външен източник (напр. AC адаптер)

Ако нашият проект е да използваме устройство, което се свързва чрез USB интерфейс, Arduino Leonardo ще бъде перфектният избор. Системата има вграден USB контролер, който я отличава от останалите.

Производителят предоставя и версии с "нисък профил". Платката няма конектори, потребителят може да ги запоява по своя преценка. Всички елементи са в заварени с повърхности корпуси. Опцията е полезна, когато нашият проект трябва да се размножава в малко пространство.

Стъпка 3: Arduino Mega 2560

Arduino Mega 2560

Версия, предназначена за изпълнение на по -обширни проекти. Той има до 54 цифрови входа / изхода, повече памет и повече комуникационни интерфейси от Arduino UNO и Leonardo. Табелата съдържа: ATmega2560 от семейството AVR (Flash 256kB, SRAM 8kB, EEPROM 4kb тактова честота 16MHz) 54 цифрови входа / изхода с общо предназначение 14 PWM изхода 16 аналогови входа -Комуникационни интерфейси: 4 xUART - един от най -лесните начини за обмен на данни с PCI2C / TWI - поддръжка на сензори, времеви вериги SPI - комуникация с бързи преобразуватели или външна памет Захранване: USB или външен източник (напр. AC адаптер) Модулът е по -скъп от предишните версии, но има повече възможности. Микроконтролерът Atmega2560 има богата периферия и голямо количество памет. 256kB Flash - позволява ви да поддържате разширен код, 4kB EEPROMU за запис на много данни.

Стъпка 4: Arduino Mega ADK

Arduino Mega ADK

В допълнение към предимствата на Arduino Mega, ADK има и възможност за свързване към системата Android чрез USB интерфейс, контролиран от чипа MAX34210. Спецификацията на модула е подобна на Arduino Mega:

· ATmega2560 от семейството AVR (Flash 256kB, SRAM 8kB, EEPROM 4kb тактова честота 16MHz)

· 54 цифрови входа / изхода с общо предназначение

· 14 ШИМ изхода

· 16 аналогови входа

Комуникационни интерфейси:

· 4 xUART - един от най -лесните начини за обмен на данни с компютър

· I2C / TWI - поддръжка на сензори, времеви вериги

· SPI - комуникация с бързи преобразуватели или външни спомени

· Захранване: USB или външен източник (напр. AC адаптер)

Версията ADK е предназначена за проекти, използващи комуникация с Android. Вграденият USB контролер също ви позволява да свържете камера, игрови контролер или контролер за движение.

Стъпка 5: Arduino Leonardo Ethernet

Arduino Leonardo Ethernet

Основното предимство на модула е лесната му връзка с мрежата. Модулът има мрежов контакт с Ethernet контролер. На дъската има и слот за карта с памет microSD. Спецификация, подобна на Arduino Leonardo:

· Микроконтролер Atmega32u4 (32kB Flash, 2.5kB SRAM, · 16MHz тактова честота)

· 20 цифрови входа / изхода - към които например могат да бъдат свързани светодиоди, бутони, дисплеи и т.н.

· 7 ШИМ изхода - например за управление на скоростта на въртене на двигателите, настройка на позицията на серво

· 12 аналогови входа - позволяващи работа с всякакви сензори, преобразуватели с аналогов изход

Комуникационни интерфейси:

· UART - един от най -лесните начини за обмен на данни с компютър

· I2C / TWI - поддръжка на сензори, времеви вериги

· SPI - комуникация с бързи преобразуватели или външни спомени

· Захранване: външен източник (напр. Променливотоков адаптер)

Версията Ethernet е предназначена за проекти, изискващи връзка с мрежата. Удобството е и вграден слот за microSD карта, на който могат да се съхраняват повече данни, отколкото в паметта на самия микроконтролер.

Стъпка 6: Arduino Due

Arduino Due

Благодарение на Arduino Due, потребителят може да създава системи, използвайки 32-битовия микроконтролер Cortex M3 на ARM, базиран на библиотеки Arduino. Спецификацията е следната:

· Захранващо напрежение: 7V до 12V (препоръчително), 6V-20V (максимум)

· Микроконтролер: AT91 SAM3X8E, rdzeń 32-битов ARM Cortex M3

· Максималната тактова честота: 84MHz

· SRAM памет: 96 kB Флаш памет: 512 kB

· Pins I / O: 54

· ШИМ канали: 12

· Брой аналогови входове: 12 (канали за A / D конвертор)

· D / A конвертор (цифрово-аналогов)

· DMA контролер

· Серийни интерфейси: UART, SPI, I2C, CAN, USB

· Дебъгер JTAG

Платката е предназначена за потребители, които искат да се запознаят с най -новите решения в света на микроконтролерите. Той определено има повече възможности от AVR-базирани версии, богати периферни схеми, включително цифрово-аналогов преобразувател.

В допълнение към горното, Arduino предоставя също:

Arduino Zero M0 Pro - 32 -битов Cortex M0 - Atmel ATSAMD21G18 32 -битов микроконтролерен модул, оборудван с ядро ARM Cortex M -0. Той има 256 KB флаш памет, 32 KB RAM, 14 цифрови входа / изхода, 12 PWM канала, 6 аналогови входа и един изход и популярни комуникационни интерфейси. Модулът работи с 3.3 V.

Arduino Yún - WiFi - Arduino връзка и Linux система. Модулът, базиран на системата ATmega32u4, използвана в Leonardo, ви позволява безжично да програмирате и управлявате устройството чрез WiFi мрежата и съответната библиотека. Има и версия на Arduino Yun PoE - захранвана от Ethernet мрежа.

Arduino Micro - миниатюрен модул, базиран на Arduino Leonardo, се характеризира с малък размер. Разполага с микроконтролер AVR Atmega32U4. Оборудван с 20 цифрови входа / изхода и популярни комуникационни интерфейси.

4. Примери за употреба

- Arduino и ориентация в триизмерно пространство.

Пример за използване на 3-осен жироскоп, акселерометър и магнитометър (система MinImu9) за ориентация в 3D пространство.

- Arduino и LCD дисплей.

Поддръжка на LCD дисплей с HD44780 контролер, използващ модула Arduino.

- Управление на постоянен двигател с помощта на платформата Arduino.

Пример за манипулационни модули (H-мостове), използвани за контрол на посоката и скоростта на DC двигателите.

- Свързване към Ethernet мрежа

Arduino връзка с Ethernet ENC28J60 модул.