Първи стъпки с Arduino: Какво трябва да знаете: 4 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

Работя с Arduino и електрониката от много години и все още се уча. В този непрекъснато разширяващ се свят на микроконтролери е лесно да се изгубите и да правите кръгове около себе си, опитвайки се да намерите информация.

В тази инструкция ще ви покажа:

Какво представлява и прави Arduino.

Откъде да започнем с Arduino.

Как да намерите полезни ресурси.

Това са всичко, което научих чрез опит и са изпитани методи за успех. Няма да отрека, че вероятно има стотици различни уроци за започване с Arduino, но това са нещата, които намерих за най -полезни в ранните си дни. Така че следвайте и нека изследваме чудесния свят на Arduino.

Моля, обърнете внимание: Някои от снимките в тази инструкция са екранни снимки. Изображенията, които съдържат, са собственост на съответните им собственици и може да са обект на авторско право. Събрах ги тук като периферни устройства, за да помогна за развитието на моя Instructable като образователен ресурс с нестопанска цел, в съответствие с доктрината за честна употреба.

Стъпка 1: Arduino: Какво е това и какво прави?

Arduino е електронна платформа с отворен код, предназначена за създатели, базирана на прост и лесен за използване хардуер и взаимозаменяема гама от сензори, манипулатори и дисплеи. Терминът, в по-широк смисъл, обикновено се използва за обозначаване на голямо поле от микроконтролери, базирани на микрочипове Atmel.

Лаически казано, те са като опростени, миниатюрни компютри. Както можете да си представите, това е огромно, постоянно разширяващо се поле със стотици варианти на микроконтролери, конфигурации и сензорно оборудване. Тук го ограничих до основите.

В тази инструкция ще разгледам 3 от най -популярните дъски на Arduino (които също са ми любими):

Уно, Нано, и Мега

Ще разгледам и използването на IDE (програмата, която използваме за кодиране на Arduino), щитове и сензори.

За да научите повече за конкретни дъски, вижте стъпката „Ресурси“

Полезни термини и определения:

Микроконтролер: Всяка програмируема верига, базирана на затворен код от условия и закъснения. Да не се бърка с микропроцесор, който или се отнася до самия контролен чип, или до много по-сложна платка като RaspberryPi.

Платка: Хардуерът, около който е базирана Arduino, обикновено се използва за препратка към самия микроконтролер ("платката Arduino Uno")

Щит: Удължаване на платка, обикновено проектирана за перфектно поставяне върху вече съществуващата конфигурация на щифтове, която увеличава оформлението и добавя функции, които вече не са вградени към основната платка (напр. Щитът на двигателя позволява управление на двигатели, Ethernet щита добавя възможност за използване на интернет функции, Bluetooth щитът добавя Bluetooth връзка и т.н.)

IDE (по -точно IDE на Arduino): Софтуерът, който най -често се използва за писане и качване на код на дъска на Arduino. Има и възможност да го използвате за други дъски, които не са Arduino, като RaspberryPi.

Библиотека: допълнение към кода като отделен файл, използван за добавяне на допълнителни функции и позволяваща съвместимост със щитове и компоненти, без да е необходимо да се познават изключително дълги и сложни функции и алгоритми.

Сензор: всичко, което може да приема физически вход и да го прехвърля към електрически сигнал

Uno:

Arduino Uno е най -емблематичната и може би най -популярната дъска Arduino, която можете да получите. Той има 14 цифрови входно/изходни щифта, които могат да варират между включени и изключени, 6 от които са в състояние да използват PWM или модулация на ширината на импулса, която променя изходното напрежение чрез включване и изключване на щифта (импулсът се променя бързо ') на различни интервали ("ширината"), за да направи изхода по -висок или по -нисък ("модулация"). Той също така има 6 пина за аналогов вход. Всички пинове могат да се използват като вход или изход, а някои от пиновете имат специални функции, когато се използват със специфични екрани и библиотеки.

Забавен факт: Arduino Uno има по-голяма изчислителна мощ от компютрите с размер на помещението, използвани за ранните мисии на Луната на Аполо, и се побира в ръката ви!

Повечето щитове са базирани и построени за Arduino Uno и това обикновено се счита за най -добрата дъска, с която да започнете като начинаещ. И съм напълно съгласен. Uno може да не е най -универсалният, но със сигурност е най -лесният за настройка и използване и повечето проекти и уроци за Arduino започват с Uno.

Нано:

Това нещо, както подсказва името, е по -малка дъска. Той има по -малко памет от Uno, но иначе споделя повечето от същите функции в много по -малък пакет. Идеята зад Nano е носими и миниатюрни схеми за използване в тесни пространства или върху чувствителни към теглото проекти, като например дронове. Това има по -малко общи щифтове поради по -малкия размер, но също така е по -евтино от Uno и ще побере повече места.

Мега:

Отново името казва всичко. Тази платка е по -дълга от Uno и има общо 54 цифрови входно/изходни пина, 15 от които са с възможност за ШИМ и 16 аналогови входни пина. Тази дъска е за по -големи, по -добри и по -големи проекти. И да, нарочно се повторих. Тази платка е огромна и е съвместима с повечето от същите щитове като Uno, тъй като споделя същата първоначална конфигурация на щифтове. Той също така има увеличена памет, така че може да изпълнява по -големи програми по -лесно.

IDE:

Arduino IDE е сравнително проста платформа за използване, що се отнася до кодирането. За дъските Arduino той използва собствен език за програмиране, но споделя много от същите характеристики като популярните кодиращи езици като Java и C. Кривата на обучение е много нежна и има стотици примери онлайн и дори вградени в софтуера, който ще ви преведе през някои аспекти на кода. Използвам това от 13 -годишна възраст и все още не знам половината от всичко, което прави, така че не се притеснявайте, не е нужно да сте ас, за да използвате Arduino.

Щитове:

Различните щитове се използват по различен начин. Очевидно. И те също имат различни набори код, необходими за тяхното изпълнение. Но все още не хипервентилирайте, не съм приключил. За повечето от щитовете, които понастоящем можете да закупите, има етикет, вграден примерен код, който вече е в IDE, или много хубав урок онлайн. Всичко, което трябва да направите, е да го намерите. Вижте "Ресурси" за това как да направите това.

Сензори:

Подобно на Shields, различните сензори, манипулатори и дисплеи ще имат различни кодове, свързани с тях. Същият процес за намиране на примери се прилага.

Така че, сега, когато знаете малко повече за Arduino, нека преминем към Къде да започнем.

Стъпка 2: Как и откъде да започнете с Arduino

Както споменах в последната стъпка, микроконтролерите Arduino обхващат огромна гама от различни платки и оборудване. В тази стъпка ще ви дам няколко насоки откъде да започнете и какво да получите първо.

Вероятно най -полезният съвет, който мога да ви дам предварително, е следният: Започнете просто. Да се научиш да използваш Arduino е процес, който отнема време и ако се опиташ да направиш твърде много наведнъж, само ще се разочароваш. Започнах хобито си в Arduino с мигащи светодиоди. И знаете ли какво обичам да правя най -добре, от всички неща, за които използвам Arduino? Мигащи светодиоди. Така че наистина, каквито и да са вашите амбиции за използване на Arduino, бих препоръчал сериозно първо да изпробвате примерите Blink и Fade в Arduino IDE и да поиграете с тях, преди да опитате нещо сложно.

Къде да започна:

Запитайте се следното: За какво искате да използвате Arduino? Този въпрос ще определи какво трябва да търсите в дъска на Arduino, преди да получите първата си.

Ако наистина не знаете или просто имате предвид нещо просто като малък робот, бих препоръчал Uno. Ако искате да правите носими или миниатюрни схеми, бих предложил Nano (или Micro, в зависимост от сложността на това, което искате да направите). Ако искате голям проект, като 3D принтер, голям робот или сензорна мрежа, бих предложил Mega. Ако тежката обработка и пресичането на данни е вашият проект по избор, тогава нулата или дължимото биха били добра идея. И ако искате компютърен интерфейс, т.е. персонализирана клавиатура, джойстик или мишка, тогава Leonardo е за вас. И списъкът не свършва дотук. Има все по -голям брой дъски на Arduino, а тези, които споменах тук, са само основите. Има дъски като Yún или Tian, които могат да работят с Linux и в основата си действат като малки версии на пълноценни компютри, както и много варианти на останалите дъски, които споменах, които добавят различни функции и специалности за определен диапазон от проекти.

За повече подробности относно конкретни дъски и за пълен списък с дъски вижте следващата ми стъпка „Ресурси“.

Какво да получите първо:

Започнете, като вземете самата дъска. И не се отчайвайте, когато видите ценовите етикети на официалния сайт на Arduino. Макар честно мога да кажа, че марката Arduino Arduinos е с много по -високо качество и гарантирано е в работно състояние, аз наистина не обичам да харча толкова много пари само за един артикул. Преминете към Amazon и те имат клонирани версии на Arduino, които наистина са едно и също нещо, направено от различни компании, на по -малко от половината цена. Или бих могъл да взема същата платка и комплект части, на същата цена бих могъл да получа истински Arduino. Ако обаче имате пари за харчене, купувайте от официалните хора на Arduino, защото те са момчетата, които разработват повечето от новите микроконтролери и поддържат софтуера, използван за кодирането им. Изборът наистина е ваш.

Ако планирате да получите Uno или Mega, бих препоръчал сериозно да вземете начален комплект. Съставих списък с връзки към няколко различни в следващата си стъпка. Стартовите комплекти ще дойдат не само със самия Arduino, но и с цял тон полезни сензори и компоненти, включително най-добрият приятел на всеки конструктор на вериги: макет. И най -добрата част? Стартовите комплекти всъщност са по -евтини от закупуването на всички компоненти поотделно. С много. Например проект, който би ми струвал около 100 евро за изграждането, ми струваше само 50 евро, защото намерих някои добри начални комплекти, а след това успях да изградя още три проекта с останалите компоненти.

Ако не получите Uno или Mega, все пак бих препоръчал стартов комплект, който идва само със сензорите и допълнителните компоненти, а не платка Arduino. Между другото, това е нещо, на което трябва да внимавате. Когато купувате стартов комплект, не забравяйте да проверите дали действително включва всички компоненти на снимките, защото някои ще кажат „за Arduino“и ще покажат Uno, но всъщност не идват с такъв. Обикновено ще има списък с части, където можете да проверите съдържанието на комплекта.

След като имате Arduino, следващата стъпка е да изтеглите IDE и да намерите някои добри уроци. Прочетете в следващата ми стъпка, за да разберете най -добрите места за получаването им.

Стъпка 3: Ресурси

В тази стъпка ще посоча някои много удобни ресурси за всички DIYers, които използват Arduino, както и как да намерят повече. Ще включа и списък с добри места за закупуване на продукти на Arduino и няколко от любимите ми комплекти за стартиране.

IDE:

IDE е централен за всички проекти на Arduino. За щастие, той също е безплатен за изтегляне, въпреки че можете да направите дарение на хората, които са го написали, ако решите. Можете да намерите всички негови версии чрез тази връзка. Тук има и удобна справка.

Библиотеки:

Arduino IDE идва с редица вградени библиотеки за разширена функционалност, но намирам, че винаги имам няколко компонента, които не се поддържат директно. Когато това се случи, обикновено търся в Google компонента с думите за търсене „Библиотека Arduino“до него, за да намеря коя библиотека е най -популярна (и следователно вероятно най -полезна). Друг начин да ги намерите е чрез уебсайта на Arduino, Arduino.cc. Най -доброто място, където можете да отидете например кодове и библиотеки, е Github.com. Тези момчета имат всичко, що се отнася до библиотеки, изходен код, вариации на IDE или нещо друго, свързано със софтуера.

Табла:

За да научите за повечето от дъските на Arduino и най -популярните щитове, тази страница е ресурсът за вас, с връзки към всички спецификации, схеми и обяснения за всеки компонент на Arduino.

Код и справка:

За да разберете какво прави всеки ред код и как се използва, референтният раздел на уебсайта на Arduino е мястото, където да отидете. Единственото ограничение е, че не включва нито една от специалните функции за библиотеки, които не са направени от Arduino.

Уроци и насоки:

За уроци по Arduino страницата с уроци е добро начало. За по -задълбочени уроци и проекти, https://learn.adafruit.com/ и https://create.arduino.cc/projecthub са добри места за разглеждане, в допълнение към тук на Instructables.

За насоки от опитни членове на общността, официалният форум на Arduino е може би най -доброто място за посещение.

Намиране на още ресурси:

През повечето време най -доброто нещо, което трябва да направите, е да търсите в Google това, което търсите. Понякога обаче информацията може да бъде неуловима. В тези случаи се озовавам да разглеждам проекти и уроци и форума на Arduino, търсейки препратки към добри ресурси. Ако не намеря такъв, просто влизам във форума и питам, защото е по -добре да се обзаложите, че с всички хиляди хора, тичащи из форума, някой ще знае как да ви помогне.

Стартови комплекти:

Ето някои от любимите ми комплекти, които препоръчвам на начинаещи, изучаващи Arduino. Те имат всички компоненти, от които ще се нуждаете, за да научите основите (и някои от сложностите) на кодирането и схемите.

Най -добрите цени, най -висококачествените комплекти, които съм намерил досега, с най -много поддръжка и най -добро обслужване на клиенти, се продават от компания, наречена Elegoo. Въпреки че те също продават комплектите си през Amazon, свързах официалния сайт, защото има тенденция да има по -добро описание на включените компоненти в комплектите. Те обаче не са официални платки или комплекти на Arduino, така че имайте предвид, че не поддържате сайта на Arduino, когато ги купувате.

Ако имате пари за харчене, наистина бих предложил да вземете официалния стартов комплект Arduino/Genuino. Той има най-доброто ръководство и документация за начинаещи от всеки комплект на пазара, а проектите също са доста готини.

Най -доброто място, различно от Amazon, за получаване на индивидуални сензори, щитове и такива е магазинът Adafruit. Те са с най -високо качество и всеки компонент има лесно достъпна индивидуална онлайн документация.

Моля, обърнете внимание, че това са моите мнения и препоръки, за да не се бърка с факта. Всички покупки, които правите, са по ваш избор и предлагам да проучите различни комплекти, преди да купите такъв.

Стъпка 4: Епилог

Така че сега, можете смело да отидете в света на микроконтролерите и Arduino и да започнете с увереността, че знаете къде са вашите ресурси, ако възникнат проблеми. По -горе са куп снимки на различни проекти, които направих тук на Instructables с Arduino, само за да ви дам да опитате безкрайните възможности и да се надяваме да ви вдъхновим да направите нещо страхотно.

Ако някога имате въпрос относно Arduino, не се колебайте да ме попитате, но имайте предвид, че Arduino Forum би бил много по -добро място да попитате и те са почти гарантирани, че ще ви помогнат. Не знам всичко, така че не приемайте нищо, което казвам за даденост, потърсете го сами, ако искате да знаете със сигурност.

Моля, гласувайте, ако това ви е харесало или сте научили нещо, докато четете това!

Както винаги, това са проектите на Dangerously Explosive, неговата мисия през целия живот, „да изгради смело това, което искаш да построиш, и още!“

Можете да намерите останалите ми проекти тук.