Uvod u Arduino: 18 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:04

Jeste li se ikada zapitali da napravite vlastite uređaje poput meteorološke stanice, nadzorne ploče automobila za praćenje goriva, praćenje brzine i lokacije ili kontrolu kućnih aparata kontroliranih pametnim telefonima ili ste se ikada zapitali o izradi sofisticiranih robota koji mogu govoriti, hodati i pomicati ruke ili šta je sa izradom vlastitih uređaja za mp3 plejer, pravljenjem uređaja za otkrivanje otisaka prstiju, automatizovanog sistema za zalijevanje biljaka, senzora za zemljotres, voki -toki -a ili daljinskim upravljanjem sa CCTV kamerama zasnovanim sistemom nadzora. Ako ste se ikada zapitali i voljni ste dati svoj doprinos u digitalizaciji svijeta, vjerujte da možete napraviti sve stvari koje želite stvoriti, a zatim morate poznavati osnovnu elektroniku i mikrokontrolere. Mikrokontroler je kompaktni dizajn integriranog kruga koji prima ulaze iz različitih senzora, tj. Senzora temperature, senzora detekcije pokreta, senzora za pronalaženje dometa itd. I programiran je za dobivanje željenog izlaza iz aktuatora, odnosno LED -a, motora, releja itd. Poznavajući današnji otvoreni izvor Učenje, razumijevanje i izrada takvih uređaja u svijetu nije težak zadatak uz veliki doprinos zajednice Arduino svijetu, dostupan je svakom hobisti i inženjeru širom svijeta.

Arduino je hardverska i softverska platforma otvorenog koda za hobiste i inženjere koji čitaju ulaze s različitih senzora, obrađuju te unose i pružaju željene rezultate pokretanjem različitih pokretača, tj. U osnovi se može reći da Arduino može biti mozak mnogih projekata.

Korak 1: Vrste Arduina

Postoje različite vrste Arduino ploča s različitim brojem analognih, digitalnih i PWM pinova, a sjajna je stvar što možete lako početi raditi s bilo kojom od njih. Ovdje su navedeni različiti Arduino dodaci.

● Arduino Uno

● Arduino Due

● Arduino Mega

● Arduino Leonardo ploča

● Lillypad Arduino ploča

Korak 2: Arduino Uno

Većina početnika počinje koristiti Arduino Uno, on ima ugrađen glavni mikrokontroler ATMegga328 koji ima memoriju od 2KB SRAM -a i 32KB flash, ima 14 digitalnih I/0 u kojima je 6 PWM i 6 analognih izlaza. tipku za resetiranje, utičnicu za napajanje, USB vezu i još mnogo toga. Uključuje sve potrebno za držanje mikrokontrolera; jednostavno ga priključite na računalo uz pomoć USB kabela i dajte napajanje za početak pomoću adaptera naizmjenične struje ili baterije.

Korak 3: Arduino Due

Glavni mikrokontroler Arduino Due je AT91SAM38XE sa memorijom od 96KB SRAM, 512KB flash sastoji se od 54 digitalna pina od kojih je 12 PWM i ima 16 analognih ulaznih pinova

Korak 4: Arduino Mega

Sadrži ATmea2560 kao mikrokontroler sa memorijom od 8KB

SRAM i 256KB blic sa 54 digitalna IO pina u kojima je 12 PWM i 16 analognih ulaznih pinova, dugme za resetovanje, utičnica za napajanje, USB veza i dugme za resetovanje. Uključuje sve potrebno za držanje mikrokontrolera; jednostavno ga priključite na računalo uz pomoć USB kabela i dajte napajanje za početak pomoću adaptera naizmjenične struje ili baterije. Ogroman broj pinova čini ovu Arduino ploču vrlo korisnom za dizajniranje projekata koji trebaju hrpu digitalnih ulaza ili izlaza poput dugmadi za puno.

Korak 5: Arduino Leonardo

Njegov glavni mikrokontroler je ATmega32u4 sa memorijom od 2.5KB SRAM i 32KB flash sa 20 digitalnih IO pinova i 12 analognih ulaznih pinova. Prva razvojna ploča Arduina je Leonardova ploča. Ova ploča koristi jedan mikrokontroler zajedno s USB -om. To znači da može biti i vrlo jednostavno i jeftino. Budući da ova ploča direktno upravlja USB -om, programske biblioteke su dostupne, što Arduino ploči omogućava da prati tastaturu računara, miša itd.

Korak 6: LilyPad Arduino ploča

Lily Pad Arduino ploča nosiva je tehnologija e-tekstila. Svaka ploča je maštovito dizajnirana s ogromnim jastučićima za povezivanje i glatkom stražnjom stranom kako bi se mogla ušiti u odjeću pomoću provodnih niti. Ovaj Arduino također sadrži I/O, napajanje, kao i senzorske ploče koje su izrađene posebno za e-tekstil. Ove se čak mogu prati!

Korak 7: Alati za Arduino razvojno okruženje

Arduino programski jezik:

Arduino je programiran u C ++ koji se koristi u različitim aspektima projekata poput razvoja softvera, ali se za Arduino C ++ koristi s dodatnim funkcijama. Možete stvoriti Arduino skicu, Arduino skica je naziv koji se daje datoteci koda Arduino. Kôd pišete u Arduino IDE. Ove skice se mogu spremiti u fascikle projekta, a IDE daje mogućnost kompajliranja C ++ koda na mašinskom jeziku i postavljanja na Arduino ploču.

Arduino IDE

Arduino IDE (Integrirano razvojno okruženje) je C ++ alat za uređivanje, sastavljanje i učitavanje gdje možete pisati svoj program za programiranje IO pinova za različite svrhe, a možete koristiti i biblioteke otvorenog koda za pisanje sofisticiranih programa integriranih s različitim funkcijama, o čemu ćemo kasnije govoriti detaljno razgovarati o bibliotekama.

Korak 8: Instalacija Arduino IDE -a

Korak 1. Preuzmite Arduino IDE

Korak 2. Sačekajte da se proces preuzimanja dovrši.

Korak 3. Instalirajte softver i odaberite komponente koje želite instalirati, kao i lokaciju za instaliranje.

Korak 4. Prihvatite instalaciju upravljačkog programa na Windows 10

Korak 9: Instaliranje Arduino upravljačkog programa

Idite na Start-> upišite Upravitelj uređaja’> dvaput kliknite prvi rezultat da biste pokrenuli Upravitelj uređaja.

1. Idite na Ports> locirajte Arduino UNO port

2. U slučaju da ne možete pronaći taj port, idite na Other Devices i pronađite Unknown Device

3. Odaberite Arduino UNO port> kliknite na Update Driver.

4. Odaberite opciju ‘Pretražuj upravljački program na mom računaru’> idite na lokaciju za preuzimanje softvera Arduino> odaberite datoteku arduino.inf/Arduino UNO.inf (ovisno o verziji softvera)

5. Sačekajte dok Windows ne završi proces instaliranja upravljačkog programa.

Sada kada ste instalirali Arduino softver i upravljački program na svoje računalo, vrijeme je da otvorite svoju prvu skicu. Odaberite vrstu ploče i port i učitajte program kako biste bili sigurni da je ploča ispravna.

Korak 10: Grafički prikaz Arduino IDE -a

Kako se Arduino IDE koristi za uređivanje, spremanje, kompajliranje i postavljanje koda u Arduino, evo grafičkog prikaza Arduino IDE -a.

Korak 11: Otvaranje nove datoteke u Arduino IDE -u

Za otvaranje nove datoteke kliknite na file-> new

Korak 12: Za spremanje Arduino skice

Otvorit će se nova datoteka

Korak 1: Da biste spremili Arduino skicu, idite na Datoteka-> spremi Otvorit će se prozor za spremanje skice

Korak 2: Preimenujte Arduino Sketch i kliknite gumb za spremanje. Skica će biti sačuvana.

Korak 13: Primjeri programa Arduino

Arduino IDE uključuje mnoge primjere programa za učenje i izradu projekata od njih. Ovi primjeri se odnose na treptanje LED -a, analogni i digitalni ulazni izlaz, serijsku komunikaciju, senzor itd.

Za otvaranje primjera programa LED blink kliknite Datoteka-> Primjer-> Osnove-> Treptanje

Korak 14: Arduino biblioteke

Prema Arduino zajednici „Biblioteke su zbirka koda koja vam olakšava povezivanje sa senzorom, ekranom, modulom itd. Na primjer, ugrađena biblioteka LiquidCrystal olakšava razgovor sa LCD ekranima sa znakovima. Na Internetu je na raspolaganju stotine dodatnih biblioteka za preuzimanje”. Biblioteke uključuju uobičajene metode i funkcije, poput upravljačkih programa ili pomoćnih funkcija pomoću biblioteka, postaje lako programirati bez kodiranja mnogih redova koje možete koristiti za prethodnu izradu programa. Na Internetu su dostupne razne biblioteke otvorenog koda, Arduino IDE također nudi biblioteke koje je izgradila Arduino zajednica, poput biblioteke za upravljanje servo motorima, Ethernetom itd. Arduino IDE također nudi mogućnost instaliranja i korištenja vanjskih biblioteka koje također možete napravite vlastite biblioteke i instalirajte ih u Arduino IDE.

Način instalacije Arduino biblioteke

Postoje dva načina pomoću kojih možemo instalirati biblioteku u Arduino IDE, jedan je putem Arduino IDE -ovog Upravitelja bibliotekama, a drugi je pomoću.zip datoteke. Većina biblioteka je dostupna na Arduino upravitelju biblioteka, ali postoje mnoge biblioteke koje programeri sami izrađuju i učiniti ih dostupnim na githubu pa imamo obje mogućnosti, ali možemo koristiti bilo koju od obje.

Instalacija biblioteke pomoću programa Library Manager

Za instaliranje biblioteke pomoću upravitelja biblioteka kliknite na skicu-> uključi biblioteku-> Upravljaj bibliotekama

Nakon što se ovaj upravitelj biblioteke otvori, ovdje možete vidjeti biblioteke koje su već instalirane. U ovom primjeru instalirat ćemo RTCZero. Za ovo morate potražiti biblioteku RTCZero kada pronađete da odaberete njegovu verziju i kliknete na gumb za instalaciju, instalacija će započeti.

Uvoz.zip biblioteke

Biblioteke se često distribuiraju kao ZIP datoteka ili fascikla. Ime fascikle je naziv biblioteke. Unutar fascikle će biti.cpp datoteka,.h datoteka i često datoteka keywords.txt, fascikla sa primjerima i druge datoteke koje biblioteka zahtijeva.

Za instaliranje zip biblioteke kliknite skica-> Uključi biblioteku-> Dodaj.zip biblioteku

Otvorit će se prozor Browse, tamo postavite lokaciju na koju se čuva zip biblioteka i kliknite gumb za otvaranje

Korak 15: Arduino IDE prečaci

Arduino IDE ima neke kratke tipke pomoću kojih možemo raditi različite funkcije, poput sastavljanja, postavljanja spremanja itd.

Korak 16: Arduino IO pinovi

Arduino je prototipna ploča koja obično dolazi s različitom konfiguracijom I/O (ulaz/izlaz) pinova, pinovi su ili analogni ili digitalni,

Analog Pin

Analogni pinovi su zapravo ulazni pinovi koji se obično koriste za čitanje fizičkih podataka kao ulaza ili je to pin koji može čitati fizičke podatke sa senzora, senzor je uređaj koji može pretvoriti fizičku energiju u električnu. Arduino može čitati ovu električnu energiju kao električni signal pomoću analognih pinova

Digitalni pin

Digitalni pin može biti i INPUT i OUTPUT pin tako da se po imenu može čitati INPUT i pisati OUTPUT u digitalnom obliku. Digitalni podaci su u obliku HIGH ili LOW gdje HIGH znači UKLJUČENO i LOW znači OFF, na primjer ako je LED dioda priključena na Arduino digitalne pinove, a vi programirate ovaj pin da bude VISOK, na kraju će se LED uključiti i programirajući ga da postane LOW LED dioda će se isključiti.

Igle za modulaciju širine impulsa

Neki od digitalnih pinova u Arduinu imaju dodatnu funkcionalnost pružanja analognog izlaza i nazivaju se PWM pinovi, funkcija PWM pinova je da upisuju OUTPUT u rasponu nivoa između HIGH i LOW nivoa, pretpostavimo da je LED spojen na PWM pin i želite kontrolirati svjetlinu LED-a ili je motor priključen na PWM pin i želite kontrolirati brzinu motora možete dodijeliti vrijednost od 0-255 za kontrolu svjetline ili brzine.

Korak 17: Arduino LED Blink program

Kako su Arduino IDE i upravljački program instalirani, povežite se s programom

Arduino za treptanje LED diode potrebne su za dolje navedene komponente

Komponente koje se koriste za LED Blink Project

● Arduino Uno

● USB kabel tipa A/B

● Otpor 220 Ohma

● LED

● Oglasna ploča

Shematski

Spojite Arduino Uno pin 5 na 220 ohm otpornik i spojite drugi pin otpornika na Led anodni (+) pin i spojite GND pin Arduino Uno na LED katodni (-) pin.

Pisanje programa za treptanje LED diode

Korak 1. Otvorite Arduino IDE.

Korak 2. Otvorite novu skicu

Korak 3. Sačuvajte novu skicu kao LED BLINK PROGRAM i obrišite program

Korak 4. Odaberite ploču klikom na Alati-> Ploča:-> Arduino Uno

Korak 5. Odaberite COM port klikom na Tools-> Port

Korak 6. Kliknite na dugme Compile

Korak 7. Sačekajte da se kompilacija završi, a zatim kliknite na dugme Upload

Vidjet ćete poruku "Gotovo učitavanje" jer vidite ovu poruku da će LED dioda spojena na pin 5 Arduina treptati nakon sekunde.

Korak 18: Serijski monitor

Arduino IDE ima značajku koja može biti od velike pomoći pri otklanjanju grešaka u skicama ili kontroli Arduina sa tastature vašeg računara. Serijski monitor je zasebni iskačući prozor koji djeluje kao zaseban terminal koji komunicira primanjem i slanjem serijskih podataka.

Možete izmijeniti program LED bljeskanja da vidite status LED -a spojenog na pin 5 Arduina je VISAK ili NISAK na vašem računaru koristeći Arduino IDE -ov serijski monitor koristeći mogućnost serijske komunikacije Arduina, da biste to učinili prvo morate postaviti serijski baudrate do 9600 baud rate jednostavno se definira kao brzina prijenosa podataka s Arduina na računalo ili obrnuto u smislu bita u sekundi, pa je postavljanje baud rate na 9600 slično kao što je brzina prijenosa 9600 bita u sekundi.

Pisanje programa za treptanje LED diode

Korak 1. Otvorite Arduino IDE.

Korak 2. Otvorite novu skicu

Korak 3. Sačuvajte novu skicu kao LED BLINK PROGRAM i napišite program

Korak 4. Odaberite ploču klikom na Alati-> Ploča:-> Arduino Uno

Korak 5. Odaberite COM port klikom na Tools-> Port

Korak 6. Kliknite na dugme Compile

Korak 7. Sačekajte da se kompilacija završi, a zatim kliknite na dugme Upload

Korak 8. Otvorite serijski monitor pritiskom na Ctrl+Shift+m ili klikom na gornji desni ugao.

Korak 9. Postavite brzinu prijenosa serijskog monitora jer i Arduino i računalo moraju imati istu brzinu prijenosa za serijsku komunikaciju.

Ovdje ćete vidjeti čim LED postane VIŠA ili NISKA, poruka se serijski štampa na serijskom monitoru