Arduino osnovni vodič za početnike: 6 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

1. Šta je Arduino?

Arduino je platforma za ugrađene sisteme, uglavnom zasnovana na 8-bitnim mikrokontrolerima iz porodice AVR. Izuzetak je Arduino Due koji koristi 32-bitno ARM Cortex jezgro. Drugim riječima, radi se o štampanoj ploči s mikrokontrolerom i izlazima koji mogu upravljati vanjskim uređajima, npr. Senzorima, motornim kontrolerima, ekranima itd. Zahvaljujući zlatnim konektorima, moduli se mogu povezati pomoću javno dostupnih spojnih kabela.

Većina verzija Arduina ne zahtijeva vanjskog programera. Sve što trebate učiniti je povezati se s računarom pomoću miniUSB-USB kabela.

Jedna od prednosti platforme je vlastito besplatno okruženje s nebrojenim bibliotekama, primjerima, vodičima za rukovanje različitim vrstama vanjskih uređaja.

2. Za koga je platforma?

Arduino je namijenjen početnicima i naprednim programerima elektronike.

Osoba koja započinje avanturu s ovom vrstom sistema uštedjet će mnogo vremena i živaca pri konfiguriranju programera, provjeri veza i instaliranju upravljačkih programa. Poznato je da je najbolje učiti na primjerima. Za Arduino ih ima mnogo na web stranici projekta i na cijelom internetu.

Naprednijim će se korisnicima svidjeti brojne biblioteke, obje zadane (uključujući: EEPROM, Ethernet, Display, Servo, SPI, TWI, WiFi), kao i datoteke koje su stavili na raspolaganje proizvođači elektroničkih modula (npr. Naš dobavljač - Pololu).

Primjer:

Podrška za popularni 16x2 LCD ekran svodi se na nekoliko jednostavnih linija koda:

LiquidCrystal lcd (12, 11, 5, 4, 3, 2); // povećanje vodova

lcd.begin (16, 2); // Navedite tip prikaza sa 16 stupaca, 2 retka

lcd.print ("Hello World"); // Omogućava prikaz teksta za prikaz

Cijeli kôd koji prikazuje riječi "Hello World" i dijagram povezivanja zaslona mogu se pronaći na: Arduino.cc.

3. Koju verziju izabrati?

Izbor verzije ovisi o namjeni modula. U našoj trgovini dostupni su:

Korak 1: Arduino Uno R3

Arduino Uno R3

Najjednostavnija verzija modula. Na ploči ćete pronaći:

· Atmega328 mikrokontroler (32kB Flash, SRAM 2kB, 16MHz takt)

· 14 digitalnih ulaza / izlaza - na koje se, na primjer, mogu spojiti LED diode, tipke, ekrani itd.

· 6 PWM izlaza - na primjer za kontrolu brzine vrtnje motora, postavljanje servo položaja

· 6 analognih ulaza - omogućuju rad svih vrsta senzora, pretvarača s analognim izlazom

Komunikacioni interfejsi:

· UART - jedan od najjednostavnijih načina razmjene podataka s računalom

· I2C / TWI - podrška za senzore, vremenska kola

· SPI - komunikacija s brzim pretvaračima ili vanjskim memorijama

Napajanje:

· USB ili vanjski izvor (npr. AC adapter)

Arduino Uno je dobar izbor za relativno jednostavne, male projekte. Možete ga uspješno implementirati, na primjer, upravljanje motorom, kontrola rasvjete s korisničkim sučeljem, LCD zaslon. Modul se preporučuje i korisnicima koji ulaze u svijet mikrokontrolera i ugrađenih sistema.

Korak 2: Arduino Leonardo

Arduino Leonardo

· Druga verzija, na kojoj možemo pronaći:

· ATmega32u4 mikrokontroler (32kB Flash, 2.5kB SRAM, 16MHz takt)

· 20 digitalnih ulaza / izlaza - na koje se, na primjer, mogu spojiti LED diode, tipke, ekrani itd.

· 7 PWM izlaza

· 12 analognih ulaza - dva puta više od verzije Uno, to znači mogućnost povezivanja više senzora sa analognim izlazom

Komunikacioni interfejsi:

· UART - jedan od najjednostavnijih načina razmjene podataka s računalom

· I2C / TWI - podrška za senzore, vremenska kola

· SPI - komunikacija s brzim pretvaračima ili vanjskim memorijama

· USB - omogućava povezivanje popularnih računarskih uređaja

· Napajanje: USB ili vanjski izvor (npr. AC adapter)

Ako naš projekt želi koristiti uređaj koji se povezuje putem USB sučelja, Arduino Leonardo će biti savršen izbor. Sistem ima integrirani USB kontroler, po čemu se razlikuje od ostalih.

Proizvođač također nudi verzije sa "niskim profilom". Ploča nema konektore, korisnik ih može lemiti po vlastitom nahođenju. Svi elementi su u površinski lemljenim kućištima. Opcija je korisna kada se naš projekt mora razmnožavati na malom prostoru.

Korak 3: Arduino Mega 2560

Arduino Mega 2560

Verzija dizajnirana za implementaciju opsežnijih projekata. Ima čak 54 digitalna ulaza / izlaza, više memorije i više komunikacijskih sučelja nego Arduino UNO i Leonardo. Ploča sadrži: ATmega2560 iz porodice AVR (Flash 256kB, SRAM 8kB, EEPROM 4kb taktna frekvencija 16MHz) 54 digitalna ulaza / izlaza opće namjene 14 PWM izlaza16 analognih ulaza - Komunikacijski interfejsi: 4 xUART - jedan od najjednostavnijih načina razmjene podataka sa PCI2C / TWI - podrška za senzore, vremenska kola SPI - komunikacija sa brzim pretvaračima ili vanjskim memorijama Napajanje: USB ili vanjski izvor (npr. AC adapter) Modul je skuplji od prethodnih verzija, ali ima više opcija. Mikrokontroler Atmega2560 ima bogatu periferiju i veliku količinu memorije. 256kB Flash - omogućava vam podršku proširenom kodu, 4kB EEPROMU za pisanje velikog broja podataka.

Korak 4: Arduino Mega ADK

Arduino Mega ADK

Osim prednosti Arduino Mega, ADK ima i mogućnost povezivanja sa Android sistemom putem USB sučelja kojim upravlja čip MAX34210. Specifikacija modula je slična Arduino Mega:

· ATmega2560 iz porodice AVR (Flash 256kB, SRAM 8kB, EEPROM 4kb radna takt 16MHz)

· 54 digitalna ulaza / izlaza opće namjene

· 14 PWM izlaza

· 16 analognih ulaza

Komunikacioni interfejsi:

· 4 xUART - jedan od najjednostavnijih načina za razmjenu podataka s računarom

· I2C / TWI - podrška za senzore, vremenska kola

· SPI - komunikacija s brzim pretvaračima ili vanjskim memorijama

· Napajanje: USB ili vanjski izvor (npr. AC adapter)

ADK verzija je dizajnirana za projekte koji komuniciraju s Androidom. Ugrađeni USB kontroler takođe vam omogućava povezivanje kamere, kontrolera za igru ili kontrolera pokreta.

Korak 5: Arduino Leonardo Ethernet

Arduino Leonardo Ethernet

Glavna prednost modula je lako povezivanje s mrežom. Modul ima mrežnu utičnicu sa Ethernet kontrolerom. Na ploči se nalazi i otvor za microSD memorijsku karticu. Specifikacije slične Arduinu Leonardu:

· Atmoga32u4 mikrokontroler (32kB Flash, 2.5kB SRAM, · Takt 16MHz)

· 20 digitalnih ulaza / izlaza - na koje se, na primjer, mogu spojiti LED diode, tipke, ekrani itd.

· 7 PWM izlaza - na primjer za kontrolu brzine vrtnje motora, postavljanje servo položaja

· 12 analognih ulaza - omogućava upravljanje svim vrstama senzora, pretvarača sa analognim izlazom

Komunikacioni interfejsi:

· UART - jedan od najjednostavnijih načina razmjene podataka s računalom

· I2C / TWI - podrška za senzore, vremenska kola

· SPI - komunikacija s brzim pretvaračima ili vanjskim memorijama

· Napajanje: vanjski izvor (npr. AC adapter)

Ethernet verzija je dizajnirana za projekte koji zahtijevaju povezivanje na mrežu. Pogodnost je i integrirani utor za microSD karticu, na koji se može pohraniti više podataka nego u memoriju samog mikrokontrolera.

Korak 6: Arduino Due

Arduino Due

Zahvaljujući Arduino Due, korisnik može stvarati sisteme pomoću 32-bitnog ARM mikrokontrolera Cortex M3 zasnovanog na Arduino bibliotekama. Specifikacija je sljedeća:

· Napon napajanja: 7V do 12V (preporučeno), 6V-20V (maksimalno)

· Mikrokontroler: AT91 SAM3X8E, rdzeń 32-bitni ARM Cortex M3

· Maksimalna frekvencija takta: 84MHz

· SRAM memorija: 96 kB Flash memorija: 512 kB

· Pinovi I / O: 54

· PWM kanali: 12

· Broj analognih ulaza: 12 (kanali A / D pretvarača)

· D / A pretvarač (digitalno-analogni)

· DMA kontroler

· Serijska sučelja: UART, SPI, I2C, CAN, USB

· Otklanjanje grešaka JTAG

Ploča je namijenjena korisnicima koji žele upoznati najnovija rješenja u svijetu mikrokontrolera. Definitivno ima više mogućnosti od verzija zasnovanih na AVR-u, bogata periferna kola, uključujući digitalno-analogni pretvarač.

Osim gore navedenog, Arduino nudi i:

Arduino Zero M0 Pro - 32 -bitni Cortex M0 - Atmel ATSAMD21G18 32 -bitni modul mikrokontrolera opremljen jezgrom ARM Cortex M -0. Ima 256 KB Flash memorije, 32 KB RAM -a, 14 digitalnih U / I, 12 PWM kanala, 6 analognih ulaza i jedan izlaz te popularna komunikacijska sučelja. Modul radi sa 3.3 V.

Arduino Yún - WiFi - Arduino veza i Linux sistem. Modul zasnovan na sistemu ATmega32u4 koji se koristi u Leonardu omogućava vam bežično programiranje i upravljanje uređajem putem WiFi mreže i odgovarajuće biblioteke. Postoji i Arduino Yun PoE verzija - napaja se iz Ethernet mreže.

Arduino Micro - minijaturni modul zasnovan na Arduinu Leonardu, odlikuje se malom veličinom. Ima AVR Atmega32U4 mikrokontroler. Opremljen sa 20 digitalnih I / O i popularnih komunikacionih interfejsa.

4. Primjeri upotrebe

- Arduino i orijentacija u trodimenzionalnom prostoru.

Primjer korištenja troosnog žiroskopa, akcelerometra i magnetometra (sistem MinImu9) za orijentaciju u 3D prostoru.

- Arduino i LCD ekran.

Podrška za LCD zaslon s HD44780 kontrolerom pomoću Arduino modula.

- Upravljanje istosmjernim motorom pomoću Arduino platforme.

Primjer rukovanja modulima (H-mostovi) koji se koriste za kontrolu smjera i brzine istosmjernih motora.

- Povezivanje na Ethernet mrežu

Arduino veza s Ethernet ENC28J60 modulom.