Početak rada s Arduinom: Šta trebate znati: 4 koraka (sa slikama)

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

Radim s Arduinom i elektronikom već mnogo godina, a još uvijek učim. U ovom svijetu mikrokontrolera koji se stalno širi, lako se izgubiti i kružiti oko sebe pokušavajući pronaći informacije.

U ovom Instructable -u ću vam pokazati:

Šta Arduino jeste i šta radi.

Gdje početi s Arduinom.

Kako pronaći korisne izvore.

Sve su to stvari koje sam naučio iskustvom i isprobane su metode za uspjeh. Neću poreći da vjerojatno postoje stotine različitih vodiča za početak s Arduinom, ali ovo su stvari koje su mi bile najkorisnije u mojim ranim danima. Zato slijedite i istražimo čudesni svijet Arduina.

Napomena: Neke od slika u ovom uputstvu su snimke ekrana. Slike koje sadrže vlasništvo su njihovih vlasnika i mogu biti zaštićene autorskim pravima. Ovdje sam ih sastavio kao periferne uređaje kako bih pomogao u razvoju mog Instructable-a kao neprofitnog obrazovnog resursa, u skladu s doktrinom poštene upotrebe.

Korak 1: Arduino: šta je to i čemu služi?

Arduino je elektronička platforma otvorenog koda dizajnirana za kreatore, zasnovana na jednostavnom i lakom za korištenje hardveru, i izmjenjivom nizu senzora, manipulatora i ekrana. Termin se, u širem smislu, općenito koristi za označavanje velikog polja mikrokontrolera zasnovanih na Atmel mikročipovima.

Laički rečeno, oni su poput pojednostavljenih, minijaturnih računara. Kao što možete zamisliti, ovo je ogromno polje koje se stalno širi, sa stotinama varijacija mikrokontrolera, konfiguracija i senzorske opreme. Ovdje sam ga suzio na osnove.

U ovom Instructable -u ću pregledati 3 najpopularnije Arduino ploče (koje su mi takođe bile omiljene):

Uno, Nano, i The Mega

Također ću razmotriti upotrebu IDE -a (programa koji koristimo za kodiranje Arduina), štitove i senzore.

Da biste saznali više o određenim pločama, pogledajte korak 'Resursi'

Korisni termini i definicije:

Mikrokontroler: Bilo koje programirano kolo zasnovano na petlji koda uslova i kašnjenja. Ne treba se miješati s mikroprocesorom, koji se odnosi ili na sam upravljački čip ili na mnogo složeniju ploču poput RaspberryPi.

Ploča: Hardver oko kojeg je zasnovan Arduino, općenito se koristi za upućivanje na sam mikrokontroler ("Arduino Uno ploča")

Štit: Produžetak ploče, obično dizajniran za savršeno umetanje u već postojeću konfiguraciju pinova, koji poboljšava izgled i dodaje funkcije koje nisu već ugrađene u osnovnu ploču (npr. Štitnik motora omogućuje kontrolu motora, Ethernet štit dodaje mogućnost korištenja internetskih funkcija, Bluetooth štit dodaje bluetooth povezivanje itd.)

IDE (točnije, Arduino IDE): softver koji se najčešće koristi za pisanje i postavljanje koda na Arduino ploču. Postoji i mogućnost korištenja za druge ploče koje nisu Arduino, poput RaspberryPi.

Biblioteka: dodatak kodu kao zasebna datoteka, koristi se za dodavanje dodatnih funkcija i dopušta kompatibilnost sa štitovima i komponentama bez potrebe za poznavanjem izuzetno dugih i složenih funkcija i algoritama.

Senzor: sve što može uzeti fizički ulaz i prenijeti ga na električni signal

Uno:

Arduino Uno je daleko najpoznatija i vjerojatno najpopularnija Arduino ploča koju možete nabaviti. Ima 14 digitalnih I/O pinova, koji se mogu razlikovati između Uključenog i Isključenog, od kojih 6 može koristiti PWM ili Pulse Width Modulation, koji mijenja izlazni napon uključivanjem i isključivanjem pina (puls se brzo mijenja ') u različitim intervalima (' širina ') kako bi izlaz bio veći ili manji (' modulacija '). Takođe ima 6 pinova za analogni ulaz. Svi pinovi se mogu koristiti kao ulaz ili izlaz, a neki pinovi imaju posebne funkcije kada se koriste sa posebnim štitovima i bibliotekama.

Zabavna činjenica: Arduino Uno ima veću procesorsku snagu od računara veličine sobe koji se koriste za rane misije Apollo mjeseca, a staje vam u ruku!

Većina štitova je bazirana oko i izgrađena za Arduino Uno, i općenito se smatra da je to najbolja ploča za početak kao početnik. I slažem se u potpunosti. Uno možda nije najsvestraniji, ali je zasigurno najjednostavniji za postavljanje i korištenje, a većina projekata i vodiča za Arduino počinje s Uno -om.

Nano:

Ova stvar, kao što naziv implicira, je manja ploča. Ima manje memorije od Uno -a, ali inače dijeli većinu istih funkcija u mnogo manjem paketu. Ideja koja stoji iza Nanoa su nosiva i minijaturna kola za upotrebu u uskim prostorima ili na projektima osjetljivim na težinu, poput bespilotnih letjelica. Ovo ima manje ukupnih pinova zbog manje veličine, ali je i jeftinije od Uno -a i stane na više mjesta.

Mega:

Opet, ime govori sve. Ova ploča je dulja od Uno -a i ima ukupno 54 digitalna I/O pina, od kojih 15 podržava PWM i 16 analognih ulaznih pinova. Ova ploča je za veće, bolje i veće projekte. I da, namjerno sam se ponovio. Ova ploča je ogromna i kompatibilna je s većinom istih štitova kao i Uno, jer dijeli istu početnu konfiguraciju pinova. Također ima povećanu memoriju, pa može lakše pokretati veće programe.

IDE:

Arduino IDE je relativno jednostavna platforma za korištenje što se tiče kodiranja. Za Arduino ploče koristi vlastiti programski jezik, ali dijeli mnoge iste karakteristike kao i popularni jezici kodiranja, poput Jave i C. Krivulja učenja je vrlo nježna, a na stotine je primjera na mreži, pa čak i ugrađeno u softver koji vodi vas kroz određene aspekte koda. Koristim ovo od svoje 13. godine i još uvijek ne znam pola onoga što radi, pa ne brinite, ne morate biti as da biste koristili Arduino.

Štitovi:

Različiti štitovi se koriste različito. Očigledno. I oni također imaju različite skupove kodova potrebne za njihovo pokretanje. Ali nemojte još hiperventilirati, nisam završio. Za većinu štitova koje trenutno možete kupiti postoji etier ugrađen primjer koda koji je već na IDE-u ili vrlo lijep vodič na mreži. Sve što trebate učiniti je pronaći ga. Pogledajte "Resursi" kako to učiniti.

Senzori:

Slično kao i Shields, različiti senzori, manipulatori i ekrani imat će različite kodove. Primjenjuje se isti postupak za pronalaženje primjera.

Dakle, sada kada znate nešto više o Arduinu, idemo dalje odakle početi.

Korak 2: Kako i gdje započeti s Arduinom

Kao što sam spomenuo u posljednjem koraku, Arduino mikrokontroleri pokrivaju veliki raspon različitih ploča i opreme. U ovom koraku dat ću vam neke smjernice o tome odakle započeti i šta prvo dobiti.

Vjerovatno najkorisniji savjet koji vam mogu dati unaprijed je sljedeći: Počnite jednostavno. Naučiti koristiti Arduino je proces koji zahtijeva vrijeme, a ako pokušate učiniti previše odjednom, bit ćete samo frustrirani. Svoj hobi započeo sam u Arduinu treptajući LED diode. I znate što od svih stvari za koje koristim Arduino volim raditi najbolje? Trepereće LED diode. Zaista, bez obzira na vaše ambicije za korištenje Arduina, ozbiljno bih preporučio da prvo isprobate primjere Blink -a i Fade -a u Arduino IDE -u i igrate se s njima prije nego pokušate bilo što komplicirano.

Odakle početi:

Zapitajte se ovo: Za što želite koristiti Arduino? Ovo pitanje će odrediti što trebate tražiti na Arduino ploči prije nego što nabavite prvu.

Ako zaista ne znate ili samo imate na umu nešto jednostavno poput malog robota, preporučio bih Uno. Ako želite izrađivati nosive ili minijaturne sklopove, predložio bih Nano (ili Micro, ovisno o složenosti onoga što želite raditi). Ako želite veliki projekt, poput 3D štampača, velikog robota ili senzorske mreže, predložio bih Mega. Ako je teška obrada i hrkanje podataka vaš odabir, tada bi nula ili rok bila dobra ideja. A ako želite računarski interfejs, tj. Prilagođenu tastaturu, džojstik ili miš, Leonardo je za vas. I lista se tu ne završava. Postoji sve veći broj Arduino ploča vani, a one koje sam ovdje spomenuo samo su osnove. Postoje ploče poput Yúna ili Tiana koje mogu pokretati Linux, i u osnovi se ponašati kao male verzije potpuno razvijenih računara, te mnoštvo varijacija na drugim pločama koje sam spomenuo i koje dodaju različite mogućnosti i specijalitete za određeni raspon projekti.

Za više detalja o određenim pločama i za potpunu listu ploča pogledajte moj sljedeći korak, 'Resursi'.

Šta prvo nabaviti:

Počnite tako što ćete nabaviti samu ploču. I nemojte se plašiti kada vidite oznake cijena na službenoj Arduino web stranici. Iako mogu iskreno reći da su Arduino brendovi Arduino mnogo kvalitetniji i zajamčeno ispravni, zaista ne volim trošiti toliko novca samo na jednu stavku. Posjetite Amazon i oni imaju klonirane verzije Arduina, koje su zaista iste stvari različitih kompanija, za manje od pola cijene. Ili bih mogao nabaviti istu ploču i komplet dijelova po istoj cijeni kao i pravi Arduino. Međutim, ako imate novca za potrošiti, kupujte od službenih Arduino ljudi, jer oni su ti koji razvijaju većinu novih mikrokontrolera i podržavaju softver koji se koristi za njihovo kodiranje. Izbor je zaista vaš.

Ako planirate nabaviti Uno ili Mega, ozbiljno bih preporučio nabavku početnog kompleta. Sastavio sam popis veza do nekoliko različitih u svom sljedećem koraku. Početni setovi neće doći samo sa samim Arduinom, već i s čitavom tonom korisnih senzora i komponenti, uključujući najboljeg prijatelja svakog graditelja strujnih krugova: ploču. A najbolji dio? Početni kompleti su zapravo jeftiniji od kupovine svih komponenti zasebno. Mnogo. Na primjer, projekt koji bi me koštao oko 100 eura za izgradnju koštao me samo 50 eura jer sam našao neke dobre početne setove, a zatim sam uspio izgraditi još tri projekta s preostalim komponentama.

Ako ne nabavite Uno ili Mega, ipak bih vam preporučio početni komplet koji dolazi samo sa senzorima i dodatnim komponentama, a ne Arduino ploču. Usput, na ovo treba paziti. Kada kupujete početni komplet, provjerite da li zaista sadrži sve komponente na slikama, jer će neki reći "za Arduino" i prikazati Uno, ali zapravo neće doći s njim. Obično će postojati lista dijelova na kojoj možete provjeriti sadržaj kompleta.

Nakon što nabavite Arduino, sljedeći korak je preuzimanje IDE -a i pronalaženje dobrih vodiča. Čitajte dalje u mom sljedećem koraku kako biste saznali najbolja mjesta za nabavku.

Korak 3: Resursi

U ovom koraku ću vam ukazati na neke vrlo zgodne resurse za sve DIY -e koji koriste Arduino, kao i kako pronaći više. Uključit ću i popis dobrih mjesta za kupnju Arduino proizvoda i nekoliko mojih omiljenih početnih setova.

IDE:

IDE je centralni za sve Arduino projekte. Srećom, također je besplatan za preuzimanje, iako možete odlučiti da donirate ljudima koji su ga napisali. Sve njegove verzije možete pronaći na ovom linku. Ovdje je dostupna i zgodna referenca.

Biblioteke:

Arduino IDE dolazi s brojnim ugrađenim bibliotekama za proširenu funkcionalnost, ali smatram da uvijek imam nekoliko komponenti koje nisu izravno podržane. Kad se to dogodi, obično Google pretražujem komponentu s izrazima za pretraživanje "Arduino biblioteka" pored nje, kako bih otkrio koja je biblioteka najpopularnija (i stoga vjerojatno najkorisnija). Drugi način da ih pronađete je putem web stranice Arduino, Arduino.cc. Međutim, najbolje mjesto za primjere kodova i biblioteka je Github.com. Ovi momci imaju sve što se tiče biblioteka, izvornog koda, varijacija na IDE -u ili bilo čega drugog što se tiče softvera.

Ploče:

Da biste saznali o većini Arduino ploča i najpopularnijih štitova, ova stranica je resurs za vas, s vezama do svih specifikacija, shema i objašnjenja za svaku Arduino komponentu.

Šifra i referenca:

Da biste saznali što svaka linija koda radi i kako se koristi, mjesto na koje trebate otići je referentni odjeljak web stranice Arduino. Jedino ograničenje je što ne uključuje nikakve posebne funkcije za biblioteke koje nije napravio Arduino.

Vodiči i upute:

Za vodiče na Arduinu stranica s vodičima je dobro mjesto za početak. Za detaljnije vodiče i projekte, https://learn.adafruit.com/ i https://create.arduino.cc/projecthub dobra su mjesta za pogledati, osim ovdje na Instructables.

Za smjernice iskusnih članova zajednice, službeni Arduino forum vjerovatno je najbolje mjesto za posjetiti.

Pronalaženje dodatnih resursa:

Dosta vremena, najbolje je učiniti Google ono što tražite. Međutim, ponekad informacije mogu biti nedostižne. U tim slučajevima, zatičem se kako pregledavam projekte i vodiče, te Arduino forum, tražeći reference na dobre resurse. Ako ih ne pronađem, jednostavno odem na forum i pitam, jer bolje se kladite da će sa svim hiljadama ljudi koji trče kroz forum netko znati kako vam pomoći.

Početni kompleti:

Evo nekoliko mojih omiljenih setova koje preporučujem početnicima koji uče Arduino. Imaju sve komponente koje će vam trebati da naučite osnove (i neke složenosti) kodiranja i sklopova.

Komplete s najboljom cijenom i najkvalitetnijim koje sam do sada pronašao, s najvećom podrškom i najboljom korisničkom uslugom, prodaje kompanija Elegoo. Iako svoje setove prodaju i preko Amazona, povezao sam službenu web stranicu jer ima tendenciju da ima bolji opis uključenih komponenti u komplete. Ipak, to nisu službene Arduino ploče ili kompleti, pa imajte na umu da ne podržavate Arduino web stranicu kada ih kupujete.

Ako imate novca za potrošiti, zaista bih predložio nabavku službenog Arduino/Genuino početnog kompleta. Ima najbolji pregled i dokumentaciju za početnike od bilo kojeg kompleta na tržištu, a projekti su također prilično kul.

Najbolje mjesto, osim Amazona, za nabavku pojedinačnih senzora, štitova i slično je trgovina Adafruit. Oni su najkvalitetniji i svaka komponenta ima lako dostupnu pojedinačnu internetsku dokumentaciju.

Imajte na umu da su ovo moja mišljenja i preporuke, da ne bude zabune s činjenicama. Sve kupovine koje napravite su po vašem izboru, a ja vam predlažem da prije kupovine istražite različite setove.

Korak 4: Epilog

Dakle, sada možete hrabro krenuti u svijet mikrokontrolera i Arduina i započeti sa povjerenjem da znate gdje leže vaši resursi, ako vam se pojave problemi. Gore je hrpa slika različitih projekata koje sam ovdje radio na Instructables s Arduinom, samo da vam dam okus beskrajnih mogućnosti i nadamo se da će vas inspirirati da napravite nešto veliko.

Ako ikada budete imali pitanja o Arduinu, slobodno me pitajte, ali imajte na umu da bi Arduino Forum bio mnogo bolje mjesto za postavljanje, a zajamčeno im je da će vam pomoći. Ne znam sve, pa nemojte ništa uzimati zdravo za gotovo, pogledajte sami ako želite znati.

Molimo vas da glasate ako vam se ovo dopalo ili ste naučili čitajući ovo!

Kao i uvijek, ovo su projekti kompanije Dangerously Explosive, njegove doživotne misije, "hrabro izgraditi ono što želite izgraditi, i još mnogo toga!"

Ostatak mojih projekata možete pronaći ovdje.