Bevezetés az Arduino -ba: 18 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:39

Gondolkozott már azon, hogy saját eszközeit, például az időjárásjelző állomást, az autó műszerfalát az üzemanyag, a sebesség és a helykövetés nyomon követésére vagy a háztartási készülékeinek okostelefonok által vezérelhető készítésére, vagy elgondolkodott azon, hogy kifinomult robotokat készítsen, amelyek képesek beszélni, járni és mozgatni a karjait, vagy mi a helyzet a saját mp3 -lejátszó eszközök készítésével, az ujjlenyomat -felismerő eszköz, az automatizált növényi öntözőrendszer, a földrengés -érzékelő, a walkie -talkie vagy a távvezérelt CCTV kamerákon alapuló megfigyelőrendszer létrehozásával. Ha valaha elgondolkodott, és hajlandó hozzájárulni a világ digitalizálásához, akkor higgye el, hogy mindent meg tud készíteni, amit szeretne, és akkor ismernie kell néhány alapvető elektronikát és a mikrokontrollereket. A mikrokontroller egy kompakt integrált áramkör -konstrukció, amely különböző érzékelőktől (pl. Hőmérséklet -érzékelő, mozgásérzékelő, távolságmérő érzékelő, stb.) Vesz fel bemeneteket, és úgy van programozva, hogy a kívánt kimenetet a működtetőktől, azaz ledektől, motoroktól, reléktől stb. Kapja. a világ tanulása, megértése és az ilyen eszközök gyártása nem nehéz feladat, mivel az Arduino közösség nagyban hozzájárul a világhoz, hozzáférhető minden hobbista és mérnök számára szerte a világon.

Az Arduino egy nyílt forráskódú hardver- és szoftverplatform a hobbisták és a mérnökök számára, hogy különböző érzékelők bemeneteit olvassák, feldolgozzák ezeket, és különböző hajtóművek működtetésével biztosítsák a kívánt kimenetet, azaz alapvetően azt mondhatjuk, hogy az Arduino sok projekt agya lehet.

Lépés: Az Arduino típusai

Különböző típusú Arduino táblák léteznek különböző számú analóg, digitális és PWM tűvel, és az a nagyszerű, hogy könnyedén elkezdheti a munkát bármelyikkel. Itt különböző Arduino kiegészítéseket sorolnak fel.

● Arduino Uno

● Arduino Due

● Arduino Mega

● Arduino Leonardo tábla

● Lillypad Arduino Board

2. lépés: Arduino Uno

A legtöbb kezdő elkezdi használni az Arduino Uno -t, a fedélzeten van az ATMegga328 fő mikrovezérlője, amelynek memóriája 2 KB SRAM és 32 KB vaku, 14 digitális I/0, amelyben 6 PWM és 6 analóg kimenet. egy reset gombot, egy hálózati csatlakozót, egy USB -csatlakozót és még sok mást. Mindent tartalmaz, ami a mikrokontroller tartásához szükséges; egyszerűen csatlakoztassa a számítógéphez egy USB-kábel segítségével, és adja hozzá a tápegységet az AC-DC-adapter vagy akkumulátor használatához.

3. lépés: Arduino Due

Az Arduino Due fő mikrokontrollere az AT91SAM38XE, amelynek memóriája 96 KB SRAM, az 512 KB -os vaku 54 digitális tűből áll, amelyek közül 12 PWM, és 16 analóg bemenet

4. lépés: Arduino Mega

ATmea2560 -at tartalmaz mikrovezérlőként, amelynek memóriája 8 KB

SRAM és 256 KB vaku 54 digitális IO tűvel, amelyek közül 12 PWM és 16 analóg bemenet, egy reset gomb, egy hálózati csatlakozó, egy USB csatlakozó és egy reset gomb. Mindent tartalmaz, ami a mikrokontroller tartásához szükséges; egyszerűen csatlakoztassa a számítógéphez egy USB-kábel segítségével, és adja hozzá a tápegységet az AC-DC-adapter vagy akkumulátor használatához. A hatalmas számú tű miatt ez az Arduino kártya nagyon hasznos lehet azoknak a projekteknek a tervezésében, amelyekhez egy csomó digitális bemenetre vagy kimenetre van szükség, mint például a sok gomb.

5. lépés: Arduino Leonardo

Fő mikrovezérlője az ATmega32u4, amelynek memóriája 2,5 KB SRAM, a 32 KB -os vaku pedig 20 digitális IO és 12 analóg bemeneti tűvel rendelkezik. Az Arduino első fejlesztő táblája a Leonardo tábla. Ez a kártya egy mikrokontrollert használ az USB -vel együtt. Ez azt jelenti, hogy nagyon egyszerű és olcsó is lehet. Mivel ez a kártya közvetlenül kezeli az USB -t, programkönyvtárak érhetők el, amelyek lehetővé teszik, hogy az Arduino kártya kövesse a számítógép billentyűzetét, egérét stb.

6. lépés: LilyPad Arduino Board

A Lily Pad Arduino tábla egy hordható e-textil technológia. Minden táblát ötletesen terveztek hatalmas összekötő párnákkal és sima háttal, hogy vezető szál segítségével ruhába varrhassák őket. Ez az Arduino I/O, tápellátást és érzékelőlapokat is tartalmaz, amelyeket kifejezetten az e-textil számára készítettek. Ezek még moshatók is!

7. lépés: Eszközök az Arduino fejlesztői környezethez

Arduino programozási nyelv:

Az Arduino programozása C ++ nyelven történik, amelyet a projektek különböző aspektusaiban használnak, mint például a szoftverfejlesztés, de az Arduino esetében a C ++ kiegészítő funkciókkal használható. Létrehozhat Arduino vázlatot, az Arduino vázlat az Arduino kódfájl neve. Arduino IDE -ben írja be a kódot. Ezek a vázlatok menthetők a projektmappákba, és az IDE lehetőséget ad a C ++ kód gépi nyelvre történő fordítására és az Arduino táblára való feltöltésére.

Arduino IDE

Az Arduino IDE (Integrált Fejlesztési Környezet) a C ++ kódszerkesztő, -összeállító és -feltöltő eszköz, ahol különféle célokra írhatja programját az IO programozási csapokba, és nyílt forráskódú könyvtárakat használhat különböző funkciókkal integrált kifinomult programok írására. részletesen tárgyalni a könyvtárakról.

8. lépés: Az Arduino IDE telepítése

1. lépés: Töltse le az Arduino IDE -t

2. lépés. Várjon, amíg a letöltési folyamat befejeződik.

3. lépés: Telepítse a szoftvert, és válassza ki a telepíteni kívánt összetevőket, valamint a telepítés helyét.

4. lépés: Az illesztőprogram telepítésének elfogadása, amikor a Windows 10 kéri

9. lépés: Az Arduino illesztőprogram telepítése

Lépjen a Start menübe:> írja be az Eszközkezelő menüpontot, majd kattintson duplán az első eredményre az Eszközkezelő elindításához.

1. Nyissa meg a Portok> keresse meg az Arduino UNO portot

2. Ha nem találja ezt a portot, lépjen az Egyéb eszközök oldalra, és keresse meg az Ismeretlen eszközt

3. Válassza ki az Arduino UNO portot, majd kattintson az Illesztőprogram frissítése elemre.

4. Válassza a „Tallózás a számítógépemen az illesztőprogramok keresése” lehetőséget> lépjen az Arduino szoftver letöltési helyére> válassza ki az arduino.inf fájlt/Arduino UNO.inf fájlt (a szoftver verziójától függően)

5. Várjon, amíg a Windows befejezi az illesztőprogram telepítési folyamatát.

Most, hogy telepítette az Arduino szoftvert és illesztőprogramot a számítógépére, ideje megnyitni az első vázlatot. Válassza ki a tábla típusát és portját, és töltsön fel egy programot, hogy megbizonyosodjon arról, hogy a tábla üzemképes.

10. lépés: Az Arduino IDE grafikus ábrázolása

Mivel az Arduino IDE -t a kód szerkesztésére, mentésére, fordítására és feltöltésére használják az Arduino -ba, itt található az Arduino IDE grafikus ábrázolása.

11. lépés: Új fájl megnyitása Arduino IDE -ben

Új fájl megnyitásához kattintson a fájl-> új elemre

12. lépés: Az Arduino vázlat mentése

Új fájl nyílik meg

1. lépés: Az Arduino vázlat mentéséhez lépjen a Fájl-> mentés ablakra. A vázlat mentéséhez megjelenik egy ablak

Lépés: Nevezze át az Arduino vázlatot, majd kattintson a Mentés gombra. A vázlat mentésre kerül.

13. lépés: Az Arduino program példái

Az Arduino IDE számos példaprogramot tartalmaz, amelyekből tanulhat és projekteket készíthet belőlük. Ezek a példák egy led, analóg és digitális bemeneti kimenet, soros kommunikáció, érzékelő stb. Villogásáról szólnak.

A LED villogás példaprogram megnyitásához kattintson a Fájl-> Példa-> Alapok-> Blink elemre

14. lépés: Arduino könyvtárak

Az Arduino közösség szerint „A könyvtárak olyan kódgyűjtemények, amelyek megkönnyítik az érzékelőhöz, kijelzőhöz, modulhoz stb. Való csatlakozást. Például a beépített LiquidCrystal könyvtár megkönnyíti a karakteres LCD-kijelzőkkel való beszélgetést. Több száz további könyvtár áll rendelkezésre az interneten letöltésre”. A Könyvtárak olyan gyakori módszereket és funkciókat tartalmaz, mint például eszközillesztők vagy segédprogram funkciók a könyvtárak segítségével, így könnyen programozható, anélkül, hogy sok sort kódolna. Számos nyílt forráskódú könyvtár érhető el az interneten, az Arduino IDE olyan könyvtárakat is kínál, amelyeket az Arduino közösség épített, mint például a szervomotorok vezérlésére szolgáló könyvtár, Ethernet stb. Az Arduino IDE lehetőséget biztosít külső könyvtárak telepítésére és használatára is. készítse el saját könyvtárait, és telepítse őket az Arduino IDE -be.

Az Arduino könyvtár telepítési módja

Két módszer létezik a könyvtár telepítésére az Arduino IDE -ben: az egyik az Arduino IDE Library Manager segítségével, a másik pedig a.zip fájl használatával, a legtöbb könyvtár elérhető az Arduino Library kezelőben, de sok könyvtár van, amelyet a fejlesztők maguk készítenek és elérhetővé tesszük őket a githubon, így mindkét lehetőség közül választhatunk, de mindkettőt használhatjuk.

A könyvtár telepítése a Library Manager segítségével

A könyvtár könyvtárkezelővel történő telepítéséhez kattintson a vázlat-> könyvtár szerepeltetése> Könyvtárak kezelése lehetőségre

Miután megnyitja ezt a könyvtárkezelőt, megtekintheti a már telepített könyvtárakat. Ebben a példában telepítjük az RTCZero -t, ehhez meg kell keresnie az RTCZero könyvtárat, amikor megtalálja, hogy kiválasztja a verzióját, és kattintson a telepítés gombra, a telepítés elindul.

. Zip könyvtár importálása

A könyvtárakat gyakran ZIP fájlként vagy mappaként terjesztik. A mappa neve a könyvtár neve. A mappában lesz egy.cpp fájl, egy.h fájl, és gyakran egy kulcsszó.txt fájl, példa mappa és a könyvtár által megkövetelt egyéb fájlok.

A zip könyvtár telepítéséhez kattintson a sketch-> Include Library-> Add.zip Library elemre

A Tallózás ablak megnyílik, és állítsa be a zip könyvtár mentésének helyét, majd kattintson a Megnyitás gombra

15. lépés: Arduino IDE gyorsbillentyűk

Az Arduino IDE rendelkezik néhány rövid billentyűvel, amelyekkel különböző funkciókat végezhetünk, például fordítást, mentés feltöltését stb.

16. lépés: Arduino IO csapjai

Az Arduino egy prototípus -tábla, amely általában különböző konfigurációjú I/O (bemeneti/kimeneti) tűkkel érkezik, a tűk analóg vagy digitális tűk,

Analóg tű

Az analóg csapok valójában bemeneti tüskék, amelyeket általában fizikai adatok olvasására használnak bemenetként, vagy ez egy tű, amely képes leolvasni a fizikai adatokat az érzékelőkről, az érzékelő olyan eszköz, amely képes a fizikai energiát elektromos energiává alakítani. Az Arduino ezt az elektromos energiát elektromos jelként tudja leolvasni analóg érintkezők segítségével

Digitális tű

A digitális tüske lehet bemeneti és kimeneti érintkező is, így a neve szerint képes bemenetet olvasni és OUTPUT írni digitális formában. A digitális adatok HIGH vagy LOW formátumúak, ahol a HIGH azt jelenti, hogy BE, és a LOW azt jelenti, hogy KI, például ha a LED az Arduino digitális csapjaihoz van csatlakoztatva, és ezt a tűt MAGASra programozza, végül a LED bekapcsol, és programozásával alacsony a led kikapcsol.

Impulzusszélesség modulációs csapok

Az Arduino néhány digitális tűje további funkciókkal rendelkezik, amelyek analóg kimenetet biztosítanak, és ezeket PWM csapoknak hívják. A PWM csapok feladata, hogy KIMENETet írjon a HIGH és LOW szintek közötti tartományban, tegyük fel, hogy a led csatlakozik a PWM pin -hez és szabályozni szeretné a LED fényerejét, vagy ha a motor a PWM csaphoz van csatlakoztatva, és a motor fordulatszámát, akkor a fényerő vagy a sebesség szabályozásához 0-255 értéket rendelhet hozzá.

17. lépés: Arduino LED villogó program

Az Arduino IDE és az illesztőprogram telepítésekor csatlakozzon a programhoz

Arduino -hoz a LED -elemek villogása szükséges, amelyeket alább említünk

A LED villogó projekthez használt alkatrészek

● Arduino Uno

● A/B típusú USB -kábel

● 220 Ohm ellenállás

● LED

● Kenyeretábla

Vázlatos

Csatlakoztassa az Arduino Uno 5–220 ohmos ellenállását, és az ellenállás másik érintkezőjét a Led anód (+) érintkezőjéhez, és csatlakoztassa az Arduino Uno GND csapját a LED katód (-) csapjához.

Írási program LED villogására

1. lépés Nyissa meg az Arduino IDE -t.

2. lépés. Nyisson meg egy új vázlatot

3. lépés. Mentse el az új vázlatot LED BLINK PROGRAM néven, és indítsa el a programot

4. lépés: Válassza ki a táblát az Eszközök-> Tábla:-> Arduino Uno elemre kattintva

5. lépés Válassza ki a COM portot az Eszközök-> Port lehetőségre kattintva

6. lépés: Kattintson a Fordítás gombra

7. lépés. Várja meg a fordítás befejezését, majd kattintson a Feltöltés gombra

Látni fogja a „Kész feltöltés” üzenetet, amint ezt az üzenetet látja, hogy az Arduino 5. tűjére csatlakoztatott LED egy másodperc múlva villogni látszik.

18. lépés: Soros monitor

Az Arduino IDE rendelkezik egy olyan funkcióval, amely nagy segítség lehet a vázlatok hibakeresésében vagy az Arduino vezérlésében a számítógép billentyűzetéről. A soros monitor egy külön előugró ablak, amely külön terminálként működik, amely a soros adatok fogadásával és küldésével kommunikál.

Módosíthatja a led villogó programot, hogy lássa az Arduino 5. tűjére csatlakoztatott LED állapotát a számítógépén, vagy HIGH vagy LOW, az Arduino IDE soros monitorával, az Arduino soros kommunikációs képességét használva, ehhez először be kell állítania a soros Az adatátviteli sebesség 9600 baud sebességet egyszerűen az adatátviteli sebességként határozza meg az Arduino -tól a számítógépig vagy fordítva bit / másodpercben, így az adatátviteli sebesség 9600 -ra történő beállítása olyan, mint az átviteli sebesség 9600 bit másodpercenként.

Írási program LED villogására

1. lépés Nyissa meg az Arduino IDE -t.

2. lépés. Nyisson meg egy új vázlatot

3. lépés. Mentse el az új vázlatot LED BLINK PROGRAM néven, és írja meg a programot

4. lépés: Válassza ki a táblát az Eszközök-> Tábla:-> Arduino Uno elemre kattintva

5. lépés Válassza ki a COM portot az Eszközök-> Port lehetőségre kattintva

6. lépés: Kattintson a Fordítás gombra

7. lépés. Várja meg a fordítás befejezését, majd kattintson a Feltöltés gombra

Lépés 8. Nyissa meg a Soros monitort a Ctrl+Shift+m billentyűkombinációval, vagy kattintson a jobb felső sarokra.

9. lépés: Állítsa be a soros monitor Baud Rate értékét, mivel mind az Arduino, mind a számítógép azonos átviteli sebességgel rendelkezik a soros kommunikációhoz.

Itt láthatja, amint a LED HIGH vagy LOW jelzést kap, az üzenet soros nyomtatásban jelenik meg a Soros monitoron