Első lépések az Arduino -val: Mit kell tudni: 4 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

Hosszú évek óta dolgozom az Arduino -val és az elektronikával, és még mindig tanulok. A mikrovezérlők ebben a folyamatosan bővülő világában könnyű eltévedni, és köröket futtatni maga körül, hogy információkat találjon.

Ebben az utasításban megmutatom:

Mi az Arduino és mit csinál.

Hol kezdje az Arduino -val?

Hogyan találhat hasznos forrásokat.

Mindezt tapasztalatból tanultam, és bevált módszerek a sikerhez. Nem fogom tagadni, hogy valószínűleg több száz különböző oktatóanyag létezik az Arduino -val való kezdéshez, de ezeket a dolgokat találtam a leghasznosabbnak korai életemben. Tehát kövesse, és fedezzük fel Arduino csodálatos világát.

Kérjük, vegye figyelembe: Ennek az utasításnak néhány képe képernyőkép. A bennük lévő képek tulajdonosaik tulajdonát képezik, és szerzői jogi védelem alá eshetnek. Ide gyűjtöttem őket perifériaként, hogy segítsem az Instructable, mint nonprofit oktatási erőforrás fejlesztését, a Fair Use doktrínával összhangban.

1. lépés: Arduino: Mi ez és mit tesz?

Az Arduino egy nyílt forráskódú elektronikai platform, amelyet egyszerű és könnyen használható hardver, valamint az érzékelők, manipulátorok és kijelzők cserélhető tartománya alapján alkotók számára fejlesztettek ki. A tágabb értelemben vett kifejezést általában az Atmel mikrochipeken alapuló mikrovezérlők nagy területére utalják.

A laikus kifejezésekkel élve olyanok, mint az egyszerűsített, miniatűr számítógépek. Ahogy elképzelheti, ez egy hatalmas, folyamatosan bővülő terület, több százféle mikro-vezérlővel, konfigurációval és érzékelőberendezéssel. Itt leszűkítettem az alapokra.

Ebben az utasításban áttekintem a 3 legnépszerűbb Arduino táblát (amelyek szintén a kedvenceim):

Az Uno, A Nano, és a Mega

Kitérek az IDE (az Arduino kódolására használt program), pajzsok és érzékelők használatára is.

Ha többet szeretne megtudni az egyes táblákról, tekintse meg az "Erőforrások" lépést

Hasznos kifejezések és meghatározások:

Mikro-vezérlő: Bármilyen programozható áramkör, amely a feltételek és a késleltetések hurkolt kódja körül alapul. Nem tévesztendő össze egy mikroprocesszorral, amely vagy magára a vezérlő chipre vagy egy sokkal összetettebb táblára, például a RaspberryPi-re utal.

Alaplap: Az Arduino alapjául szolgáló hardver általában magára a mikrovezérlőre utal ("Arduino Uno kártya")

Pajzs: A tábla kiterjesztése, amelyet általában úgy terveztek, hogy tökéletesen illeszkedjen a meglévő csapkonfigurációhoz, amely növeli az elrendezést és olyan funkciókat ad hozzá, amelyek még nem épülnek be az alaplapba (pl. A motorpajzs lehetővé teszi a motorok vezérlését, az Ethernet pajzsot hozzáadja az internetes funkciók használatának képességét, a Bluetooth pajzs hozzáadja a Bluetooth -kapcsolatot stb.)

IDE (pontosabban az Arduino IDE): A szoftver, amelyet leggyakrabban kód írására és feltöltésére használnak egy Arduino táblára. Lehetőség van más, nem Arduino táblákhoz, például a RaspberryPi használatához is.

Könyvtár: a kód külön fájlként történő kiegészítése, amely további funkciók hozzáadására szolgál, és lehetővé teszi a kompatibilitást a pajzsokkal és alkatrészekkel anélkül, hogy rendkívül hosszú és összetett funkciókat és algoritmusokat kellene ismernie.

Érzékelő: bármi, ami fizikai bemenetet vehet fel és elektromos jelre továbbíthatja

Az Uno:

Az Arduino Uno messze a legikonikusabb és valószínűleg a legnépszerűbb Arduino tábla. 14 digitális I/O érintkezővel rendelkezik, amelyek be- és kikapcsolt állapotban változhatnak, ebből 6 képes PWM vagy impulzusszélesség -moduláció használatára, amely a kimeneti feszültséget a csap ki- és bekapcsolásával változtatja (az impulzus gyorsan változik) ') különböző időközönként (a „szélesség”), hogy a kimenet nagyobb vagy alacsonyabb legyen (a „moduláció”). 6 analóg bemeneti tűvel is rendelkezik. Minden csap használható bemenetként vagy kimenetként, és néhány tű speciális funkciókkal rendelkezik, ha bizonyos pajzsokkal és könyvtárakkal használják.

Érdekesség: Az Arduino Uno nagyobb feldolgozási képességgel rendelkezik, mint a korai Apollo-hold-küldetésekhez használt szoba méretű számítógépek, és elfér a kezében!

A legtöbb pajzs az Arduino Uno köré épült és épült, és általában ezt tartják a legjobb táblának kezdőként. És teljesen egyetértek. Az Uno talán nem a legsokoldalúbb, de minden bizonnyal a legegyszerűbb beállítani és használni, és az Arduino számára készült projektek és oktatóanyagok többsége az Unóval kezdődik.

A Nano:

Ez a dolog, mint a neve is sugallja, egy kisebb tábla. Kevesebb memóriával rendelkezik, mint egy Uno, de egyébként ugyanazokat a funkciókat osztja meg sokkal kisebb csomagban. A Nano ötlete viselhető és miniatűr áramkörök, amelyeket szűk helyeken vagy súlyérzékeny projektekben, például drónokban lehet használni. Ennek kisebb átfogó csapjai vannak a kisebb méret miatt, de olcsóbb is, mint az Uno, és több helyre is elfér.

A Mega:

Ismét a név mindent elárul. Ez a kártya hosszabb, mint az Uno, és összesen 54 digitális I/O érintkezőt tartalmaz, amelyek közül 15 PWM -képes, és 16 analóg bemenet. Ez a tábla nagyobb, jobb és nagyobb projektekhez készült. És igen, szándékosan megismételtem magam. Ez a tábla hatalmas, és kompatibilis a legtöbb ugyanazzal a pajzzsal, mint az Uno, mivel ugyanazzal a kezdeti csapkonfigurációval rendelkezik. Emellett megnövelt memóriával rendelkezik, így könnyebben futtathat nagyobb programokat.

Az IDE:

Az Arduino IDE viszonylag egyszerű platform a kódoláshoz. Az Arduino táblák esetében saját programozási nyelvét használja, de ugyanazokkal a jellemzőkkel rendelkezik, mint a népszerű kódolási nyelvek, például a Java és a C. végigvezeti Önt a kód bizonyos aspektusain. 13 éves korom óta használom, és még mindig nem tudom a felét annak, hogy mi minden, tehát ne aggódj, nem kell ásznak lenned az Arduino használatához.

Pajzsok:

A különböző pajzsokat eltérő módon használják. Magától értetődően. És a futtatáshoz különböző kódkészletekkel is rendelkeznek. De még ne hiperventilálj, még nem fejeztem be. A jelenleg megvásárolható pajzsok többsége esetében van egy beépített példakód, amely már megtalálható az IDE-n, vagy egy nagyon jó online oktatóanyag. Csak meg kell találnia. Ennek módját lásd az "Erőforrások" részben.

Érzékelők:

A Shields -hez hasonlóan a különböző érzékelők, manipulátorok és kijelzők különböző kódokkal rendelkeznek. Ugyanez a módszer a példák keresésére is.

Tehát most, hogy egy kicsit többet tud az Arduino -ról, menjünk tovább a Hol kezdjük.

2. lépés: Hogyan és hol kezdje az Arduino -val

Amint azt az utolsó lépésben említettem, az Arduino mikrovezérlők számos táblát és berendezést fednek le. Ebben a lépésben mutatok néhány tippet, hogy hol kezdjem, és mit vegyek először.

Valószínűleg a leghasznosabb tanács, amit előre tudok adni, a következő: Kezdje egyszerűen. Az Arduino használatának megtanulása időigényes folyamat, és ha egyszerre túl sokat próbál tenni, csak frusztrált lesz. Hobbimat Arduino -ban kezdtem LED -ek villogásával. És tudod, hogy mit szeretek a legjobban csinálni az összes olyan dolog közül, amire az Arduino -t használom? Villogó LED -ek. Valóban, bármi legyen is az ambíciója az Arduino használatával kapcsolatban, komolyan javaslom, hogy először próbálja ki az Arduino IDE Blink és Fade példáit, és játsszon azokkal, mielőtt bármi bonyolultat kipróbál.

Hol kezdjem:

Tedd fel magadnak ezt a kérdést: Mire szeretnéd használni az Arduino -t? Ez a kérdés határozza meg, hogy mit kell keresnie az Arduino táblán, mielőtt megkapja az elsőt.

Ha nem igazán tudja, vagy csak valami egyszerű robotra gondol, javaslom az Uno -t. Ha hordható eszközöket vagy miniatűr áramköröket szeretne készíteni, akkor javaslom a Nano -t (vagy a Micro -t, attól függően, hogy mit szeretne csinálni). Ha nagy projektet szeretne, például 3D nyomtatót, nagy robotot vagy érzékelőhálózatot, akkor a Mega -t javaslom. Ha a nehéz feldolgozás és az adatok összeomlása a választott projekt, akkor a Zero vagy a Due jó ötlet. Ha pedig számítógépes felületet szeretne, azaz egyedi billentyűzetet, joystickot vagy egeret, akkor a Leonardo az Ön számára. És a lista ezzel nem ér véget. Egyre több Arduino tábla létezik, és az itt említettek csak az alapok. Vannak olyan táblák, mint a Yún vagy a Tian, amelyek képesek Linuxot futtatni, és alapvetően úgy működnek, mint a teljes értékű számítógépek kis verziói, és rengeteg variáció található az általam említett többi táblán, amelyek különböző funkciókat és különlegességeket adnak hozzá egy bizonyos tartományhoz. projektek.

Az egyes táblákról további részletekért és a táblák teljes listájáért lásd a következő lépést, az „Erőforrások” című részt.

Mit vegyek először:

Kezdje azzal, hogy beszerzi magát a táblát. És ne izguljon, amikor meglátja az árcédulákat a hivatalos Arduino oldalon. Bár őszintén mondhatom, hogy az Arduino márka Arduinos sokkal jobb minőségű és garantáltan működőképes, én tényleg nem szeretek ennyi pénzt költeni csak egy elemre. Ugorjon át az Amazonhoz, és az Arduino klónozott verzióit kapják, amelyek valójában ugyanazok, mint a különböző cégek, kevesebb, mint a fele áron. Vagy beszerezhetném ugyanazt a táblát és egy készlet alkatrészt, ugyanazon az áron egy eredeti Arduino -t. Ha azonban van pénze költeni, vásároljon a hivatalos Arduino emberektől, mert ők azok, akik fejlesztik az új mikrovezérlők nagy részét, és támogatják a kódolásukhoz használt szoftvert. A választás valóban a tiéd.

Ha Uno vagy Mega beszerzését tervezi, komolyan javaslom, hogy szerezzen be egy kezdő készletet. A következő lépésben összeállítottam néhány linkre mutató linkeket. A kezdőkészletek nemcsak magával az Arduino-val érkeznek, hanem egy csomó hasznos érzékelőt és alkatrészt is, köztük minden áramkör-építő legjobb barátját: egy kenyérlapot. És a legjobb rész? Az indító készletek valójában olcsóbbak, mint az összes alkatrész külön megvásárlása. Sokat. Például egy olyan projekt, amelynek építése körülbelül 100 euróba került volna, csak 50 eurójába került, mert találtam néhány jó kezdő készletet, és akkor még három projektet tudtam felépíteni a megmaradt alkatrészekkel.

Ha nem kap Uno -t vagy Mega -t, akkor is javasolnék egy kezdőkészletet, amely csak az érzékelőkkel és az extra alkatrészekkel jár, nem pedig egy Arduino -kártyát. Egyébként erre érdemes odafigyelni. Kezdő készlet vásárlásakor ellenőrizze, hogy valóban tartalmazza -e a képeken szereplő összes alkatrészt, mert egyesek azt mondják, hogy „az Arduino számára”, és mutatnak egy Unót, de valójában nem tartoznak hozzá. Általában lesz egy alkatrészlista, ahol ellenőrizheti a készlet tartalmát.

Miután megvan az Arduino, a következő lépés az IDE letöltése és néhány jó oktatóanyag megtalálása. Olvassa el a következő lépésben, hogy megtudja a legjobb helyeket ezek beszerzésére.

3. lépés: Erőforrások

Ebben a lépésben néhány nagyon hasznos forrást mutatok be az összes Arduino -t használó barkácsoló számára, valamint arra, hogyan találhat többet. Mellékelni fogom az Arduino termékek megvásárlására alkalmas jó helyek listáját és néhány kedvenc kezdő készletemet.

Az IDE:

Az IDE központi szerepet játszik minden Arduino projektben. Szerencsére ingyenesen letölthető, bár adományozhat azoknak, akik írták, ha úgy dönt. Ezen a linken megtalálható minden verziója. Itt található egy praktikus referencia is.

Könyvtárak:

Az Arduino IDE számos beépített könyvtárat tartalmaz a kiterjesztett funkcionalitás érdekében, de úgy látom, hogy mindig van néhány olyan összetevő, amelyet közvetlenül nem támogat. Amikor ez megtörténik, általában rákeresek az "Arduino Library" keresőszavakkal ellátott összetevőre, hogy megtaláljam, melyik könyvtár a legnépszerűbb (és ezért valószínűleg a leghasznosabb). Egy másik módja annak, hogy megtalálja őket, az Arduino weboldalán, az Arduino.cc -n keresztül érhető el. A legjobb hely például a kódok és könyvtárak megtekintéséhez a Github.com. Ezeknek a srácoknak mindenük megvan, ha könyvtárakról, forráskódokról, az IDE variációiról vagy bármi más szoftverről van szó.

Táblák:

Az Arduino táblák és a legnépszerűbb pajzsok többségének megismeréséhez ez az oldal az Ön forrása, és linkeket tartalmaz az összes Arduino komponens specifikációjához, sematikájához és magyarázatához.

Kód és hivatkozás:

Ahhoz, hogy megtudja, mit tesz minden kódsor, és hogyan használják, az Arduino webhely referenciarészlete a legjobb hely. Az egyetlen korlátozás az, hogy nem tartalmazza az Arduino által nem készített könyvtárak speciális funkcióit.

Oktatóanyagok és útmutatás:

Az Arduino oktatóanyagokhoz az oktatóanyagok oldal jó kiindulópont. Ha részletesebb oktatóanyagokat és projekteket szeretne kapni, a https://learn.adafruit.com/ és a https://create.arduino.cc/projecthub jó helyeket kereshet az Instructables oldalán.

A tapasztalt közösség tagjainak útmutatása érdekében a hivatalos Arduino fórum valószínűleg a legjobb hely.

További források keresése:

Sokszor a legjobb dolog a Google, amit keres. Néha azonban az információ megfoghatatlan lehet. Ezekben az esetekben azon kapom magam, hogy töprengek a projekteken és oktatóanyagokon, valamint az Arduino fórumon, és keresek hivatkozásokat a jó forrásokra. Ha nem találok ilyet, akkor csak belépek a fórumra, és megkérdezem, mert jobb, ha fogadja, hogy a fórumon keresztülmenő emberek ezrei közül valaki tudja, hogyan segíthet Önnek.

Kezdő készletek:

Íme néhány kedvenc készletem, amelyet az Arduino tanulást kezdőknek ajánlok. Minden olyan összetevővel rendelkeznek, amelyekre szüksége lesz a kódolás és az áramkörök alapjainak (és néhány komplexitásának) elsajátításához.

Az eddigi legjobb árú, legmagasabb minőségű készleteket, a legtöbb támogatással és a legjobb ügyfélszolgálattal az Elegoo nevű cég értékesíti. Bár az Amazonon keresztül is árulják a készleteiket, linkeltem a hivatalos oldalt, mert általában jobban leírja a készletekben található összetevőket. Ezek azonban nem hivatalos Arduino táblák vagy készletek, ezért ne feledje, hogy vásárlásakor nem támogatja az Arduino webhelyet.

Ha van pénze költeni, azt javaslom, hogy szerezze be a hivatalos Arduino/Genuino kezdő készletet. A legjobb áttekintést és dokumentációt tartalmazza a piacon lévő készletek kezdőinek, és a projektek is nagyon menők.

Az Amazonon kívül a legjobb hely az egyedi érzékelők, pajzsok és hasonlók beszerzésére az Adafruit bolt. Ezek a legmagasabb minőségűek, és minden alkatrészhez egyedi online dokumentáció áll rendelkezésre.

Kérjük, vegye figyelembe, hogy ezek az én véleményeim és ajánlásaim, nem tévesztendő össze a tényekkel. Bármilyen vásárlást saját maga választ, és azt javaslom, hogy mielőtt megvásárolná, tanulmányozzon különböző készleteket.

4. lépés: Epilógus

Tehát most bátran léphet a mikrokontrollerek és az Arduino világába, és azzal a magabiztossággal kezdheti, hogy tudja, hol vannak az erőforrásai, ha bajba kerül. Fentebb egy csomó kép a különböző projektekről, amelyeket itt készítettem az Instructables -en az Arduino -val, csak hogy ízelítőt adjak a végtelen lehetőségekből, és remélhetőleg inspirállak valami nagyszerű elkészítésére.

Ha valaha kérdése van az Arduino -val kapcsolatban, bátran tegye fel nekem, de ne feledje, hogy az Arduino Fórum sokkal jobb hely lenne a kérdezéshez, és szinte garantáltan segítenek. Nem tudok mindent, ezért ne vedd semmire, amit mondok, nézd meg magad, ha biztosra akarod tudni.

Kérjük, szavazzon, ha ez tetszett, vagy valamit megtanult olvasása közben!

Mint mindig, ezek a Dangerously Explosive projektjei, az egész életen át tartó küldetése, "hogy bátran megépítsék, amit meg akarnak építeni, és még sok más!"

A többi projektemet itt találod.