Introduksjon til Arduino: 18 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:20

Har du noen gang lurt på å lage dine egne enheter som værstasjon, bilens instrumentbord for å overvåke drivstoff, hastighet og posisjonssporing eller kontrollere husholdningsapparater som er kontrollert av smarttelefoner, eller har du noen gang lurt på å lage sofistikerte roboter som kan snakke, gå og bevege armene eller hva med å lage dine egne mp3 -spillerenheter, lage fingeravtrykksdetekteringsenhet, automatisert plantevanningssystem, jordskjelvsensor, walkie talkie eller fjernstyrte CCTV -kameraer basert overvåkningssystem. Hvis du noen gang har lurt på og du er villig til å legge ditt bidrag til digitalisering av verden, så tro at du kan lage alle tingene du vil lage, og da må du kunne litt grunnleggende elektronikk og om mikrokontrollere. Mikrokontrolleren er en kompakt integrert kretsdesign som tar innganger fra forskjellige sensorer, dvs. temperatursensor, bevegelsesdeteksjonssensor, avstandssøkingssensor, etc. og er programmert til å få ønsket utgang fra aktuatorer, dvs. led, motorer, reléer, etc. Kjenner dagens åpne kilde verdenslæring, forståelse og produksjon av slike enheter er ikke en vanskelig oppgave med det store bidraget fra Arduino -samfunnet til verden, det er tilgjengelig for alle hobbyister og ingeniører rundt om i verden.

Arduino er en maskinvare- og programvareplattform med åpen kildekode for hobbyfolk og ingeniører for å lese innganger fra forskjellige sensorer, behandle disse inngangene og gi ønsket utgang ved å aktivere forskjellige aktuatorer, dvs. i utgangspunktet kan du si at Arduino kan være en hjerne av mange prosjekter.

Trinn 1: Typer Arduino

Det finnes forskjellige typer Arduino -kort med forskjellige analoge, digitale og PWM -pinner, og det flotte er at du enkelt kan begynne å jobbe med noen av dem. Ulike Arduino -tillegg er oppført her.

● Arduino Uno

● Arduino Due

● Arduino Mega

● Arduino Leonardo Board

● Lillypad Arduino Board

Trinn 2: Arduino Uno

De fleste nybegynnere kommer i gang med å bruke Arduino Uno, det er ombord som har hovedmikrokontrolleren ATMegga328 med minne om 2KB SRAM OG 32KB blits, den har 14 Digital I/0 der 6 er PWM og 6 er analoge utgangspinner. en reset -knapp, en strømkontakt, en USB -tilkobling og mer. Den inneholder alt som kreves for å holde opp mikrokontrolleren; Bare koble den til en PC ved hjelp av en USB-kabel og gi strømforsyningen for å komme i gang med en AC-til-DC-adapter eller et batteri.

Trinn 3: Arduino Due

Arduino Dues viktigste mikrokontroller er AT91SAM38XE med et minne på 96KB SRAM, 512KB blits består av 54 digitale pinner der 12 er PWM og har 16 analoge inngangspinner

Trinn 4: Arduino Mega

Den inneholder ATmea2560 som mikrokontroller med et minne på 8KB

SRAM og 256KB blits med 54 digitale IO -pinner der 12 er PWM og 16 analoge inngangspinner, en tilbakestillingsknapp, en strømkontakt, en USB -tilkobling og en tilbakestillingsknapp. Den inneholder alt som kreves for å holde opp mikrokontrolleren; Bare koble den til en PC ved hjelp av en USB-kabel og gi strømforsyningen for å komme i gang med en AC-til-DC-adapter eller et batteri. Det store antallet pins gjør dette Arduino -kortet svært nyttig for å designe prosjektene som trenger en haug med digitale innganger eller utganger som mange knapper.

Trinn 5: Arduino Leonardo

Den viktigste mikrokontrolleren er ATmega32u4 med et minne på 2,5 KB SRAM og 32 KB flash med 20 digitale IO -pinner og 12 analoge inngangspinner. Det første utviklingsbordet til en Arduino er Leonardo -brettet. Dette kortet bruker en mikrokontroller sammen med USB. Det betyr at det kan være veldig enkelt og billig også. Fordi dette kortet håndterer USB direkte, er det tilgjengelig programbiblioteker som lar Arduino -kortet følge et tastatur på datamaskinen, musen, etc.

Trinn 6: LilyPad Arduino Board

Lily Pad Arduino-brettet er en bærbar e-tekstilteknologi Hvert brett var fantasifullt designet med store tilkoblingsputer og en glatt rygg for å la dem sy i klærne med ledende tråd. Denne Arduino består også av I/O, strøm og sensorbrett som er bygget spesielt for e-tekstiler. Disse er til og med vaskbare!

Trinn 7: Verktøy for Arduino utviklingsmiljø

Arduino programmeringsspråk:

Arduino er programmert i C ++ som brukes i forskjellige aspekter av prosjekter som programvareutvikling, men for Arduino C ++ brukes med tilleggsfunksjoner. Du kan lage Arduino sketch, Arduino sketch er navnet gitt til Arduino kodefilen. Du skriver koden i Arduino IDE. Disse skissene kan lagres i prosjektmappene, og IDE gir muligheten til å kompilere C ++ - kode til maskinspråk og laste dem opp til Arduino -bord.

Arduino IDE

Arduino IDE (Integrated Development Environment) er verktøyet for redigering, kompilering og opplasting av C ++-kode der du kan skrive programmet ditt for å programmere IO-pins for forskjellige formål, og du kan bruke åpen kildekode-bibliotek til å skrive sofistikerte programmer integrert med forskjellige funksjoner. diskutere i detalj om biblioteker.

Trinn 8: Arduino IDE -installasjon

Trinn 1. Last ned Arduino IDE

Trinn 2. Vent til nedlastingsprosessen er fullført.

Trinn 3. Installer programvaren og velg komponentene du vil installere, samt installasjonsstedet.

Trinn 4. Godta driverinstallasjon når du blir bedt om det av Windows 10

Trinn 9: Installere Arduino Driver

Gå til Start-> skriv Enhetsbehandling '> dobbeltklikk på det første resultatet for å starte Enhetsbehandling.

1. Gå til Porter> finn Arduino UNO -porten

2. Hvis du ikke finner den porten, går du til Andre enheter og finner Ukjent enhet

3. Velg Arduino UNO -porten> klikk på Oppdater driver.

4. Velg alternativet "Bla gjennom datamaskinen min for driverprogramvare"> gå til nedlastingsstedet for Arduino -programvaren> velg arduino.inf -filen/Arduino UNO.inf (avhengig av programvareversjonen)

5. Vent til Windows er ferdig med installeringen av driveren.

Nå som du har installert Arduino -programvaren og driveren på datamaskinen din, er det på tide å åpne din første skisse. Velg brettetype og port og last opp et program for å sikre at brettet ditt er i gang.

Trinn 10: Grafisk representasjon av Arduino IDE

Siden Arduino IDE brukes til å redigere, lagre, kompilere og laste opp koden til Arduino, her er den grafiske fremstillingen av Arduino IDE.

Trinn 11: Åpne en ny fil i Arduino IDE

For å åpne en ny fil, klikk på fil-> ny

Trinn 12: For å lagre Arduino Sketch

Ny fil åpnes

Trinn 1: For å lagre Arduino Sketch, gå til File-> save Et vindu for å lagre skissen vil dukke opp

Trinn 2: Gi nytt navn til Arduino Sketch og klikk på lagre-knappen. Skissen blir lagret.

Trinn 13: Arduino -programmets eksempler

Arduino IDE inkluderer mange eksempelprogrammer for å lære og lage prosjekter fra dem. Disse eksemplene handler om blinkende LED, analog og digital inngang, seriell kommunikasjon, sensor osv.

For å åpne led blink-eksempelprogram, klikk på Fil-> Eksempel-> Grunnleggende-> Blink

Trinn 14: Arduino Libraries

I følge Arduino-samfunnet “Biblioteker er en samling av koder som gjør det enkelt for deg å koble til en sensor, skjerm, modul osv. For eksempel gjør det innebygde LiquidCrystal-biblioteket det enkelt å snakke med tegn-LCD-skjermer. Det er hundrevis av flere biblioteker tilgjengelig på Internett for nedlasting”. Biblioteker inkluderer vanlige metoder og funksjoner, for eksempel enhetsdrivere eller verktøyfunksjoner ved bruk av biblioteker. Det blir enkelt å programmere uten å kode mange linjer, du kan bruke forhåndsbyggingsfunksjoner for programmet ditt. Det finnes en rekke åpen kildekode-biblioteker tilgjengelig på internett, Arduino IDE tilbyr også biblioteker som er bygget av Arduino-samfunnet, for eksempel bibliotek for styring av servomotorer, Ethernet, etc. Arduino IDE gir også mulighet til å installere og bruke eksterne biblioteker, du kan også lag dine egne biblioteker og installer dem i Arduino IDE.

Installasjonsmetode for Arduino bibliotek

Det er to metoder for hvordan vi kan installere bibliotek i Arduino IDE den ene er gjennom Arduino IDE Library Manager og den andre er ved å bruke.zip -fil de fleste bibliotekene er tilgjengelige på Arduino Library manager, men det er mange biblioteker som utvikleren gjør det av seg selv og gjør dem tilgjengelige på github, så vi har begge alternativene, men vi kan bruke hvilken som helst av begge.

Installasjon av bibliotek ved hjelp av Library Manager

For å installere bibliotek ved hjelp av bibliotekbehandling, klikk på sketch-> include library-> Manage libraries

Etter at denne biblioteksjefen vil bli åpnet her kan du se bibliotek som allerede er installert. I dette eksemplet vil vi installere RTCZero for dette du må søke etter RTCZero bibliotek når du finner det, velg versjonen og klikk på installeringsknappen, installasjonen vil bli startet.

Importere et.zip -bibliotek

Biblioteker distribueres ofte som en ZIP -fil eller mappe. Navnet på mappen er navnet på biblioteket. Inne i mappen vil det være en.cpp -fil, en.h -fil og ofte en keywords.txt -fil, eksempler -mappe og andre filer som biblioteket krever.

For å installere zip-biblioteket, klikk på sketch-> Include Library-> Add.zip Library

Bla gjennom vinduet vil være åpent der, sett plasseringen der zip -biblioteket er lagret, og klikk på åpen knapp

Trinn 15: Arduino IDE -hurtigtaster

Arduino IDE har noen korte taster der vi kan utføre forskjellige funksjoner som å kompilere, laste opp lagring etc.

Trinn 16: Arduinos IO Pins

Arduino er et prototypebord som vanligvis kommer med en annen konfigurasjon av I/O (input/output) pinner, pinnene er enten analoge eller digitale pinner,

Analog pin

Analoge pinner er faktisk inngangspinner som vanligvis brukes til å lese fysiske data som input, eller det er en pinne som kan lese fysiske data fra sensorer, en sensor er en enhet som kan konvertere fysisk energi til elektrisk energi. Arduino kan lese denne elektriske energien som et elektrisk signal ved hjelp av analoge pinner

Digital pin

Den digitale pinnen kan være både INPUT og OUTPUT pin, så den kan lese INPUT og skrive OUTPUT i digital form som den heter. De digitale dataene er i form av HØY eller LAV der HØY betyr PÅ og LAV betyr AV for eksempel hvis led er festet til Arduinos digitale pinner og du programmerer denne pinnen til å være HØY til slutt vil LED -en komme PÅ og ved å programmere den til å bli LAV LED -lampen slås av.

Pulsbredde modulasjonsnål

Noen av de digitale pinnene i Arduino har tilleggsfunksjonalitet for å levere analog utgang og kalles PWM -pinner, funksjonen til PWM -pinner er å skrive OUTPUT i nivåområdet mellom HØYT og LAVT nivå, la oss anta at LED er koblet til PWM -pinne og du vil kontrollere lysstyrken til LED eller motor er festet til PWM-pinne, og du vil kontrollere motorens hastighet, du kan tilordne verdien fra 0-255 for å kontrollere lysstyrken eller hastigheten.

Trinn 17: Arduino LED Blink -program

Etter hvert som Arduino IDE og driver er installert, kobler du til programmet

Arduino for å blinke en LED -komponenter kreves som er nevnt nedenfor

Komponenter som brukes til LED Blink Project

● Arduino Uno

● USB -kabel Type A/B

● 220 Ohm motstand

● LED

● Brødbrett

Skjematisk

Koble Arduino Unos pin 5 til 220 ohm motstand og koble den andre motstandsstiften til Led's anode (+) pin og koble Arduino Unos GND-pin til LEDs katode (-) pin.

Skriveprogram for å blinke en LED

Trinn 1. Åpne Arduino IDE.

Trinn 2. Åpne en ny skisse

Trinn 3. Lagre den nye skissen som LED BLINK PROGRAM og vis programmet

Trinn 4. Velg brettet ved å klikke Verktøy-> Brett:-> Arduino Uno

Trinn 5. Velg COM-porten ved å klikke Verktøy-> Port

Trinn 6. Klikk på Compile Button

Trinn 7. Vent til samlingen er fullført, klikk deretter på Last opp -knappen

Du vil se meldingen "Ferdig opplasting" ettersom du ser denne meldingen som lysdioden tilkoblet på pin 5 på Arduino virker som blinkende etter et sekund.

Trinn 18: Seriell skjerm

Arduino IDE har en funksjon som kan være til stor hjelp ved feilsøking av skisser eller kontroll av Arduino fra datamaskinens tastatur. Serial Monitor er et eget popup-vindu som fungerer som en egen terminal som kommuniserer ved å motta og sende serielle data.

Du kan endre LED -blinkprogrammet for å se statusen til LED -en som er tilkoblet på pin 5 på Arduino enten er HIGH eller LOW på datamaskinen din ved å bruke Arduino IDEs serielle skjerm ved hjelp av den serielle kommunikasjonskapasiteten til Arduino. For å gjøre dette først må du sette opp serienummeret baudrate til 9600 baud rate er ganske enkelt definert som overføringshastighet for data fra Arduino til datamaskin eller omvendt når det gjelder bit per sekund, så å sette baud rate til 9600 er som overføringshastighet er 9600 bits per sekund.

Skriveprogram for å blinke en LED

Trinn 1. Åpne Arduino IDE.

Trinn 2. Åpne en ny skisse

Trinn 3. Lagre ny skisse som LED BLINK PROGRAM og skriv programmet

Trinn 4. Velg brettet ved å klikke Verktøy-> Brett:-> Arduino Uno

Trinn 5. Velg COM-porten ved å klikke Verktøy-> Port

Trinn 6. Klikk på Compile Button

Trinn 7. Vent til samlingen er fullført, klikk deretter på Last opp -knappen

Trinn 8. Åpne Serial Monitor ved å trykke Ctrl+Shift+m eller ved å klikke på øvre høyre hjørne.

Trinn 9. Angi Baud Rate for Serial Monitor som både Arduino og Computer må ha samme baud rate for seriell kommunikasjon.

Her vil du se så snart LED -en blir HØY eller LAV meldingen skrives ut i serie på seriell skjerm