Arduino Basic Tutorial for Beginners: 6 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

1. Hva er Arduino?

Arduino er en plattform for innebygde systemer, hovedsakelig basert på 8-biters mikrokontrollere fra AVR-familien. Unntaket er Arduino Due, som bruker en 32-biters ARM Cortex-kjerne. Med andre ord er det et kretskort med en mikrokontroller og dens utganger som kan betjene eksterne enheter, f.eks. Sensorer, motorstyringer, skjermer, etc. Takket være gullnålkontakter kan moduler kobles til ved hjelp av offentlig tilgjengelige tilkoblingskabler.

De fleste versjoner av Arduino krever ingen ekstern programmerer. Alt du trenger å gjøre er å koble til datamaskinen med en miniUSB-USB-kabel.

En av fordelene med plattformen er et eget gratis miljø med utallige biblioteker, eksempler, opplæringsprogrammer for håndtering av ulike typer eksterne enheter.

2. Hvem er plattformen for?

Arduino er beregnet for både nybegynnere og avanserte elektroniske programmerere.

Personen som starter eventyret med denne typen systemer, vil spare mye tid og nerver ved konfigurering av programmerere, kontroll av tilkoblinger og installering av drivere. Det er velkjent at det er best å lære av eksempler. For Arduino er det mange av dem på prosjektnettstedet og på hele Internett.

Mer avanserte brukere vil like mange biblioteker, både standardbiblioteker (inkludert: EEPROM, Ethernet, Display, Servo, SPI, TWI, WiFi), samt filer som er gjort tilgjengelig av produsenter av elektroniske moduler (f.eks. Vår leverandør - Pololu).

Eksempel:

Støtte for den populære 16x2 LCD -skjermen koker ned til noen få enkle kodelinjer:

LiquidCrystal lcd (12, 11, 5, 4, 3, 2); // økning av potensielle kunder

lcd.begin (16, 2); // Spesifiser visningstypen med 16 kolonner, 2 linjer

lcd.print ("Hei verden"); // Gi tekst som skal vises

Hele koden som viser ordene "Hello World" og tilkoblingsdiagrammet til skjermen finner du på: Arduino.cc.

3. Hvilken versjon å velge?

Valget av versjon avhenger av den tiltenkte bruken av modulen. I butikken vår er tilgjengelig:

Trinn 1: Arduino Uno R3

Arduino Uno R3

Den enkleste versjonen av modulen. På tallerkenen finner du:

· Atmega328 mikrokontroller (32 kB Flash, SRAM 2 kB, 16 MHz klokkehastighet)

· 14 digitale innganger / utganger - som for eksempel lysdioder, knapper, skjermer osv. Kan kobles til.

· 6 PWM -utganger - for eksempel for å kontrollere rotasjonshastigheten til motorer, innstille servoposisjonen

· 6 analoge innganger - gjør det mulig å betjene alle slags sensorer, transdusere med analog utgang

Kommunikasjonsgrensesnitt:

· UART - en av de enkleste måtene å utveksle data med en PC

· I2C / TWI - støtte for sensorer, tidskretser

· SPI - kommunikasjon med raske transdusere eller eksterne minner

Strømforsyning:

· USB eller ekstern kilde (f.eks. Vekselstrømadapter)

Arduino Uno er et godt valg for relativt enkle, små prosjekter. Du kan lykkes med å implementere den, for eksempel motorstyring, belysningskontroller med brukergrensesnitt, LCD -skjerm. Modulen anbefales også til brukere som kommer inn i en verden av mikrokontrollere og innebygde systemer.

Trinn 2: Arduino Leonardo

Arduino Leonardo

· En annen versjon, som vi kan finne på:

· ATmega32u4 mikrokontroller (32 kB Flash, 2,5 kB SRAM, 16 MHz klokkehastighet)

· 20 digitale innganger / utganger - som for eksempel lysdioder, knapper, skjermer osv. Kan kobles til.

· 7 PWM -utganger

· 12 analoge innganger - to ganger mer enn Uno -versjonen, betyr det muligheten for å koble flere sensorer til en analog utgang

Kommunikasjonsgrensesnitt:

· UART - en av de enkleste måtene å utveksle data med en PC

· I2C / TWI - støtte for sensorer, tidskretser

· SPI - kommunikasjon med raske transdusere eller eksterne minner

· USB - lar deg koble til populære datamaskinenheter

· Strømforsyning: USB eller ekstern kilde (f.eks. Vekselstrømadapter)

Hvis prosjektet vårt skal bruke en enhet som kobles til via et USB -grensesnitt, vil Arduino Leonardo være det perfekte valget. Systemet har en integrert USB -kontroller, som skiller den fra de andre.

Produsenten tilbyr også versjoner med "lav profil". Brettet har ingen kontakter, brukeren kan lodde dem etter eget skjønn. Alle elementene er i overflatelodde hus. Alternativet er nyttig når prosjektet vårt må formere seg på en liten plass.

Trinn 3: Arduino Mega 2560

Arduino Mega 2560

Versjon designet for å gjennomføre mer omfattende prosjekter. Den har hele 54 digitale innganger / utganger, mer minne og flere kommunikasjonsgrensesnitt enn Arduino UNO og Leonardo. Platen inneholder: ATmega2560 fra AVR -familien (Flash 256 kB, SRAM 8 kB, EEPROM 4 kb klokkehastighet 16 MHz) 54 generelle digitale innganger / utganger 14 PWM -utganger 16 analoge innganger -Kommunikasjonsgrensesnitt: 4 xUART - en av de enkleste måtene å utveksle data med en PCI2C / TWI - støtte for sensorer, tidskretser SPI - kommunikasjon med raske transdusere eller eksterne minner Strømforsyning: USB eller ekstern kilde (f.eks. Vekselstrømadapter) Modulen er dyrere enn de tidligere versjonene, men har flere alternativer. Atmega2560 mikrokontroller har en rik periferi og en stor mengde minne. 256 kB Flash - lar deg støtte utvidet kode, 4 kB EEPROMU for å skrive mye data.

Trinn 4: Arduino Mega ADK

Arduino Mega ADK

I tillegg til fordelene med Arduino Mega, har ADK også muligheten til å koble til Android -systemet via et USB -grensesnitt som styres av MAX34210 -brikken. Modulspesifikasjonen ligner på Arduino Mega:

· ATmega2560 fra AVR -familien (Flash 256 kB, SRAM 8 kB, EEPROM 4 kb klokkehastighet 16 MHz)

· 54 digitale innganger / utganger for generelle formål

· 14 PWM -utganger

· 16 analoge innganger

Kommunikasjonsgrensesnitt:

· 4 xUART - en av de enkleste måtene å utveksle data med en PC

· I2C / TWI - støtte for sensorer, tidskretser

· SPI - kommunikasjon med raske transdusere eller eksterne minner

· Strømforsyning: USB eller ekstern kilde (f.eks. Vekselstrømadapter)

ADK -versjonen er designet for prosjekter som bruker kommunikasjon med Android. Den innebygde USB-kontrolleren lar deg også koble til et kamera, en spillkontroller eller en bevegelseskontroller.

Trinn 5: Arduino Leonardo Ethernet

Arduino Leonardo Ethernet

Hovedfordelen med modulen er den enkle tilkoblingen til nettverket. Modulen har en nettverkskontakt med en Ethernet -kontroller. Det er også et microSD -minnekortspor på brettet. Spesifikasjon som ligner på Arduino Leonardo:

· Atmega32u4 mikrokontroller (32 kB Flash, 2,5 kB SRAM, · 16MHz klokkehastighet)

· 20 digitale innganger / utganger - som for eksempel lysdioder, knapper, skjermer osv. Kan kobles til.

· 7 PWM -utganger - for eksempel for å kontrollere rotasjonshastigheten til motorer, innstille servoposisjonen

· 12 analoge innganger - gjør det mulig å betjene alle slags sensorer, transdusere med analog utgang

Kommunikasjonsgrensesnitt:

· UART - en av de enkleste måtene å utveksle data med en PC

· I2C / TWI - støtte for sensorer, tidskretser

· SPI - kommunikasjon med raske transdusere eller eksterne minner

· Strøm: ekstern kilde (f.eks. Vekselstrømadapter)

Ethernet -versjonen er designet for prosjekter som krever tilkobling til nettverket. Det praktiske er også et integrert microSD -kortspor, hvor flere data kan lagres enn i minnet til selve mikrokontrolleren.

Trinn 6: Arduino Due

Arduino Due

Takket være Arduino Due kan brukeren lage systemer ved hjelp av ARM 32-biters Cortex M3 mikrokontroller basert på Arduino biblioteker. Spesifikasjonen er som følger:

· Forsyningsspenning: 7V til 12V (anbefalt), 6V-20V (maksimum)

· Mikrokontroller: AT91 SAM3X8E, 32-biters ARM Cortex M3

· Maksimal klokkefrekvens: 84MHz

· SRAM -minne: 96 kB Flash -minne: 512 kB

· Pins I / O: 54

· PWM -kanaler: 12

· Antall analoge innganger: 12 (A / D -omformer kanaler)

· D / A-omformer (digital-analog)

· DMA -kontroller

· Serielle grensesnitt: UART, SPI, I2C, CAN, USB

· Debugger JTAG

Styret er dedikert til brukere som ønsker å bli kjent med de nyeste løsningene i verden av mikrokontrollere. Den har definitivt flere muligheter enn AVR-baserte versjoner, rike perifere kretser, inkludert digital-til-analog-omformer.

I tillegg til det ovennevnte, gir Arduino også:

Arduino Zero M0 Pro - 32 biters Cortex M0 - Atmel ATSAMD21G18 32 -biters mikrokontrollermodul utstyrt med ARM Cortex M -0 -kjerne. Den har 256 KB Flash -minne, 32 KB RAM, 14 digitale I / Os, 12 PWM -kanaler, 6 analoge innganger og en utgang, og populære kommunikasjonsgrensesnitt. Modulen fungerer med 3,3 V.

Arduino Yún - WiFi - Arduino -tilkobling og Linux -system. Modulen basert på ATmega32u4 -systemet som brukes i Leonardo, lar deg trådløst programmere og kontrollere enheten via WiFi -nettverket og det aktuelle biblioteket. Det er også en Arduino Yun PoE -versjon - drevet fra et Ethernet -nettverk.

Arduino Micro - en miniatyrmodul basert på Arduino Leonardo, er preget av liten størrelse. Den har AVR Atmega32U4 mikrokontroller. Utstyrt med 20 digitale I / O og populære kommunikasjonsgrensesnitt.

4. Eksempler på bruk

- Arduino og orientering i tredimensjonalt rom.

Et eksempel på bruk av et 3-akset gyroskop, akselerometer og magnetometer (MinImu9-system) for orientering i 3D-rom.

- Arduino og LCD -skjerm.

Støtte for LCD -skjerm med HD44780 -kontroller ved bruk av Arduino -modulen.

- DC -motorstyring ved hjelp av Arduino -plattformen.

Eksempel på håndteringsmoduler (H-broer) som brukes til å kontrollere retningen og hastigheten til likestrømsmotorer.

- Tilkobling til et Ethernet -nettverk

Arduino -tilkobling med Ethernet ENC28J60 -modul.