Osnovna vadnica Arduino za začetnike: 6 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

1. Kaj je Arduino?

Arduino je platforma za vgrajene sisteme, ki večinoma temelji na 8-bitnih mikrokrmilnikih iz družine AVR. Izjema je Arduino Due, ki uporablja 32-bitno jedro ARM Cortex. Z drugimi besedami, to je tiskano vezje z mikrokrmilnikom in z njegovimi izhodi, ki lahko upravljajo zunanje naprave, npr. Senzorje, krmilnike motorja, zaslone itd. Zahvaljujoč konektorjem goldpin lahko module povežete z javno dostopnimi povezovalnimi kabli.

Večina različic Arduina ne potrebuje zunanjega programerja. Vse kar morate storiti je, da se povežete z računalnikom s kablom miniUSB-USB.

Ena od prednosti platforme je njeno lastno brezplačno okolje z neštetimi knjižnicami, primeri, vadnicami za ravnanje z različnimi vrstami zunanjih naprav.

2. Za koga je platforma?

Arduino je namenjen tako začetnikom kot naprednim programerjem elektronike.

Oseba, ki začne avanturo s to vrsto sistema, bo prihranila veliko časa in živcev pri konfiguraciji programerjev, preverjanju povezav in namestitvi gonilnikov. Znano je, da se je najbolje učiti iz primerov. Za Arduino jih je veliko na spletni strani projekta in na celotnem internetu.

Naprednejšim uporabnikom bodo všeč številne knjižnice, tako privzete (vključno z: EEPROM, Ethernet, Display, Servo, SPI, TWI, WiFi), kot tudi datoteke, ki jih dajo na voljo proizvajalci elektronskih modulov (npr. Naš dobavitelj - Pololu).

Primer:

Podpora za priljubljeni 16x2 LCD zaslon temelji na nekaj preprostih vrsticah kode:

LCD tekoči kristal (12, 11, 5, 4, 3, 2); // prirast vodnikov

lcd.begin (16, 2); // Določite vrsto prikaza 16 stolpcev, 2 vrstici

lcd.print ("Pozdravljeni svet"); // Zagotavljanje besedila za prikaz

Celotno kodo, ki prikazuje besede "Hello World" in diagram povezave zaslona, najdete na: Arduino.cc.

3. Katero različico izbrati?

Izbira različice je odvisna od predvidene uporabe modula. V naši trgovini so na voljo:

1. korak: Arduino Uno R3

Arduino Uno R3

Najenostavnejša različica modula. Na krožniku boste našli:

· Mikrokrmilnik Atmega328 (32kB Flash, SRAM 2kB, takta 16MHz)

· 14 digitalnih vhodov / izhodov - na katere je mogoče na primer priključiti LED, gumbe, zaslone itd.

· 6 izhodov PWM - na primer za krmiljenje hitrosti vrtenja motorjev, nastavitev položaja servo

· 6 analognih vhodov - omogoča upravljanje vseh vrst senzorjev, pretvornikov z analognim izhodom

Komunikacijski vmesniki:

· UART - eden najlažjih načinov za izmenjavo podatkov z osebnim računalnikom

· I2C / TWI - podpora za senzorje, časovna vezja

· SPI - komunikacija s hitrimi pretvorniki ali zunanjimi spomini

Napajanje:

· USB ali zunanji vir (npr. Napajalnik)

Arduino Uno je dobra izbira za razmeroma preproste, majhne projekte. Uspešno ga lahko implementirate, na primer krmiljenje motorja, krmilnik osvetlitve z uporabniškim vmesnikom, LCD zaslon. Modul je priporočljiv tudi uporabnikom, ki vstopajo v svet mikrokrmilnikov in vgrajenih sistemov.

2. korak: Arduino Leonardo

Arduino Leonardo

· Druga različica, na kateri lahko najdemo:

· Mikrokrmilnik ATmega32u4 (32 kB Flash, 2,5 kB SRAM, takta 16 MHz)

· 20 digitalnih vhodov / izhodov - na katere je mogoče na primer priključiti LED, gumbe, zaslone itd.

· 7 izhodov PWM

· 12 analognih vhodov - dvakrat več kot različica Uno, pomeni možnost priklopa več senzorjev z analognim izhodom

Komunikacijski vmesniki:

· UART - eden najlažjih načinov za izmenjavo podatkov z osebnim računalnikom

· I2C / TWI - podpora za senzorje, časovna vezja

· SPI - komunikacija s hitrimi pretvorniki ali zunanjimi spomini

· USB - omogoča priključitev priljubljenih računalniških naprav

· Napajanje: USB ali zunanji vir (npr. Napajalnik)

Če bo naš projekt uporabil napravo, ki se poveže prek vmesnika USB, bo Arduino Leonardo odlična izbira. Sistem ima vgrajen krmilnik USB, ki ga razlikuje od ostalih.

Proizvajalec ponuja tudi različice z "nizkim profilom". Plošča nima priključkov, uporabnik jih lahko spajka po lastni presoji. Vsi elementi so v površinsko spajkanih ohišjih. Možnost je uporabna, ko se mora naš projekt razmnoževati na majhnem prostoru.

3. korak: Arduino Mega 2560

Arduino Mega 2560

Različica, namenjena izvajanju obsežnejših projektov. Ima kar 54 digitalnih vhodov / izhodov, več pomnilnika in več komunikacijskih vmesnikov kot Arduino UNO in Leonardo. Plošča vsebuje: ATmega2560 iz družine AVR (Flash 256kB, SRAM 8kB, EEPROM 4kb taktna frekvenca 16MHz) 54 splošnih digitalnih vhodov / izhodov 14 PWM izhodov 16 analognih vhodov - Komunikacijski vmesniki: 4 xUART - eden najlažjih načinov za izmenjavo podatkov z PCI2C / TWI - podpora za senzorje, časovna vezja SPI - komunikacija s hitrimi pretvorniki ali zunanjimi pomnilniki Napajanje: USB ali zunanji vir (npr. Napajalnik) Modul je dražji od prejšnjih različic, vendar ima več možnosti. Mikrokrmilnik Atmega2560 ima bogato obrobje in veliko pomnilnika. 256kB Flash - omogoča podporo razširjene kode, 4kB EEPROMU za pisanje veliko podatkov.

4. korak: Arduino Mega ADK

Arduino Mega ADK

Poleg prednosti Arduino Mega ima ADK tudi možnost povezave s sistemom Android prek vmesnika USB, ki ga upravlja čip MAX34210. Specifikacija modula je podobna Arduino Mega:

· ATmega2560 iz družine AVR (Flash 256kB, SRAM 8kB, EEPROM 4kb takta 16MHz)

· 54 digitalnih vhodov / izhodov za splošno uporabo

· 14 izhodov PWM

· 16 analognih vhodov

Komunikacijski vmesniki:

· 4 xUART - eden najlažjih načinov za izmenjavo podatkov z osebnim računalnikom

· I2C / TWI - podpora za senzorje, časovna vezja

· SPI - komunikacija s hitrimi pretvorniki ali zunanjimi spomini

· Napajanje: USB ali zunanji vir (npr. Napajalnik)

Različica ADK je zasnovana za projekte, ki komunicirajo z Androidom. Vgrajen krmilnik USB omogoča tudi priključitev kamere, igralnega krmilnika ali krmilnika gibanja.

5. korak: Arduino Leonardo Ethernet

Arduino Leonardo Ethernet

Glavna prednost modula je enostavna povezava z omrežjem. Modul ima omrežno vtičnico z krmilnikom Ethernet. Na plošči je tudi reža za pomnilniško kartico microSD. Specifikacije, podobne Arduinu Leonardu:

· Mikrokrmilnik Atmega32u4 (32kB Flash, 2.5kB SRAM, · Takt 16MHz)

· 20 digitalnih vhodov / izhodov - na katere je mogoče na primer priključiti LED, gumbe, zaslone itd.

· 7 izhodov PWM - na primer za krmiljenje hitrosti vrtenja motorjev, nastavitev položaja servo

· 12 analognih vhodov - omogoča upravljanje vseh vrst senzorjev, pretvornikov z analognim izhodom

Komunikacijski vmesniki:

· UART - eden najlažjih načinov za izmenjavo podatkov z osebnim računalnikom

· I2C / TWI - podpora za senzorje, časovna vezja

· SPI - komunikacija s hitrimi pretvorniki ali zunanjimi spomini

· Napajanje: zunanji vir (npr. Napajalnik)

Različica Ethernet je zasnovana za projekte, ki zahtevajo povezavo z omrežjem. Udobje je tudi vgrajena reža za kartico microSD, na katero je mogoče shraniti več podatkov kot v pomnilniku samega mikrokrmilnika.

6. korak: Arduino Due

Arduino Due

Zahvaljujoč Arduino Due lahko uporabnik ustvari sisteme z 32-bitnim mikrokrmilnikom Cortex M3 ARM, ki temelji na knjižnicah Arduino. Specifikacija je naslednja:

· Napajalna napetost: 7V do 12V (priporočeno), 6V-20V (največ)

· Mikrokontroler: AT91 SAM3X8E, rdzeń 32-bitni ARM Cortex M3

· Največja frekvenca ure: 84MHz

· Pomnilnik SRAM: 96 kB Flash pomnilnik: 512 kB

· Zatiči V / I: 54

· PWM kanali: 12

· Število analognih vhodov: 12 (kanali A / D pretvornika)

· D / A pretvornik (digitalno-analogni)

· Krmilnik DMA

· Zaporedni vmesniki: UART, SPI, I2C, CAN, USB

· Napaka JTAG

Plošča je namenjena uporabnikom, ki se želijo seznaniti z najnovejšimi rešitvami v svetu mikrokrmilnikov. Vsekakor ima več zmogljivosti kot različice na osnovi AVR, bogata periferna vezja, vključno z digitalno-analognim pretvornikom.

Poleg zgoraj navedenega Arduino ponuja tudi:

Arduino Zero M0 Pro - 32 -bitni Cortex M0 - 32 -bitni modul mikrokrmilnika Atmel ATSAMD21G18, opremljen z jedrom ARM Cortex M -0. Ima 256 KB bliskovnega pomnilnika, 32 KB RAM -a, 14 digitalnih V / I, 12 PWM kanalov, 6 analognih vhodov in en izhod ter priljubljene komunikacijske vmesnike. Modul deluje z napetostjo 3,3 V.

Arduino Yún - WiFi - povezava Arduino in sistem Linux. Modul, ki temelji na sistemu ATmega32u4, ki se uporablja v Leonardu, vam omogoča brezžično programiranje in upravljanje naprave prek omrežja WiFi in ustrezne knjižnice. Obstaja tudi različica Arduino Yun PoE, ki se napaja iz omrežja Ethernet.

Arduino Micro - miniaturni modul, ki temelji na Arduinu Leonardu, je značilna majhnost. Ima AVR Atmega32U4 mikrokrmilnik. Opremljen z 20 digitalnimi V / I in priljubljenimi komunikacijskimi vmesniki.

4. Primeri uporabe

- Arduino in orientacija v tridimenzionalnem prostoru.

Primer uporabe 3-osnega žiroskopa, merilnika pospeška in magnetometra (sistem MinImu9) za orientacijo v 3D prostoru.

- Arduino in LCD zaslon.

Podpora za LCD zaslon s krmilnikom HD44780 z modulom Arduino.

- krmiljenje enosmernega motorja z uporabo platforme Arduino.

Primer rokovalnih modulov (H-mostov), ki se uporabljajo za nadzor smeri in hitrosti enosmernih motorjev.

- Povezava z ethernetnim omrežjem

Arduino povezava z modulom Ethernet ENC28J60.