Kako začeti z Arduinom: Kaj morate vedeti: 4 koraki (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

Že vrsto let delam z Arduinom in elektroniko in se še vedno učim. V tem vedno večjem svetu mikrokrmilnikov se je enostavno izgubiti in krožiti okoli sebe, da bi poiskali informacije.

V tem navodilu vam bom pokazal:

Kaj je in kaj počne Arduino.

Kje začeti z Arduinom.

Kako najti koristne vire.

Vse to sem se naučil z izkušnjami in so preizkušene metode za uspeh. Ne bom zanikal, da obstaja verjetno na stotine različnih vaj za začetek z Arduinom, vendar so to stvari, ki so se mi v prvih dneh zdele najbolj uporabne. Zato sledite in raziščimo čudovit svet Arduina.

Opomba: Nekatere slike v tem navodilu so posnetki zaslona. Slike, ki jih vsebujejo, so last njihovih lastnikov in so lahko predmet avtorskih pravic. Tukaj sem jih sestavil kot zunanje naprave za pomoč pri razvoju mojega Instructablea kot neprofitnega izobraževalnega vira v skladu s doktrino poštene uporabe.

1. korak: Arduino: kaj je to in kaj počne?

Arduino je odprtokodna elektronska platforma, ustvarjena za ustvarjalce, ki temelji na preprosti in enostavni strojni opremi ter zamenljivi paleti senzorjev, manipulatorjev in zaslonov. V širšem pomenu se izraz običajno uporablja za označevanje velikega področja mikrokrmilnikov, ki temeljijo na mikročipih Atmel.

Laično rečeno so podobni poenostavljenim, miniaturnim računalnikom. Kot si lahko predstavljate, je to ogromno polje, ki se nenehno širi, s stotinami različic mikrokrmilnikov, konfiguracij in senzorske opreme. Tukaj sem ga zožil na osnove.

V tem navodilu bom pregledal 3 najbolj priljubljene plošče Arduino (ki so tudi moje najljubše):

Uno, Nano, in Mega

Preučil bom tudi uporabo IDE (program, ki ga uporabljamo za kodiranje Arduina), ščite in senzorje.

Če želite izvedeti več o določenih ploščah, glejte korak »Viri«

Uporabni izrazi in definicije:

Mikro krmilnik: Vsako programabilno vezje, ki temelji na zanki kode pogojev in zamud. Ne smemo ga zamenjevati z mikroprocesorjem, ki se nanaša bodisi na sam krmilni čip bodisi na veliko bolj zapleteno ploščo, kot je RaspberryPi.

Plošča: Strojna oprema, na kateri temelji Arduino, se običajno uporablja za sklicevanje na sam mikrokrmilnik ("plošča Arduino Uno")

Ščit: Razširitev plošče, običajno zasnovana tako, da se popolnoma prilega že obstoječi konfiguraciji zatičev, kar poveča postavitev in na osnovno ploščo doda funkcije, ki še niso vgrajene (npr. Ščit motorja omogoča nadzor motorjev, ščit Ethernet dodaja možnost uporabe internetnih funkcij, ščit Bluetooth dodaja povezavo Bluetooth itd.)

IDE (natančneje, Arduino IDE): programska oprema, ki se najpogosteje uporablja za pisanje in nalaganje kode na ploščo Arduino. Obstaja tudi možnost, da ga uporabite za druge plošče, ki niso Arduino, kot je RaspberryPi.

Knjižnica: dodatek k kodi kot ločeni datoteki, ki se uporablja za dodajanje dodatnih funkcij in omogoča združljivost s ščitniki in komponentami brez potrebe po poznavanju izjemno dolgih in zapletenih funkcij in algoritmov.

Senzor: vse, kar lahko sprejme fizični vhod in ga prenese na električni signal

Uno:

Arduino Uno je daleč najbolj ikonična in verjetno najbolj priljubljena plošča Arduino, ki jo lahko dobite. Ima 14 digitalnih V/I zatičev, ki se lahko razlikujejo med Vklopljeno in Izklopljeno, od katerih jih 6 lahko uporablja PWM ali Pulse Width Modulation, ki spreminja izhodno napetost z vklopom in izklopom zatiča (impulz se hitro spreminja) ') v različnih časovnih presledkih ("širina"), da bi bil izhod višji ali nižji ("modulacija"). Ima tudi 6 analognih vhodnih zatičev. Vsi zatiči se lahko uporabljajo kot vhodni ali izhodni, nekateri pa imajo posebne funkcije, če se uporabljajo s posebnimi ščitniki in knjižnicami.

Zabavno dejstvo: Arduino Uno ima večjo procesorsko moč kot računalniki velikosti sobe, ki se uporabljajo za zgodnje misije Apollo lune, in ti leži v roki!

Večina ščitov temelji in je zgrajena za Arduino Uno, kar na splošno velja za najboljšo ploščo za začetnike. In se popolnoma strinjam. Uno morda ni najbolj vsestranski, vsekakor pa je najlažji za nastavitev in uporabo, večina projektov in vadnic za Arduino pa se začne z Uno.

Nano:

Ta stvar, kot že ime pove, je manjša plošča. Ima manj pomnilnika kot Uno, sicer pa si večino istih funkcij deli v veliko manjšem paketu. Ideja Nano so nosljiva in miniaturna vezja za uporabo v ozkih prostorih ali pri projektih, občutljivih na težo, kot so brezpilotni letali. Ta ima zaradi manjše velikosti manj splošnih zatičev, vendar je tudi cenejši od Uno in bo primeren za več mest.

Mega:

Ponovno ime pove vse. Ta plošča je daljša od Uno in ima skupaj 54 digitalnih V/I zatičev, od tega 15 z možnostjo PWM in 16 analognih vhodov. Ta tabla je za večje, boljše in večje projekte. In ja, namerno sem se ponovil. Ta plošča je ogromna in je združljiva z večino istih ščitov kot Uno, saj ima enako začetno konfiguracijo zatičev. Ima tudi povečan pomnilnik, zato lahko lažje izvaja večje programe.

IDE:

Arduino IDE je razmeroma preprosta platforma za kodiranje. Za plošče Arduino uporablja lasten programski jezik, vendar ima številne enake lastnosti kot priljubljeni kodirni jeziki, kot sta Java in C. Učna krivulja je zelo nežna, na spletu pa je na stotine primerov in celo vgrajenih v programsko opremo, ki vas vodi skozi nekatere vidike kode. To uporabljam od svojega 13. leta in še vedno ne vem polovico, kaj vse počne, zato ne skrbite, za uporabo Arduina ni treba biti as.

Ščiti:

Različni ščiti se uporabljajo različno. Očitno. Poleg tega imajo za izvajanje različne kode. Ampak še ne hiperventilirajte, nisem končal. Za večino ščitov, ki jih trenutno lahko kupite, obstaja etična vgrajena primerna koda, ki je že v IDE, ali zelo lepa vadnica na spletu. Vse kar morate storiti je, da ga najdete. Glejte "Viri" za to.

Senzorji:

Podobno kot Shields bodo različni senzorji, manipulatorji in zasloni povezani z različnimi kodami. Za iskanje primerov velja isti postopek.

Zdaj, ko veste malo več o Arduinu, pojdimo na Kje začeti.

2. korak: Kako in kje začeti z Arduinom

Kot sem omenil v zadnjem koraku, mikrokrmilniki Arduino pokrivajo ogromno različnih plošč in opreme. V tem koraku vam bom dal nekaj napotkov, kje začeti in kaj najprej dobiti.

Verjetno najbolj koristen nasvet, ki vam ga lahko dam vnaprej, je naslednji: Začnite preprosto. Učenje uporabe Arduina je proces, ki traja nekaj časa, in če poskušate narediti preveč naenkrat, boste samo razočarani. Svoj hobi sem začel v Arduinu z utripanjem LED. In veste, kaj mi je najbolj všeč, od vseh stvari, za katere uporabljam Arduino? Utripajoče LED. Torej, ne glede na vaše ambicije glede uporabe Arduina, vam resno priporočam, da najprej preizkusite primere Blink in Fade v Arduino IDE in se poigrate z njimi, preden poskusite kaj zapletenega.

Kje začeti:

Vprašajte se: Za kaj želite uporabljati Arduino? To vprašanje bo določilo, kaj morate iskati na plošči Arduino, preden dobite svojega prvega.

Če v resnici ne veste ali imate v mislih nekaj preprostega, na primer majhnega robota, bi priporočil Uno. Če želite izdelovati nošljive ali miniaturizirana vezja, predlagam Nano (ali Micro, odvisno od zahtevnosti tega, kar želite narediti). Če želite velik projekt, kot je 3D tiskalnik, velik robot ali senzorsko omrežje, bi predlagal Mega. Če je vaš izbrani projekt težka obdelava in krčenje podatkov, bi bila nič ali dolg dobra ideja. In če želite računalniški vmesnik, to je tipkovnico po meri, igralno palico ali miško, potem je Leonardo za vas. In seznam se tu ne konča. Arduino plošč je vedno več, tiste, ki sem jih omenil, pa so le osnove. Obstajajo plošče, kot sta Yún ali Tian, ki lahko poganjajo Linux in v bistvu delujejo kot majhne različice celovitih računalnikov, na številnih ploščah, ki sem jih omenil, pa še veliko različic, ki dodajajo različne funkcije in posebnosti za določeno paleto projekti.

Za več podrobnosti o določenih ploščah in za celoten seznam plošč glejte moj naslednji korak, 'Viri'.

Kaj najprej dobiti:

Začnite tako, da vzamete samo ploščo. In ne prestrašite se, ko na uradnem spletnem mestu Arduino vidite oznake s cenami. Čeprav lahko iskreno rečem, da je znamka Arduino Arduinos veliko bolj kakovostna in da je zagotovljeno, da je v brezhibnem stanju, res ne maram porabiti toliko denarja samo za en predmet. Pojdite na Amazon in imajo klonirane različice Arduina, ki so v resnici ista stvar različnih podjetij, za manj kot polovico cene. Ali pa bi lahko dobil isto ploščo in komplet delov, za isto ceno pa bi lahko dobil pravi Arduino. Če pa imate denar za porabo, kupite od uradnih ljudi v Arduinu, ker so fantje, ki razvijajo večino novih mikrokrmilnikov in podpirajo programsko opremo, ki se uporablja za njihovo kodiranje. Izbira je res vaša.

Če nameravate kupiti Uno ali Mega, bi vam resno priporočil začetni komplet. V naslednjem koraku sem sestavil seznam povezav do nekaj različnih. Začetni kompleti ne bodo prišli samo s samim Arduinom, ampak tudi s celim nizom uporabnih senzorjev in komponent, vključno z najboljšim prijateljem vsakega graditelja vezij: ploščico. In najboljši del? Začetni kompleti so dejansko cenejši od nakupa vseh komponent ločeno. Za veliko. Na primer, projekt, ki bi me stal okoli 100 evrov za izgradnjo, me je stal le 50 evrov, ker sem našel nekaj dobrih začetnih kompletov, nato pa sem lahko z ostanki sestavil še tri projekte.

Če ne dobite Uno ali Mega, bi vseeno priporočil začetni komplet, ki je priložen samo senzorjem in dodatnim komponentam, ne pa plošči Arduino. Mimogrede, na to je treba biti pozoren. Ko kupujete začetni komplet, se prepričajte, da dejansko vsebuje vse sestavne dele na slikah, ker bodo nekateri rekli "za Arduino" in prikazali Uno, vendar ga dejansko ne bodo dobili. Običajno obstaja seznam delov, kjer lahko preverite vsebino kompleta.

Ko imate Arduino, je naslednji korak, da prenesete IDE in poiščete nekaj dobrih vadnic. Preberite v naslednjem koraku in poiščite najboljša mesta za to.

3. korak: Viri

V tem koraku bom izpostavil nekaj zelo priročnih virov za vse DIYerje, ki uporabljajo Arduino, pa tudi, kako najti več. Vključil bom tudi seznam dobrih mest za nakup izdelkov Arduino in nekaj mojih najljubših začetnih kompletov.

IDE:

IDE je osrednji del vseh projektov Arduino. Na srečo je tudi brezplačen prenos, čeprav lahko po želji podarite ljudem, ki so to napisali. Vse njegove različice najdete na tej povezavi. Tukaj je na voljo tudi priročna referenca.

Knjižnice:

Arduino IDE je opremljen s številnimi vgrajenimi knjižnicami za razširjeno funkcionalnost, vendar se mi zdi, da imam vedno nekaj komponent, ki niso neposredno podprte. Ko se to zgodi, običajno poiščem komponento z iskalnimi izrazi "Knjižnica Arduino", da ugotovim, katera knjižnica je najbolj priljubljena (in zato verjetno najbolj uporabna). Drug način, da jih najdete, je na spletnem mestu Arduino, Arduino.cc. Najboljše mesto za na primer kode in knjižnice je Github.com. Ti fantje imajo vse, kar zadeva knjižnice, izvorno kodo, različice IDE ali karkoli drugega, povezanega s programsko opremo.

Plošče:

Če želite izvedeti večino plošč Arduino in najbolj priljubljenih ščitov, je ta stran vir za vas s povezavami do vseh specifikacij, shem in pojasnil za vsako komponento Arduino.

Koda in referenca:

Če želite izvedeti, kaj počne vsaka vrstica kode, in kako se uporablja, je primeren referenčni razdelek spletnega mesta Arduino. Edina omejitev je, da ne vključuje nobene posebne funkcije za knjižnice, ki jih ni izdelal Arduino.

Vadnice in navodila:

Za vadnice na Arduinu je stran z vajami dober začetek. Za podrobnejše vadnice in projekte sta poleg https:// Instructables https://learn.adafruit.com/ in https://create.arduino.cc/projecthub dobra mesta za ogled.

Za navodila izkušenih članov skupnosti je uradni forum Arduino verjetno najboljše mesto.

Iskanje več virov:

Velikokrat je najbolje, da Google iščete. Včasih pa so informacije nedosegljive. V teh primerih se mi zdi, da brskam po projektih in vajah ter na forumu Arduino in iščem sklice na dobre vire. Če jih ne najdem, se kar oglasim na forumu in vprašam, ker bi bilo bolje, da bi ob vseh tisočih ljudeh, ki tečejo po forumu, nekdo vedel, kako vam pomagati.

Začetni kompleti:

Tukaj je nekaj mojih najljubših kompletov, ki jih priporočam začetnikom, ki se učijo Arduino. Imajo vse komponente, ki jih boste morali naučiti osnov (in nekaterih zapletenosti) kodiranja in vezja.

Najcenejše in najkakovostnejše komplete, ki sem jih do sedaj našel, z največ podpore in najboljšo storitvijo za stranke, prodaja podjetje Elegoo. Čeprav svoje komplete prodajajo tudi prek Amazona, sem povezal uradno spletno stran, ker ponavadi bolje opiše vključene komponente v kompletih. Vendar niso uradne plošče ali kompleti Arduino, zato ne pozabite, da pri nakupu ne podpirate spletnega mesta Arduino.

Če imate denar za porabo, bi res priporočil nakup uradnega začetnega kompleta Arduino/Genuino. Ima najboljši opis in dokumentacijo za začetnike vseh kit na trgu, projekti pa so tudi zelo kul.

Najboljše mesto, razen Amazona, za nakup posameznih senzorjev, ščitov in podobnih je trgovina Adafruit. So najvišje kakovosti in vsaka komponenta ima na voljo posamezno spletno dokumentacijo.

Upoštevajte, da so to moja mnenja in priporočila, da se ne zamenjujem z dejstvi. Vsi nakupi, ki jih opravite, so po vaši izbiri in predlagam, da pred nakupom raziščete različne komplete.

4. korak: Epilog

Zdaj se lahko pogumno odpravite v svet mikrokrmilnikov in Arduina ter začnite z zaupanjem, da veste, kje ležijo vaši viri, če bi prišlo do težav. Zgoraj je kup slik različnih projektov, ki sem jih tukaj naredil na Instructables z Arduinom, samo zato, da vam predstavim neskončne možnosti in vas upam navdihniti, da naredite nekaj velikega.

Če imate kdaj vprašanje o Arduinu, me vprašajte, vendar ne pozabite, da bi bil Arduino Forum veliko boljše mesto za vprašanje in zagotovo vam bodo pomagali. Ne vem vsega, zato ne jemljite ničesar, kar pravim, kot samoumevno, če želite izvedeti, poglejte sami.

Glasujte, če vam je bilo to všeč ali ste se med branjem tega naučili!

Kot vedno so to projekti nevarno eksplozivnega, njegovega vseživljenjskega poslanstva, "pogumno zgraditi tisto, kar želiš zgraditi, in še več!"

Ostale moje projekte najdete tukaj.