Arduino osnovni vodič za početnike: 6 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:36

1. Što je Arduino?

Arduino je platforma za ugrađene sustave, uglavnom temeljena na 8-bitnim mikrokontrolerima iz AVR obitelji. Izuzetak je Arduino Due koji koristi 32-bitnu ARM Cortex jezgru. Drugim riječima, radi se o tiskanoj ploči s mikrokontrolerom i izlazima koji mogu upravljati vanjskim uređajima, npr. Senzorima, motornim kontrolerima, zaslonima itd. Zahvaljujući zlatnim konektorima, moduli se mogu spojiti pomoću javno dostupnih spojnih kabela.

Većina verzija Arduina ne zahtijeva vanjskog programera. Sve što trebate učiniti je spojiti se na računalo pomoću miniUSB-USB kabela.

Jedna od prednosti platforme je vlastito besplatno okruženje s nebrojenim bibliotekama, primjerima, vodičima za rukovanje raznim vrstama vanjskih uređaja.

2. Kome je platforma namijenjena?

Arduino je namijenjen početnicima i naprednim programerima elektronike.

Osoba koja započinje avanturu s ovom vrstom sustava uštedjet će puno vremena i živaca pri konfiguriranju programera, provjeri veza i instaliranju upravljačkih programa. Poznato je da je najbolje učiti na primjerima. Za Arduino ih ima mnogo na web stranici projekta i na cijelom internetu.

Naprednijim će se korisnicima svidjeti brojne knjižnice, obje zadane (uključujući: EEPROM, Ethernet, Display, Servo, SPI, TWI, WiFi), kao i datoteke koje stavljaju na raspolaganje proizvođači elektroničkih modula (npr. Naš dobavljač - Pololu).

Primjer:

Podrška za popularni 16x2 LCD zaslon svodi se na nekoliko jednostavnih kodova:

LCD tekući kristal (12, 11, 5, 4, 3, 2); // povećanje privoda

lcd.begin (16, 2); // Odredite vrstu prikaza sa 16 stupaca, 2 retka

lcd.print ("Zdravo Svijete"); // Pružanje teksta za prikaz

Cijeli kôd koji prikazuje riječi "Hello World" i dijagram povezivanja zaslona mogu se pronaći na: Arduino.cc.

3. Koju verziju odabrati?

Izbor inačice ovisi o namjeni modula. U našoj trgovini dostupni su:

Korak 1: Arduino Uno R3

Arduino Uno R3

Najjednostavnija verzija modula. Na tanjuru ćete pronaći:

· Mikrokontroler Atmega328 (32kB Flash, SRAM 2kB, 16MHz takt)

· 14 digitalnih ulaza / izlaza - na koje se, na primjer, mogu spojiti LED diode, gumbi, zasloni itd.

· 6 PWM izlaza - na primjer za kontrolu brzine vrtnje motora, postavljanje servo položaja

· 6 analognih ulaza - omogućuju rad svih vrsta senzora, pretvarača s analognim izlazom

Komunikacijska sučelja:

· UART - jedan od najjednostavnijih načina razmjene podataka s računalom

· I2C / TWI - podrška za senzore, vremenske krugove

· SPI - komunikacija s brzim pretvaračima ili vanjskim sjećanjima

Napajanje:

· USB ili vanjski izvor (npr. AC adapter)

Arduino Uno dobar je izbor za relativno jednostavne, male projekte. Možete ga uspješno implementirati, na primjer, upravljanje motorom, kontrola rasvjete s korisničkim sučeljem, LCD zaslon. Modul se također preporučuje korisnicima koji ulaze u svijet mikrokontrolera i ugrađenih sustava.

Korak 2: Arduino Leonardo

Arduino Leonardo

· Druga verzija, na kojoj možemo pronaći:

· ATmega32u4 mikrokontroler (32kB Flash, 2.5kB SRAM, takta 16MHz)

· 20 digitalnih ulaza / izlaza - na koje se, na primjer, mogu spojiti LED diode, gumbi, zasloni itd.

· 7 PWM izlaza

· 12 analognih ulaza - dva puta više od verzije Uno, to znači mogućnost povezivanja više senzora s analognim izlazom

Komunikacijska sučelja:

· UART - jedan od najjednostavnijih načina razmjene podataka s računalom

· I2C / TWI - podrška za senzore, vremenske krugove

· SPI - komunikacija s brzim pretvaračima ili vanjskim sjećanjima

· USB - omogućuje povezivanje popularnih računalnih uređaja

· Napajanje: USB ili vanjski izvor (npr. AC adapter)

Ako naš projekt želi koristiti uređaj koji se povezuje putem USB sučelja, Arduino Leonardo bit će savršen izbor. Sustav ima integrirani USB kontroler, po čemu se razlikuje od ostalih.

Proizvođač također nudi verzije sa "niskim profilom". Ploča nema priključke, korisnik ih može lemiti po vlastitom nahođenju. Svi elementi nalaze se u površinski lemljenim kućištima. Opcija je korisna kada se naš projekt mora razmnožavati na malom prostoru.

Korak 3: Arduino Mega 2560

Arduino Mega 2560

Verzija dizajnirana za provedbu opsežnijih projekata. Ima čak 54 digitalna ulaza / izlaza, više memorije i više komunikacijskih sučelja nego Arduino UNO i Leonardo. Ploča sadrži: ATmega2560 iz AVR obitelji (Flash 256kB, SRAM 8kB, EEPROM 4kb taktna frekvencija 16MHz) 54 digitalna ulaza / izlaza opće namjene 14 PWM izlaza 16 analognih ulaza - Komunikacijska sučelja: 4 xUART - jedan od najjednostavnijih načina razmjene podataka s PCI2C / TWI - podrška za senzore, vremenske krugove SPI - komunikacija s brzim pretvaračima ili vanjskim memorijama Napajanje: USB ili vanjski izvor (npr. AC adapter) Modul je skuplji od prethodnih verzija, ali ima više mogućnosti. Mikrokontroler Atmega2560 ima bogatu periferiju i veliku količinu memorije. 256kB Flash - omogućuje vam podršku proširenom kodu, 4kB EEPROMU za pisanje mnogo podataka.

Korak 4: Arduino Mega ADK

Arduino Mega ADK

Osim prednosti Arduino Mega, ADK ima i mogućnost povezivanja na Android sustav putem USB sučelja kojim upravlja čip MAX34210. Specifikacija modula je slična Arduino Mega:

· ATmega2560 iz AVR obitelji (Flash 256kB, SRAM 8kB, EEPROM 4kb radna takt 16MHz)

· 54 digitalna ulaza / izlaza opće namjene

· 14 PWM izlaza

· 16 analognih ulaza

Komunikacijska sučelja:

· 4 xUART - jedan od najjednostavnijih načina razmjene podataka s računalom

· I2C / TWI - podrška za senzore, vremenske krugove

· SPI - komunikacija s brzim pretvaračima ili vanjskim sjećanjima

· Napajanje: USB ili vanjski izvor (npr. AC adapter)

ADK verzija je dizajnirana za projekte koji komuniciraju s Androidom. Ugrađeni USB kontroler također vam omogućuje povezivanje kamere, kontrolera igre ili kontrolera pokreta.

Korak 5: Arduino Leonardo Ethernet

Arduino Leonardo Ethernet

Glavna prednost modula je jednostavno povezivanje s mrežom. Modul ima mrežnu utičnicu s Ethernet kontrolerom. Na ploči se nalazi i utor za memorijsku karticu microSD. Specifikacije slične Arduinu Leonardu:

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

· 20 digitalnih ulaza / izlaza - na koje se, na primjer, mogu spojiti LED diode, gumbi, zasloni itd.

· 7 PWM izlaza - na primjer za kontrolu brzine vrtnje motora, postavljanje servo položaja

· 12 analognih ulaza - omogućuju rad svih vrsta senzora, pretvarača s analognim izlazom

Komunikacijska sučelja:

· UART - jedan od najjednostavnijih načina razmjene podataka s računalom

· I2C / TWI - podrška za senzore, vremenske krugove

· SPI - komunikacija s brzim pretvaračima ili vanjskim sjećanjima

· Napajanje: vanjski izvor (npr. AC adapter)

Ethernet verzija je dizajnirana za projekte koji zahtijevaju povezivanje s mrežom. Pogodnost je i integrirani utor za microSD karticu, na koji se može pohraniti više podataka nego u memoriji samog mikrokontrolera.

Korak 6: Arduino Due

Arduino Due

Zahvaljujući Arduino Due, korisnik može stvarati sustave pomoću ARM 32-bitnog Cortex M3 mikrokontrolera na temelju Arduino knjižnica. Specifikacija je sljedeća:

· Napon napajanja: 7V do 12V (preporučeno), 6V-20V (maksimalno)

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

· Maksimalna frekvencija takta: 84MHz

· SRAM memorija: 96 kB Flash memorija: 512 kB

· Pinovi I / O: 54

· PWM kanali: 12

· Broj analognih ulaza: 12 (kanali A / D pretvarača)

· D / A pretvarač (digitalno-analogni)

· DMA kontroler

· Serijska sučelja: UART, SPI, I2C, CAN, USB

· Debugger JTAG

Ploča je namijenjena korisnicima koji se žele upoznati s najnovijim rješenjima u svijetu mikrokontrolera. Ima definitivno više mogućnosti od inačica temeljenih na AVR-u, bogate periferne krugove, uključujući digitalno-analogni pretvarač.

Osim gore navedenog, Arduino također nudi:

Arduino Zero M0 Pro - 32 -bitni Cortex M0 - Atmel ATSAMD21G18 32 -bitni modul mikrokontrolera opremljen jezgrom ARM Cortex M -0. Ima 256 KB Flash memorije, 32 KB RAM -a, 14 digitalnih I / Os, 12 PWM kanala, 6 analognih ulaza i jedan izlaz te popularna komunikacijska sučelja. Modul radi sa 3.3 V.

Arduino Yún - WiFi - Arduino veza i Linux sustav. Modul temeljen na sustavu ATmega32u4 koji se koristi u Leonardu omogućuje vam bežično programiranje i upravljanje uređajem putem WiFi mreže i odgovarajuće knjižnice. Postoji i Arduino Yun PoE verzija - napaja se iz Ethernet mreže.

Arduino Micro - minijaturni modul temeljen na Arduinu Leonardu, karakterizira mala veličina. Ima AVR Atmega32U4 mikrokontroler. Opremljen s 20 digitalnih I / O i popularnih komunikacijskih sučelja.

4. Primjeri uporabe

- Arduino i orijentacija u trodimenzionalnom prostoru.

Primjer korištenja troosnog žiroskopa, akcelerometra i magnetometra (sustav MinImu9) za orijentaciju u 3D prostoru.

- Arduino i LCD zaslon.

Podrška za LCD zaslon s HD44780 kontrolerom pomoću Arduino modula.

- Upravljanje istosmjernim motorom pomoću Arduino platforme.

Primjer modula za rukovanje (H-mostovi) koji se koriste za kontrolu smjera i brzine istosmjernih motora.

- Spajanje na Ethernet mrežu

Arduino veza s Ethernet ENC28J60 modulom.