Početak rada s Arduinom: sve što trebate znati: 4 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

Već dugi niz godina radim s Arduinom i elektronikom, a još uvijek učim. U ovom svijetu mikrokontrolera koji se sve više širi, lako se izgubiti i kružiti oko sebe pokušavajući pronaći informacije.

U ovom Instructable -u pokazat ću vam:

Što Arduino jest i radi.

Gdje početi s Arduinom.

Kako pronaći korisne izvore.

Sve su to stvari koje sam naučio iskustvom i isprobane su metode za uspjeh. Neću poreći da vjerojatno postoje stotine različitih vodiča za početak s Arduinom, ali ovo su stvari koje su mi bile najkorisnije u mojim ranim danima. Zato slijedite i istražimo čudesni svijet Arduina.

Napomena: Neke od slika u ovom Instructableu su snimke zaslona. Slike koje sadrže vlasništvo su njihovih vlasnika i mogu biti zaštićene autorskim pravima. Ovdje sam ih sastavio kao periferne uređaje kako bih pomogao u razvoju mog Instructablea kao neprofitnog obrazovnog resursa, u skladu s doktrinom poštene upotrebe.

Korak 1: Arduino: što je to i što radi?

Arduino je elektronička platforma otvorenog koda dizajnirana za stvaratelje, zasnovana na jednostavnom i lakom za korištenje hardveru i izmjenjivom rasponu senzora, manipulatora i zaslona. Izraz se, u širem smislu, općenito koristi za označavanje velikog polja mikrokontrolera temeljenih na Atmel mikročipovima.

Laički rečeno, oni su poput pojednostavljenih, minijaturnih računala. Kao što možete zamisliti, ovo je ogromno polje koje se stalno širi, sa stotinama varijacija mikrokontrolera, konfiguracija i senzorske opreme. Evo, suzio sam to na osnove.

U ovom Instructableu ću pregledati 3 najpopularnije Arduino ploče (koje su mi i najdraže):

Uno, Nano, i Mega

Također ću prijeći na korištenje IDE -a (program koji koristimo za kodiranje Arduina), štitove i senzore.

Da biste saznali više o određenim pločama, pogledajte korak 'Resursi'

Korisni pojmovi i definicije:

Mikrokontroler: Bilo koji programabilni krug koji se temelji na petlji koda uvjeta i kašnjenja. Ne treba se miješati s mikroprocesorom, koji se odnosi ili na sam upravljački čip ili na mnogo složeniju ploču kao što je RaspberryPi.

Ploča: Hardver na kojem se temelji Arduino, općenito se koristi za upućivanje na sam mikrokontroler ("ploča Arduino Uno")

Štit: Produžetak ploče, obično dizajniran za savršeno umetanje u već postojeću konfiguraciju pinova, koji poboljšava izgled i dodaje funkcije koje nisu već ugrađene u osnovnu ploču (npr. Štitnik motora omogućuje upravljanje motorima, Ethernet štit dodaje mogućnost korištenja internetskih funkcija, Bluetooth štit dodaje bluetooth povezivanje itd.)

IDE (točnije, Arduino IDE): softver koji se najčešće koristi za pisanje i prijenos koda na Arduino ploču. Postoji i mogućnost korištenja za druge ploče koje nisu Arduino, poput RaspberryPi.

Knjižnica: dodatak kodu kao zasebna datoteka, koristi se za dodavanje dodatnih funkcija i dopušta kompatibilnost sa štitovima i komponentama bez potrebe za poznavanjem izuzetno dugih i složenih funkcija i algoritama.

Senzor: sve što može uzeti fizički ulaz i prenijeti ga na električni signal

Uno:

Arduino Uno je daleko najpoznatija i vjerojatno najpopularnija Arduino ploča koju možete nabaviti. Ima 14 digitalnih I/O pinova, koji se mogu razlikovati između Uključeno i Isključeno, od kojih 6 može koristiti PWM ili Pulse Width Modulation, koja mijenja izlazni napon uključivanjem i isključivanjem pina (puls se brzo mijenja ') u različitim intervalima (' širina ') kako bi izlaz bio veći ili manji (' modulacija '). Također ima 6 pinova za analogni ulaz. Svi pinovi se mogu koristiti kao ulaz ili izlaz, a neki pinovi imaju posebne funkcije kada se koriste sa posebnim štitovima i knjižnicama.

Zabavna činjenica: Arduino Uno ima veću procesorsku snagu od računala veličine sobe koja se koristi za rane misije Apollo mjeseca, a stane vam u ruku!

Većina štitova temelji se na i izgrađena je za Arduino Uno, a općenito se smatra da je to najbolja ploča za početak kao početnik. I potpuno se slažem. Uno možda nije najsvestraniji, ali je zasigurno najjednostavniji za postavljanje i korištenje, a većina projekata i vodiča za Arduino počinje s Uno -om.

Nano:

Ova stvar, kao što naziv implicira, je manja ploča. Ima manje memorije nego Uno, ali inače dijeli većinu istih funkcija u mnogo manjem paketu. Ideja koja stoji iza Nanoa su nosivi i minijaturni sklopovi za upotrebu u uskim prostorima ili na projektima osjetljivim na težinu, poput bespilotnih letjelica. Ovo ima manje ukupnih igala zbog manje veličine, ali je i jeftinije od Uno -a te će stati na više mjesta.

Mega:

Opet, naziv govori sve. Ova ploča je dulja od Uno -a i ima ukupno 54 digitalna I/O pina, od kojih 15 podržava PWM i 16 analognih ulaznih pinova. Ova ploča je za veće, bolje i veće projekte. I da, namjerno sam se ponovila. Ova ploča je ogromna i kompatibilna je s većinom istih štitova kao i Uno, jer dijeli istu početnu konfiguraciju pinova. Također ima povećanu memoriju pa može lakše pokretati veće programe.

IDE:

Arduino IDE relativno je jednostavna platforma za korištenje što se tiče kodiranja. Za Arduino ploče koristi vlastiti programski jezik, ali dijeli mnoge iste karakteristike kao i popularni jezici kodiranja, poput Jave i C. Krivulja učenja je vrlo nježna, a na stotine je primjera na mreži pa čak i ugrađeno u softver koji provesti vas kroz određene aspekte koda. Koristim ovo od svoje 13. godine i još uvijek ne znam polovicu svega što radi, stoga ne brinite, ne morate biti as da biste koristili Arduino.

Štitovi:

Različiti se štitovi koriste različito. Očito. Također imaju različite skupove kodova potrebne za njihovo pokretanje. Ali nemojte još hiperventilirati, nisam završio. Za većinu štitova koje trenutno možete kupiti postoji etier ugrađen primjer koda koji je već na IDE-u ili vrlo lijep vodič na internetu. Sve što trebate učiniti je pronaći ga. Pogledajte "Resursi" kako to učiniti.

Senzori:

Slično kao i Shields, različiti senzori, manipulatori i zasloni imat će različite kodove. Primjenjuje se isti postupak za pronalaženje primjera.

Dakle, sada kada znate nešto više o Arduinu, prijeđimo na Odakle početi.

Korak 2: Kako i gdje započeti s Arduinom

Kao što sam spomenuo u posljednjem koraku, Arduino mikrokontroleri pokrivaju ogroman raspon različitih ploča i opreme. U ovom koraku ću vam dati neke smjernice o tome odakle započeti i što prvo dobiti.

Vjerojatno najkorisniji savjet koji vam mogu dati unaprijed je sljedeći: Počnite jednostavno. Učenje korištenja Arduina proces je koji zahtijeva vrijeme, a ako pokušate učiniti previše odjednom, samo ćete biti frustrirani. Svoj hobi započeo sam u Arduinu trepćući LED diode. I znate što od svih stvari za koje koristim Arduino volim raditi najbolje? Trepereće LED diode. Pa zaista, bez obzira na vaše ambicije za korištenje Arduina, ozbiljno bih preporučio da prvo isprobate primjere Blink -a i Fade -a u Arduino IDE -u i poigrate se s njima prije nego pokušate bilo što komplicirano.

Gdje započeti:

Zapitajte se ovo: Za što želite koristiti Arduino? Ovo će pitanje odrediti što trebate tražiti na Arduino ploči prije nego što nabavite prvu.

Ako zaista ne znate ili samo imate na umu nešto jednostavno poput malog robota, preporučio bih Uno. Ako želite izrađivati nosive ili minijaturne sklopove, predložio bih Nano (ili Micro, ovisno o složenosti onoga što želite raditi). Ako želite veliki projekt, poput 3D pisača, velikog robota ili mreže senzora, predložio bih Mega. Ako je vaš odabir težak proces obrade i hrskanja podacima, onda bi nula ili rok bila dobra ideja. A ako želite računalno sučelje, tj. Prilagođenu tipkovnicu, joystick ili miš, onda je Leonardo za vas. I popis tu ne završava. Postoji sve veći broj Arduino ploča vani, a one koje sam ovdje spomenuo samo su osnove. Postoje ploče poput Yúna ili Tiana koje mogu pokretati Linux, a u osnovi se ponašati kao male verzije potpuno razvijenih računala, te mnoštvo varijacija na drugim pločama koje sam spomenuo i koje dodaju različite značajke i specijalitete za određeni raspon projekti.

Za više pojedinosti o određenim pločama i za potpuni popis ploča pogledajte moj sljedeći korak, 'Resursi'.

Što prvo nabaviti:

Počnite tako što ćete nabaviti samu ploču. I nemojte se plašiti kada vidite oznake cijena na službenoj Arduino web stranici. Iako mogu iskreno reći da su Arduino marke Arduinos mnogo kvalitetnije i da su zajamčeno ispravne, stvarno ne volim trošiti toliko novca samo na jednu stavku. Posjetite Amazon i oni imaju klonirane verzije Arduina, koje su zaista iste stvari različitih tvrtki, za manje od pola cijene. Ili bih mogao nabaviti istu ploču i komplet dijelova, po istoj cijeni mogao bih nabaviti pravi Arduino. Međutim, ako imate novca za potrošiti, kupujte od službenih Arduino ljudi, jer oni su ti koji razvijaju većinu novih mikrokontrolera i podržavaju softver koji se koristi za njihovo kodiranje. Izbor je zaista vaš.

Ako planirate nabaviti Uno ili Mega, ozbiljno bih preporučio nabavku početnog kompleta. Sastavio sam popis veza na nekoliko različitih u svom sljedećem koraku. Početni setovi neće doći samo sa samim Arduinom, već i s čitavom tonom korisnih senzora i komponenti, uključujući najboljeg prijatelja svakog graditelja strujnih krugova: ploču. A najbolji dio? Početni kompleti su zapravo jeftiniji od kupovine svih komponenti zasebno. Za puno. Na primjer, projekt koji bi me koštao oko 100 eura za izgradnju koštao me samo 50 eura jer sam našao neke dobre početne setove, a zatim sam uspio izgraditi još tri projekta s preostalim komponentama.

Ako ne nabavite Uno ili Mega, ipak bih preporučio početni komplet koji dolazi samo sa senzorima i dodatnim komponentama, a ne Arduino ploču. Usput, na ovo treba paziti. Kada kupujete početni komplet, provjerite sadrži li doista sve komponente na slikama, jer će neki reći "za Arduino" i pokazati Uno, ali zapravo ne dolaze s njim. Obično će postojati popis dijelova na kojem možete provjeriti sadržaj kompleta.

Nakon što imate Arduino, sljedeći korak je preuzimanje IDE -a i pronalaženje dobrih vodiča. Čitajte dalje u mom sljedećem koraku kako biste saznali najbolja mjesta za nabavku.

Korak 3: Resursi

U ovom koraku ću ukazati na neke vrlo zgodne resurse za sve DIYere koji koriste Arduino, kao i kako pronaći više. Uključit ću i popis dobrih mjesta za kupnju Arduino proizvoda i nekoliko mojih omiljenih početnih setova.

IDE:

IDE je središte svih Arduino projekata. Srećom, također je besplatan za preuzimanje, iako ako želite, možete uplatiti donaciju ljudima koji su ga napisali. Sve njegove verzije možete pronaći na ovoj poveznici. Ovdje je dostupna i zgodna referenca.

Knjižnice:

Arduino IDE dolazi s brojnim ugrađenim knjižnicama za proširenu funkcionalnost, ali smatram da uvijek imam nekoliko komponenti koje nisu izravno podržane. Kad se to dogodi, obično Google pretražujem komponentu s izrazima za pretraživanje "Arduino Library" uz nju, kako bih otkrio koja je knjižnica najpopularnija (i stoga vjerojatno najkorisnija). Drugi način da ih pronađete je putem web stranice Arduino, Arduino.cc. Međutim, najbolje mjesto za primjere kodova i knjižnica je Github.com. Ti momci imaju sve što se tiče knjižnica, izvornog koda, varijacija na IDE -u ili bilo čega drugog što se tiče softvera.

Ploče:

Da biste saznali o većini Arduino ploča i najpopularnijih štitova, ova stranica je resurs za vas, s vezama do svih specifikacija, shema i objašnjenja za svaku Arduino komponentu.

Šifra i referenca:

Da biste saznali što svaki redak koda radi i kako se koristi, mjesto na koje trebate otići je referentni odjeljak web stranice Arduino. Jedino je ograničenje to što ne uključuje nikakve posebne funkcije za knjižnice koje nije izradio Arduino.

Vodiči i upute:

Za vodiče na Arduinu stranica s uputama dobro je mjesto za početak. Za detaljnije vodiče i projekte, https://learn.adafruit.com/ i https://create.arduino.cc/projecthub dobra su mjesta za pogledati, osim ovdje na Instructables.

Za upute iskusnih članova zajednice, službeni Arduino forum vjerojatno je najbolje mjesto za posjetiti.

Pronalaženje dodatnih resursa:

Dosta vremena, najbolje je učiniti Google ono što tražite. Međutim, ponekad informacije mogu biti nedostižne. U tim slučajevima zatičem se nad projektima i vodičima te po forumu Arduino u potrazi za referencama na dobre resurse. Ako ih ne pronađem, jednostavno odem na forum i pitam, jer bolje se kladite da će vam, uz sve tisuće ljudi koji trče po forumu, netko znati pomoći.

Početni kompleti:

Evo nekoliko mojih omiljenih setova koje preporučujem početnicima koji uče Arduino. Imaju sve komponente koje ćete trebati naučiti osnove (i neke složenosti) kodiranja i sklopova.

Najbolje cijene i najkvalitetnije setove koje sam dosad pronašao, s najvećom podrškom i najboljom korisničkom uslugom, prodaje tvrtka Elegoo. Iako svoje setove prodaju i putem Amazona, povezao sam službenu stranicu jer ima tendenciju da ima bolji opis uključenih komponenti u setove. Ipak, to nisu službene Arduino ploče ili kompleti pa imajte na umu da ne podržavate Arduino web stranicu kada ih kupujete.

Ako imate novca za potrošiti, zaista bih predložio nabavku službenog Arduino/Genuino početnog kompleta. Ima najbolji pregled i dokumentaciju za početnike od svih pribora na tržištu, a i projekti su super.

Najbolje mjesto, osim Amazona, za nabavku pojedinačnih senzora, štitova i slično je trgovina Adafruit. Oni su najkvalitetniji, a svaka komponenta ima lako dostupnu pojedinačnu internetsku dokumentaciju.

Imajte na umu da su ovo moja mišljenja i preporuke, da ne bude zabune s činjenicama. Sve kupnje koje obavite su na vašem vlastitom izboru i predlažem da prije kupnje istražite različite komplete.

Korak 4: Epilog

Dakle, sada možete hrabro krenuti u svijet mikrokontrolera i Arduina, te početi sa povjerenjem da znate gdje leže vaši resursi, ako do problema dođe. Gore je hrpa slika različitih projekata koje sam ovdje radio na Instructables s Arduinom, samo da vam dam okus beskrajnih mogućnosti i nadamo se da će vas inspirirati da napravite nešto veliko.

Ako ikada budete imali pitanja o Arduinu, slobodno me pitajte, ali imajte na umu da bi Arduino Forum bio puno bolje mjesto za pitati, a oni su gotovo zajamčeni da će vam pomoći. Ne znam sve, stoga ne uzimajte ništa što govorim zdravo za gotovo, provjerite sami ako to želite znati.

Molimo vas da glasate ako vam se ovo svidjelo ili ste naučili čitajući ovo!

Kao i uvijek, ovo su projekti tvrtke Dangerously Explosive, njegove doživotne misije, "hrabro izgraditi ono što želite izgraditi, i više!"

Ostatak mojih projekata možete pronaći ovdje.