Úvod do Arduina: 18 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:18

Přemýšleli jste někdy o tom, že byste si vyrobili vlastní zařízení, jako je meteorologická stanice, palubní deska pro monitorování paliva, rychlosti a polohy nebo ovládání domácích spotřebičů ovládaných chytrými telefony, nebo vás někdy napadlo vyrábět sofistikované roboty, kteří dokážou mluvit, chodit a pohybovat pažemi nebo co si vyrobit vlastní zařízení pro přehrávání mp3, vyrobit zařízení pro detekci otisků prstů, automatizovaný systém zavlažování rostlin, snímač zemětřesení, vysílačku nebo dálkově ovládaný sledovací systém založený na kamerách CCTV. Pokud jste někdy přemýšleli a jste ochotni přispět k digitalizaci světa, pak věřte, že dokážete vyrobit vše, co chcete vytvořit, a pak musíte znát základní elektroniku a mikrokontroléry. Mikrokontrolér je kompaktní integrovaný obvod, který přijímá vstupy z různých senzorů, tj. Teplotních senzorů, senzorů detekce pohybu, senzorů zjišťujících rozsah atd. A je naprogramován tak, aby získal požadovaný výstup z akčních členů, tj. LED, motorů, relé atd. Znát dnešní otevřený zdroj světové učení, porozumění a vytváření takových zařízení není obtížný úkol, s velkým přínosem komunity Arduino světu je přístupné všem fandům a technikům po celém světě.

Arduino je open-source hardwarová a softwarová platforma pro kutily a inženýry, kteří čtou vstupy z různých senzorů, zpracovávají tyto vstupy a poskytují požadovaný výstup ovládáním různých akčních členů, tj. V zásadě lze říci, že Arduino může být mozkem mnoha projektů.

Krok 1: Typy Arduina

Existují různé typy desek Arduino s různým počtem analogových, digitálních a PWM pinů a skvělé je, že s nimi můžete snadno začít pracovat. Zde jsou zapsány různé doplňky Arduino.

● Arduino Uno

● Arduino splatné

● Arduino Mega

● Deska Arduino Leonardo

● Lillypad Arduino Board

Krok 2: Arduino Uno

Většina začátečníků začíná používat Arduino Uno, je to paluba, která má hlavní mikrokontrolér ATMegga328 s pamětí 2KB SRAM A 32KB flash, má 14 digitálních I/0, ve kterých je 6 PWM a 6 analogových výstupních pinů. resetovací tlačítko, napájecí konektor, připojení USB a další. Obsahuje vše potřebné k udržení mikrokontroléru; Jednoduše jej připojte k počítači pomocí kabelu USB a začněte používat adaptér nebo baterii AC-DC.

Krok 3: Termín Arduino

Hlavním mikrokontrolérem Arduino Due je AT91SAM38XE s pamětí 96 kB SRAM, 512 kB flash se skládá z 54 digitálních pinů, z nichž 12 je PWM a má 16 analogových vstupních pinů

Krok 4: Arduino Mega

Obsahuje ATmea2560 jako mikrokontrolér s pamětí 8 kB

Blesk SRAM a 256 kB s 54 digitálními IO piny, z nichž 12 jsou PWM a 16 analogových vstupních pinů, resetovací tlačítko, napájecí konektor, připojení USB a resetovací tlačítko. Obsahuje vše potřebné k udržení mikrokontroléru; jednoduše jej připojte k počítači pomocí kabelu USB a poskytněte mu napájecí zdroj, abyste mohli začít s adaptérem nebo baterií AC-DC. Díky obrovskému počtu pinů je tato deska Arduino velmi užitečná při navrhování projektů, které potřebují spoustu digitálních vstupů nebo výstupů, jako je spousta tlačítek.

Krok 5: Arduino Leonardo

Jeho hlavním mikrokontrolérem je ATmega32u4 s pamětí 2,5 kB SRAM a 32 kB flash s 20 digitálními IO piny a 12 analogovými vstupními piny. První vývojová deska Arduina je deska Leonardo. Tato deska používá jeden mikrokontrolér spolu s USB. To znamená, že to může být také velmi jednoduché a levné. Protože tato deska ovládá přímo USB, lze získat programové knihovny, které umožňují desce Arduino sledovat klávesnici počítače, myši atd.

Krok 6: LilyPad Arduino Board

Deska Lily Pad Arduino je nositelná e-textilní technologie. Každá deska byla nápaditě navržena s obrovskými spojovacími podložkami a hladkými zády, aby je bylo možné přišít do oblečení pomocí vodivé nitě. Toto Arduino také obsahuje I/O, napájení a také senzorové desky, které jsou postaveny speciálně pro e-textil. Ty jsou dokonce omyvatelné!

Krok 7: Nástroje pro vývojové prostředí Arduino

Programovací jazyk Arduino:

Arduino je naprogramováno v jazyce C ++, který se používá v různých aspektech projektů, jako je vývoj softwaru, ale pro Arduino C ++ se používá s dalšími funkcemi. Můžete vytvořit skicu Arduino, skica Arduino je název souboru kódu Arduino. Kód napíšete do Arduino IDE. Tyto náčrty lze uložit do složek projektu a IDE dává možnost zkompilovat kód C ++ do strojového jazyka a nahrát je na desku Arduino.

Arduino IDE

Arduino IDE (Integrated Development Environment) je nástroj pro editaci, kompilaci a nahrávání kódu v C ++, kde můžete napsat svůj program k programování IO pinů pro různé účely a můžete použít open-source knihovny pro psaní sofistikovaných programů integrovaných s různými funkcemi, o kterých budeme později podrobně diskutovat o knihovnách.

Krok 8: Instalace Arduino IDE

Krok 1. Stáhněte si Arduino IDE

Krok 2. Počkejte, až se proces stahování dokončí.

Krok 3. Nainstalujte software a vyberte součásti, které chcete nainstalovat, a také umístění instalace.

Krok 4. Při výzvě systému Windows 10 přijměte instalaci ovladače

Krok 9: Instalace ovladače Arduino

Přejděte na Start-> zadejte Správce zařízení ‘> dvojitým kliknutím na první výsledek spusťte Správce zařízení.

1. Přejděte na Porty> vyhledejte port Arduino UNO

2. Pokud nemůžete tento port najít, přejděte na Další zařízení a vyhledejte Neznámé zařízení

3. Vyberte port Arduino UNO> klikněte na Aktualizovat ovladač.

4. Vyberte možnost „Procházet můj počítač pro software ovladače“> přejděte na místo pro stažení softwaru Arduino> vyberte soubor arduino.inf/Arduino UNO.inf (v závislosti na verzi softwaru)

5. Počkejte, až systém Windows dokončí proces instalace ovladače.

Nyní, když jste si do počítače nainstalovali software a ovladač Arduino, je čas otevřít první skicu. Vyberte typ a port své desky a nahrajte program, abyste se ujistili, že je vaše deska v provozu.

Krok 10: Grafická reprezentace Arduino IDE

Protože Arduino IDE se používá k úpravám, ukládání, kompilaci a nahrávání kódu do Arduina, zde je grafické znázornění Arduino IDE.

Krok 11: Otevření nového souboru v Arduino IDE

Nový soubor otevřete kliknutím na soubor-> nový

Krok 12: Uložení skici Arduino

Otevře se nový soubor

Krok 1: Chcete-li Arduino Sketch uložit, přejděte na Soubor-> uložit Otevře se okno pro uložení skici

Krok 2: Přejmenujte skicu Arduino a klikněte na tlačítko Uložit. Skica bude uložena.

Krok 13: Příklady programu Arduino

Arduino IDE obsahuje mnoho příkladů programu, z něhož se lze učit a vytvářet z nich projekty. Tyto příklady se týkají LED, analogového a digitálního vstupního výstupu, sériové komunikace, senzoru atd.

Chcete-li otevřít ukázkový program LED blikání, klikněte na Soubor-> Příklad-> Základy-> Mrknutí

Krok 14: Knihovny Arduino

Podle komunity Arduino „Knihovny jsou souborem kódu, který vám usnadní připojení k senzoru, displeji, modulu atd. Vestavěná knihovna LiquidCrystal například usnadňuje komunikaci s LCD displeji. Na internetu jsou k dispozici stovky dalších knihoven ke stažení “. Knihovny zahrnují běžné metody a funkce, jako jsou ovladače zařízení nebo pomocné funkce pomocí knihoven, programování je snadné, aniž byste museli kódovat mnoho řádků, které můžete pro svůj program použít. Na internetu je k dispozici řada open-source knihoven, Arduino IDE také poskytuje knihovny vytvořené komunitou Arduino, jako je knihovna pro ovládání servomotorů, ethernetu atd. Arduino IDE také nabízí možnost instalace a používání externích knihoven, které můžete také vytvořte si vlastní knihovny a nainstalujte je do Arduino IDE.

Způsob instalace knihovny Arduino

Existují dva způsoby, kterými můžeme nainstalovat knihovnu do Arduino IDE, jedna je prostřednictvím Arduino IDE Library Manager a druhá je pomocí souboru.zip, většina knihoven je k dispozici ve Správci knihoven Arduino, ale existuje mnoho knihoven, které si vývojář vytvořil sám a zpřístupnit je na githubu, abychom měli obě možnosti, ale můžeme použít kteroukoli z nich.

Instalace knihovny pomocí Správce knihoven

Chcete-li nainstalovat knihovnu pomocí správce knihoven, klikněte na skica-> zahrnout knihovnu-> Spravovat knihovny

Poté, co se zde otevře tento správce knihoven, můžete vidět knihovny, které jsou již nainstalovány. V tomto případě nainstalujeme RTCZero, k tomu musíte vyhledat knihovnu RTCZero, když ji najdete, vyberte její verzi a klikněte na tlačítko nainstalovat, instalace se spustí.

Import knihovny.zip

Knihovny jsou často distribuovány jako ZIP soubory nebo složky. Název složky je název knihovny. Uvnitř složky bude soubor.cpp, soubor.h a často soubor keywords.txt, složka příkladů a další soubory požadované knihovnou.

Chcete-li nainstalovat knihovnu zip, klikněte na skica-> Zahrnout knihovnu-> Přidat knihovnu.zip

Otevře se okno Procházet, nastavte umístění, kam je uložena knihovna zip, a klikněte na tlačítko Otevřít

Krok 15: Klávesové zkratky Arduino IDE

Arduino IDE má několik krátkých kláves, pomocí kterých můžeme provádět různé funkce, jako je kompilace, ukládání nahrávání atd.

Krok 16: IO piny Arduina

Arduino je prototypová deska, která obvykle přichází s jinou konfigurací I/O (vstup/výstup) pinů, piny jsou buď analogové nebo digitální piny,

Analogový pin

Analogové piny jsou vlastně vstupní piny, které se obvykle používají ke čtení fyzických dat jako vstup, nebo je to pin, který dokáže číst fyzická data ze senzorů, senzor je zařízení, které dokáže převádět fyzickou energii na elektrickou energii. Arduino dokáže číst tuto elektrickou energii jako elektrický signál pomocí analogových pinů

Digitální pin

Digitální pin může být jak VSTUP, tak VÝSTUP, takže jak je pojmenován, může číst VSTUP a zapisovat VÝSTUP v digitální podobě. Digitální data jsou ve formě VYSOKÉ nebo NÍZKÉ, kde VYSOKÁ znamená ZAPNUTÁ a NÍZKÁ znamená VYPNUTO, například pokud je k digitálním pinům Arduina připojena LED a vy naprogramujete tento pin tak, aby byl VYSOKÝ, LED se nakonec rozsvítí a jeho naprogramováním dosáhne NÍZKÉ LED se vypne.

Modulační kolíky pulzní šířky

Některé z digitálních pinů v Arduinu mají další funkce zajišťující analogový výstup a nazývají se jako PWM piny, funkcí PWM pinů je zapisovat OUTPUT v rozsahu úrovně mezi úrovněmi HIGH a LOW, předpokládejme, že led je připojen k PWM pinu a chcete ovládat jas LED nebo motor je připojen k PWM pinu a chcete ovládat rychlost motoru, můžete přiřadit hodnotu 0-255 pro ovládání jasu nebo rychlosti.

Krok 17: Program Arduino LED Blink

Jak je nainstalováno Arduino IDE a ovladač, připojte se k programu

Arduino blikat LED komponenty jsou vyžadovány, které jsou uvedeny níže

Komponenty používané pro projekt LED Blink

● Arduino Uno

● USB kabel typu A/B

● 220 ohmový odpor

● LED

● Breadboard

Schéma

Připojte pin 5 až 220 ohmů rezistoru Arduino Uno a další pin rezistoru připojte k anodovému (+) kolíku LED a připojte GND pin Arduino Uno ke katodovému (-) pinu LED.

Program pro psaní blikáním LED

Krok 1. Otevřete Arduino IDE.

Krok 2. Otevřete novou skicu

Krok 3. Uložte novou skicu jako LED BLINK PROGRAM a vytvořte program

Krok 4. Vyberte desku kliknutím na Nástroje-> Deska:-> Arduino Uno

Krok 5. Vyberte port COM kliknutím na Nástroje-> Port

Krok 6. Klikněte na tlačítko Compile

Krok 7. Počkejte na dokončení kompilace a poté klikněte na tlačítko Nahrát

Když uvidíte tuto zprávu, LED připojená na pinu 5 Arduina bude po vteřině blikat a uvidíte zprávu „Hotovo nahrávání“.

Krok 18: Sériový monitor

Arduino IDE má funkci, která může být velkou pomocí při ladění skic nebo ovládání Arduina z klávesnice vašeho počítače. Sériový monitor je samostatné vyskakovací okno, které funguje jako samostatný terminál, který komunikuje přijímáním a odesíláním sériových dat.

Program LED blikání můžete upravit tak, aby byl stav LED připojené na pinu 5 Arduina ve vašem počítači buď HIGH nebo LOW pomocí sériového monitoru Arduino IDE pomocí schopnosti sériové komunikace Arduino, k tomu musíte nejprve nastavit sériové přenosová rychlost až 9600 baudů je jednoduše definována jako přenosová rychlost dat z Arduina do počítače nebo naopak, pokud jde o bit za sekundu, takže nastavení přenosové rychlosti na 9600 je jako přenosová rychlost 9600 bitů za sekundu.

Program pro psaní blikáním LED

Krok 1. Otevřete Arduino IDE.

Krok 2. Otevřete novou skicu

Krok 3. Uložte nový náčrt jako LED BLINK PROGRAM a napište program

Krok 4. Vyberte desku kliknutím na Nástroje-> Deska:-> Arduino Uno

Krok 5. Vyberte port COM kliknutím na Nástroje-> Port

Krok 6. Klikněte na tlačítko Zkompilovat

Krok 7. Počkejte na dokončení kompilace a poté klikněte na tlačítko Nahrát

Krok 8. Otevřete Serial Monitor stisknutím Ctrl+Shift+m nebo kliknutím na v pravém horním rohu.

Krok 9. Nastavte přenosovou rychlost sériového monitoru, protože Arduino i počítač musí mít stejnou přenosovou rychlost pro sériovou komunikaci.

Zde uvidíte, jakmile LED začne svítit HIGH nebo LOW, zpráva bude vytištěna sériově na sériovém monitoru