Začínáme s Arduinem: Co potřebujete vědět: 4 kroky (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:23

S Arduinem a elektronikou pracuji již mnoho let a stále se učím. V tomto stále se rozšiřujícím světě mikrořadičů je snadné se ztratit a kroužit kolem sebe a hledat informace.

V tomto Instructable vám ukážu:

Co je a dělá Arduino.

Kde začít s Arduino.

Jak najít užitečné zdroje.

To všechno jsou věci, které jsem se naučil na základě zkušeností, a jsou to osvědčené metody úspěchu. Nepopírám, že pravděpodobně existují stovky různých návodů, jak začít s Arduinem, ale to jsou věci, které mi v mých počátcích připadaly nejužitečnější. Pokračujte tedy a prozkoumáme Báječný svět Arduina.

Poznámka: Některé obrázky v tomto Instructable jsou snímky obrazovky. Obrázky, které obsahují, jsou majetkem jejich příslušných vlastníků a mohou podléhat autorským právům. Zkompiloval jsem je zde jako periferie, abych pomohl při vývoji mého Instructable jako neziskového vzdělávacího zdroje, v souladu s doktrínou Fair Use.

Krok 1: Arduino: Co to je a co dělá?

Arduino je open source elektronická platforma navržená pro tvůrce, založená na jednoduchém a snadno použitelném hardwaru a zaměnitelné řadě senzorů, manipulátorů a displejů. Termín v širším smyslu se obecně používá k označení velkého pole mikrořadičů založených kolem mikročipů Atmel.

Laicky řečeno, jsou jako zjednodušené miniaturní počítače. Jak si asi dokážete představit, je to obrovské, stále se rozšiřující pole se stovkami variací mikrořadičů, konfigurací a senzorových zařízení. Tady jsem to zúžil na základy.

V tomto Instructable projdu 3 z nejpopulárnějších desek Arduino (které jsou také moje oblíbené):

Uno, Nano, a The Mega

Podívám se také na používání IDE (program, který používáme pro kódování Arduina), štítů a senzorů.

Chcete -li se dozvědět více o konkrétních deskách, přejděte ke kroku 'Zdroje'

Užitečné termíny a definice:

Mikroprocesor: Jakýkoli programovatelný obvod založený na smyčkovém kódu podmínek a zpoždění. Nesmí být zaměňována s mikroprocesorem, který buď odkazuje na samotný řídicí čip, nebo na mnohem složitější desku, jako je RaspberryPi.

Deska: Hardware, na kterém je založeno Arduino, obvykle používaný k označení samotného mikrořadiče („deska Arduino Uno“)

Štít: Rozšíření desky, obvykle navržené tak, aby perfektně zapadlo do již existující konfigurace pinů, které rozšiřuje rozvržení a přidává funkce, které již nejsou integrovány do základní desky (např. Stínění motoru umožňuje ovládání motorů, ethernetový štít přidává možnost používat internetové funkce, štít Bluetooth přidává připojení Bluetooth atd.)

IDE (konkrétněji Arduino IDE): Software, který se nejčastěji používá k zápisu a odesílání kódu na desku Arduino. Existuje také možnost použít jej pro jiné desky než Arduino, jako je RaspberryPi.

Knihovna: doplněk kódu jako samostatný soubor, slouží k přidání dalších funkcí a umožňuje kompatibilitu se štíty a komponenty, aniž by bylo nutné znát extrémně dlouhé a složité funkce a algoritmy.

Senzor: cokoli, co může převzít fyzický vstup a přenést ho na elektrický signál

Uno:

Arduino Uno je zdaleka nejikoničtější a pravděpodobně nejpopulárnější deska Arduino, kterou můžete získat. Má 14 digitálních I/O pinů, které se mohou lišit mezi zapnutím a vypnutím, z nichž 6 je schopno používat PWM nebo modulaci šířky pulsu, která mění výstupní napětí zapínáním a vypínáním kolíku se rychle mění (') v různých intervalech (dále jen' šířka '), aby byl výkon vyšší nebo nižší (dále jen „modulace“). Má také 6 pinů analogového vstupu. Všechny piny lze použít jako vstup nebo výstup a některé piny mají speciální funkce, pokud jsou použity se specifickými štíty a knihovnami.

Zábavný fakt: Arduino Uno má větší výpočetní výkon než počítače velikosti místnosti používané pro rané mise Apollo na Měsíci a padne vám do ruky!

Většina štítů je postavena kolem a postavena pro Arduino Uno, a to je obecně považováno za nejlepší desku pro začátek jako začátečníka. A naprosto souhlasím. Uno nemusí být nejvšestrannější, ale určitě je nejjednodušší nastavit a používat a většina projektů a tutoriálů pro Arduino začíná Uno.

Nano:

Tato věc, jak název napovídá, je menší deska. Má méně paměti než Uno, ale jinak sdílí většinu stejných funkcí v mnohem menším balíčku. Myšlenkou Nano jsou nositelné a miniaturizované obvody pro použití ve stísněných prostorech nebo na projektech citlivých na hmotnost, jako jsou drony. To má méně celkových kolíků kvůli menší velikosti, ale je také levnější než Uno a vejde se na více míst.

Mega:

Název opět hovoří za vše. Tato deska je delší než Uno a má celkem 54 digitálních I/O pinů, z nichž 15 podporuje PWM a 16 analogových vstupních pinů. Tato deska je pro větší, lepší a větší projekty. A ano, záměrně jsem se opakoval. Tato deska je obrovská a je kompatibilní s většinou stejných štítů jako Uno, protože sdílí stejnou počáteční konfiguraci pinů. Má také zvýšenou paměť, takže může snáze spouštět větší programy.

IDE:

Arduino IDE je relativně jednoduchá platforma, pokud jde o kódování. U desek Arduino využívá svůj vlastní programovací jazyk, ale sdílí mnoho stejných charakteristik jako populární kódovací jazyky, jako jsou Java a C. Křivka učení je velmi jemná a online existují stovky příkladů, které jsou dokonce integrovány do softwaru, který vás provede určitými aspekty kódu. Používám to od svých 13 let a stále nevím polovinu toho, co všechno dělá, takže se nebojte, k používání Arduina nemusíte být esem.

Štíty:

Různé štíty se používají různě. Očividně. A také mají různé sady kódu potřebné k jejich spuštění. Ale zatím nehyperventilujte, nekončím. Pro většinu štítů, které si v současné době můžete koupit, existuje etier vestavěný ukázkový kód již v IDE nebo velmi pěkný online návod. Jediné, co musíte udělat, je najít to. Viz „Zdroje“, jak to udělat.

Senzory:

Podobně jako u Shields budou mít různé senzory, manipulátory a displeje přiřazeny různé kódy. Platí stejný postup pro hledání příkladů.

Takže teď, když víte něco více o Arduinu, přejděme k tomu, kde začít.

Krok 2: Jak a kde začít s Arduinem

Jak jsem zmínil v posledním kroku, mikrořadiče Arduino pokrývají obrovskou škálu různých desek a zařízení. V tomto kroku vám poskytnu několik tipů, kde začít a co získat jako první.

Pravděpodobně nejužitečnější rada, kterou vám mohu dát předem, je tato: Začněte jednoduše. Naučit se používat Arduino je proces, který vyžaduje čas, a pokud se pokusíte udělat příliš mnoho najednou, budete jen frustrovaní. Svůj koníček jsem v Arduinu zahájil blikáním LED diod. A víte, co ze všech věcí, pro které používám Arduino, dělám nejraději? Blikající LED diody. Takže opravdu, bez ohledu na vaše ambice používat Arduino, vážně bych doporučil nejprve vyzkoušet příklady Blink a Fade v Arduino IDE a hrát si s nimi, než vyzkoušíte něco složitého.

Kde začít:

Zeptejte se sami sebe: K čemu chcete používat Arduino? Tato otázka určí, co byste měli na desce Arduino hledat, než získáte první.

Pokud opravdu nevíte, nebo máte na mysli něco jednoduchého jako malý robot, doporučil bych Uno. Pokud chcete vyrábět nositelná zařízení nebo miniaturizované obvody, doporučil bych Nano (nebo Micro, v závislosti na složitosti toho, co chcete dělat). Pokud chcete velký projekt, jako je 3D tiskárna, velký robot nebo senzorová síť, doporučil bych Mega. Pokud je vaším zvoleným projektem náročné zpracování a křupání dat, pak by byl nulový nebo splatný dobrý nápad. A pokud chcete počítačové rozhraní, tj. Vlastní klávesnici, joystick nebo myš, pak je Leonardo pro vás. A tím seznam nekončí. Existuje stále větší počet desek Arduino a ty, které jsem zde zmínil, jsou jen základy. Existují desky jako Yún nebo Tian, které mohou provozovat Linux, a v zásadě fungují jako malé verze plnohodnotných počítačů, a spousta variací na ostatních deskách, které jsem zmínil, které přidávají různé funkce a speciality pro konkrétní rozsah projekty.

Další podrobnosti o konkrétních deskách a úplný seznam desek najdete v mém dalším kroku „Zdroje“.

Co získat jako první:

Začněte tím, že získáte samotnou desku. A nezoufejte, když uvidíte cenovky na oficiálním webu Arduino. I když mohu upřímně říci, že Arduino značky Arduino jsou mnohem kvalitnější a zaručeně fungují, opravdu nerad utrácím tolik peněz jen za jednu položku. Přejděte na Amazon a oni mají klonované verze Arduina, které jsou opravdu stejné od různých společností, za méně než poloviční cenu. Nebo bych mohl dostat stejnou desku a sadu dílů, za stejnou cenu bych mohl dostat skutečné Arduino. Pokud však máte peníze, které můžete utratit, kupte si je od oficiálních lidí z Arduina, protože právě oni vyvíjejí většinu nových mikrořadičů a podporují software používaný k jejich kódování. Volba je opravdu na vás.

Pokud plánujete pořídit Uno nebo Mega, vážně bych doporučil pořídit si startovací sadu. V dalším kroku jsem sestavil seznam odkazů na několik různých. Startovací sady budou dodávány nejen se samotným Arduinem, ale také se spoustou užitečných senzorů a komponent, včetně nejlepšího přítele každého stavitele obvodů: prkénka. A nejlepší část? Startovací sady jsou ve skutečnosti levnější než nákup všech komponent samostatně. Hodně. Například projekt, jehož stavba by mě stála přibližně 100 EUR, mě stál pouze 50 EUR, protože jsem našel několik dobrých startovacích sad, a poté jsem byl schopen postavit další tři projekty se zbylými součástmi.

Pokud nedostanete Uno nebo Mega, doporučil bych startovací sadu, která je dodávána se senzory a dalšími součástmi, a ne desku Arduino. Mimochodem, na tohle je potřeba si dát pozor. Při nákupu startovací sady zkontrolujte, zda skutečně obsahuje všechny součásti na obrázcích, protože někteří řeknou „pro Arduino“a ukážou Uno, ale ve skutečnosti s ním nepřijdou. Obvykle bude seznam dílů, kde můžete ověřit obsah soupravy.

Jakmile máte Arduino, dalším krokem je stáhnout IDE a najít nějaké dobré návody. Přečtěte si v mém dalším kroku, abyste zjistili nejlepší místa k jejich získání.

Krok 3: Zdroje

V tomto kroku poukážu na několik velmi užitečných zdrojů pro všechny kutily, kteří používají Arduino, a také na to, jak najít další. Budu také obsahovat seznam dobrých míst k nákupu produktů Arduino a několik mých oblíbených startovacích sad.

IDE:

IDE je ústředním bodem všech projektů Arduino. Naštěstí je také zdarma ke stažení, ačkoli můžete přispět lidem, kteří to napsali, pokud se tak rozhodnete. Všechny jeho verze najdete prostřednictvím tohoto odkazu. Zde je také k dispozici praktická reference.

Knihovny:

Arduino IDE přichází s řadou vestavěných knihoven pro rozšířené funkce, ale zjistil jsem, že vždy mám několik komponent, které nejsou přímo podporovány. Když k tomu dojde, obvykle vyhledám Google komponentu s hledanými výrazy „Knihovna Arduino“, abych zjistil, která knihovna je nejoblíbenější (a tedy pravděpodobně nejužitečnější). Další způsob, jak je najít, je prostřednictvím webu Arduino, Arduino.cc. Nejlepším místem pro kódy a knihovny je však Github.com. Tito lidé mají všechno, co se týče knihoven, zdrojového kódu, variací na IDE nebo čehokoli jiného souvisejícího se softwarem.

Desky:

Chcete -li se dozvědět o většině desek Arduino a nejpopulárnějších štítech, je tato stránka zdrojem pro vás s odkazy na všechny specifikace, schémata a vysvětlení pro každou součást Arduino.

Kód a reference:

Chcete -li zjistit, co každý řádek kódu dělá a jak se používá, je místo, kam jít, referenční část webu Arduino. Jediným omezením je, že neobsahuje žádné speciální funkce pro knihovny, které nevyrábí Arduino.

Návody a pokyny:

Pro výukové programy na Arduinu je stránka s výukovými programy dobrým místem pro začátek. Pro podrobnější návody a projekty jsou https://learn.adafruit.com/ a https://create.arduino.cc/projecthub dobrým místem, kde se můžete podívat, kromě zde na Instructables.

Pro radu od zkušených členů komunity je oficiální fórum Arduino pravděpodobně tím nejlepším místem.

Nalezení dalších zdrojů:

Většinu času je nejlepší udělat to, co hledáte na Googlu. Někdy však mohou být informace nepolapitelné. V těchto případech zjišťuji, že hledám projekty a výukové programy a fórum Arduino a hledám odkazy na dobré zdroje. Pokud žádné nenajdu, jednoduše se dostanu na fórum a zeptám se, protože byste se raději vsadili, že se všemi těmi tisíci lidí, kteří procházejí fórem, někdo bude vědět, jak vám pomoci.

Startovací sady:

Zde jsou některé z mých oblíbených sad, které doporučuji začátečníkům, kteří se učí Arduino. Mají všechny součásti, které budete potřebovat k tomu, abyste se naučili základy (a některé složitosti) kódování a obvodů.

Nejlevnější soupravy nejvyšší kvality, které jsem zatím našel, s největší podporou a nejlepším zákaznickým servisem, prodává společnost Elegoo. I když také prodávají své sady prostřednictvím Amazonu, propojil jsem oficiální stránky, protože obvykle mají lepší popis zahrnutých součástí v soupravách. Nejsou to však oficiální desky ani sady Arduino, takže mějte na paměti, že při nákupu stránky Arduino nepodporujete.

Pokud máte peníze na útratu, opravdu bych doporučil pořídit si oficiální startovací sadu Arduino/Genuino. Má nejlepší procházku a dokumentaci pro začátečníky jakékoli sady na trhu a projekty jsou také docela cool.

Nejlepší místo, než pro Amazon, k získání jednotlivých senzorů, štítů a podobně, je obchod Adafruit. Mají nejvyšší kvalitu a každá součást má k dispozici individuální online dokumentaci.

Vezměte prosím na vědomí, že toto jsou mé názory a doporučení, neplést si je s realitou. Jakékoli nákupy, které provedete, jsou na vašem vlastním výběru a před zakoupením doporučuji provést průzkum různých sad.

Krok 4: Epilog

Nyní tedy můžete směle vyrazit do světa mikrokontrolérů a Arduina a začít s jistotou, že víte, kde jsou vaše zdroje, pokud by došlo k potížím. Nahoře je spousta obrázků z různých projektů, které jsem zde provedl na Instructables s Arduinem, jen abyste si mohli vyzkoušet nekonečné možnosti a doufejme, že vás inspirují k tomu, abyste vytvořili něco skvělého.

Pokud máte někdy dotaz ohledně Arduina, klidně se mě zeptejte, ale mějte na paměti, že Arduino Forum by bylo mnohem lepší místo, kde se můžete zeptat, a téměř zaručeně vám pomohou. Nevím všechno, takže neber nic, co říkám, jako samozřejmost, najdi si to sám, pokud to chceš vědět jistě.

Hlasujte, pokud se vám to líbilo nebo jste se něco při čtení dozvěděli!

Jako vždy se jedná o projekty Dangerously Explosive, jeho celoživotního poslání „odvážně budovat to, co stavět chcete, a další!“

Zbytek mých projektů najdete zde.