Introduktion til Arduino: 18 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:25

Har du nogensinde spekuleret på at lave dine egne enheder som vejrstation, bilens instrumentbræt til overvågning af brændstof, hastighed og lokaliseringssporing eller styring af dine husholdningsapparater styret af smartphones eller har du nogensinde spekuleret over at lave sofistikerede robotter, der kan tale, gå og bevæge armene eller hvad med at lave dine egne mp3 -afspillere, lave fingeraftryksdetekteringsenhed, automatiseret plantevandingssystem, jordskælvsensor, walkie talkie eller fjernstyret CCTV -kamera baseret overvågningssystem. Hvis du nogensinde har undret dig, og du er villig til at lægge dit bidrag til digitalisering af verden, så tro på, at du kan lave alle de ting, du vil skabe, og så skal du kende noget grundlæggende elektronik og om mikrokontrollere. Mikrocontrolleren er et kompakt integreret kredsløbsdesign, der tager input fra forskellige sensorer, dvs. verdenslæring, forståelse og fremstilling af sådanne enheder er ikke en vanskelig opgave med det store bidrag fra Arduino -samfundet til verden, det er tilgængeligt for alle hobbyfolk og ingeniører over hele kloden.

Arduino er en open-source hardware- og softwareplatform for hobbyfolk og ingeniører til at læse input fra forskellige sensorer, behandle disse input og levere ønsket output ved at aktivere forskellige aktuatorer, dvs. grundlæggende kan du sige, at Arduino kan være en hjerne af mange projekter.

Trin 1: Typer af Arduino

Der er forskellige typer Arduino -tavler med forskellige analog, digital og PWM -pin, og det gode er, at du nemt kan begynde at arbejde med nogen af dem. Forskellige Arduino -tilføjelser er optaget her.

● Arduino Uno

● Arduino Due

● Arduino Mega

● Arduino Leonardo Board

● Lillypad Arduino Board

Trin 2: Arduino Uno

De fleste begyndere kommer i gang med at bruge Arduino Uno, det er ombord, der har hovedmikrokontroller ATMegga328 med hukommelse til 2KB SRAM OG 32KB flash, den har 14 Digital I/0, hvor 6 er PWM og 6 er analoge udgangsstifter. en reset -knap, et strømstik, en USB -forbindelse og mere. Den indeholder alt, hvad der kræves for at holde mikrokontrolleren oppe; Du skal blot slutte den til en pc ved hjælp af et USB-kabel og give strømforsyningen til at komme i gang med en AC-til-DC-adapter eller et batteri.

Trin 3: Arduino Due

Arduino Due's vigtigste mikrokontroller er AT91SAM38XE med hukommelse på 96KB SRAM, 512KB flash består af 54 digitale ben, hvor 12 er PWM og har 16 analoge indgangsstifter

Trin 4: Arduino Mega

Den indeholder ATmea2560 som mikrokontroller med en hukommelse på 8KB

SRAM og 256KB flash med 54 digitale IO -ben, hvor 12 er PWM og 16 analoge indgangsstifter, en nulstillingsknap, et strømstik, en USB -forbindelse og en nulstillingsknap. Den indeholder alt, hvad der kræves for at holde mikrokontrolleren oppe; Du skal blot slutte den til en pc ved hjælp af et USB-kabel og give strømforsyningen til at komme i gang med en AC-til-DC-adapter eller et batteri. Det enorme antal stifter gør dette Arduino -kort meget nyttigt til at designe de projekter, der har brug for en masse digitale indgange eller udgange som masser af knapper.

Trin 5: Arduino Leonardo

Dens vigtigste mikrokontroller er ATmega32u4 med hukommelse på 2,5KB SRAM og 32KB flash med 20 digitale IO -ben og 12 analoge indgangsstifter. Det første udviklingstavle for en Arduino er Leonardo -tavlen. Dette kort bruger en mikrokontroller sammen med USB. Det betyder, at det også kan være meget enkelt og billigt. Fordi dette kort håndterer USB direkte, kan der opnås programbiblioteker, som lader Arduino -kortet følge et tastatur på computeren, musen osv.

Trin 6: LilyPad Arduino Board

Lily Pad Arduino-tavlen er en bærbar e-tekstilteknologi Hvert bræt blev fantasifuldt designet med enorme forbindelsespuder og en glat ryg, så de kunne sys i tøj ved hjælp af ledende tråd. Denne Arduino består også af I/O, strøm og også sensorplader, der er bygget specielt til e-tekstiler. Disse er endda vaskbare!

Trin 7: Værktøjer til Arduino udviklingsmiljø

Arduino programmeringssprog:

Arduino er programmeret i C ++, som bruges i forskellige aspekter af projekter som softwareudvikling, men til Arduino C ++ bruges med yderligere funktioner. Du kan oprette Arduino -skitse, Arduino -skitse er navnet på Arduino -kodefilen. Du skriver koden i Arduino IDE. Disse skitser kan gemmes i projektmapperne, og IDE giver mulighed for at kompilere C ++ - kode til maskinsprog og uploade dem til Arduino board.

Arduino IDE

Arduino IDE (Integrated Development Environment) er værktøjet til redigering, kompilering og upload af C ++-kode, hvor du kan skrive dit program til at programmere IO-pins til forskellige formål, og du kan bruge open source-biblioteker til at skrive sofistikerede programmer integreret med forskellige funktioner, som vi senere vil diskutere detaljeret om biblioteker.

Trin 8: Arduino IDE -installation

Trin 1. Download Arduino IDE

Trin 2. Vent, indtil downloadprocessen er fuldført.

Trin 3. Installer softwaren, og vælg de komponenter, du vil installere, samt installationsstedet.

Trin 4. Accepter driverinstallation, når du bliver bedt om det af Windows 10

Trin 9: Installation af Arduino Driver

Gå til Start-> skriv Enhedshåndtering '> dobbeltklik på det første resultat for at starte Enhedshåndtering.

1. Gå til Porte> lokaliser Arduino UNO -porten

2. Hvis du ikke kan finde den port, skal du gå til Andre enheder og finde Ukendt enhed

3. Vælg Arduino UNO -porten> klik på Opdater driver.

4. Vælg indstillingen 'Gennemse min computer efter driversoftware'> gå til Arduino -softwareoverførselssted> vælg arduino.inf -filen/Arduino UNO.inf (afhængigt af din softwareversion)

5. Vent, indtil Windows er færdig med driverinstallationsprocessen.

Nu hvor du har installeret Arduino -softwaren og driveren på din computer, er det tid til at åbne din første skitse. Vælg din boardtype og port, og upload et program for at sikre, at dit board er i gang.

Trin 10: Grafisk repræsentation af Arduino IDE

Da Arduino IDE bruges til at redigere, gemme, kompilere og uploade koden til Arduino, her er den grafiske fremstilling af Arduino IDE.

Trin 11: Sådan åbnes en ny fil i Arduino IDE

For at åbne en ny fil klik på fil-> ny

Trin 12: For at gemme Arduino Sketch

Ny fil åbnes

Trin-1: For at gemme Arduino Sketch skal du gå til File-> save Et vindue for at gemme skitsen dukker op

Trin-2: Omdøb Arduino Sketch, og klik på knappen Gem. Skitsen gemmes.

Trin 13: Arduino -programmets eksempler

Arduino IDE indeholder mange eksempler på programmer til at lære og lave projekter ud fra dem. Disse eksempler handler om blink en LED, analog og digital inputudgang, seriel kommunikation, sensor osv.

For at åbne led blink-eksempelprogram klik på Fil-> Eksempel-> Grundlæggende-> Blink

Trin 14: Arduino Libraries

Ifølge Arduino-fællesskabet “Biblioteker er en samling koder, der gør det let for dig at oprette forbindelse til en sensor, skærm, modul osv. Det indbyggede LiquidCrystal-bibliotek gør det f.eks. Let at tale med LCD-skærme med tegn. Der er hundredvis af yderligere biblioteker tilgængelige på internettet til download”. Biblioteker inkluderer almindelige metoder og funktioner, f.eks. Enhedsdrivere eller hjælpefunktion ved hjælp af biblioteker, det bliver let at programmere uden at kode mange linjer, du kan bruge forudbyggede funktioner til dit program. Der er mange forskellige open source-biblioteker tilgængelige på internettet, Arduino IDE giver også biblioteker, der er bygget af Arduino-fællesskab, såsom bibliotek til styring af servomotorer, Ethernet osv. Arduino IDE giver også mulighed for at installere og bruge eksterne biblioteker, du kan også lav dine egne biblioteker og installer dem i Arduino IDE.

Arduino biblioteks installationsmetode

Der er to metoder, hvorigennem vi kan installere bibliotek i Arduino IDE den ene er gennem Arduino IDE Library Manager og den anden er ved hjælp af.zip -fil, de fleste biblioteker er tilgængelige på Arduino Library manager, men der er mange biblioteker, som udvikleren gør det selv og gør dem tilgængelige på github, så vi har begge muligheder, men vi kan bruge en af begge.

Installation af bibliotek ved hjælp af Library Manager

For at installere bibliotek ved hjælp af biblioteksstyring klik på sketch-> include library-> Administrer biblioteker

Efter at denne bibliotekschef er blevet åbnet her, kan du se biblioteker, der allerede er installeret. I dette eksempel installerer vi RTCZero for dette, du skal søge efter RTCZero bibliotek, når du finder det, vælg dets version og klikker på installationsknappen, installationen startes.

Import af et.zip -bibliotek

Biblioteker distribueres ofte som en ZIP -fil eller mappe. Navnet på mappen er bibliotekets navn. Inde i mappen vil være en.cpp -fil, en.h -fil og ofte en keywords.txt -fil, mappe med eksempler og andre filer, der kræves af biblioteket.

For at installere zip-bibliotek skal du klikke på sketch-> Include Library-> Add.zip Library

Gennemse vinduet vil være åbent, og indstil placeringen til, hvor zip -biblioteket er gemt, og klik på knappen Åbn

Trin 15: Arduino IDE genvejstaster

Arduino IDE har nogle korte taster, hvorigennem vi kan udføre forskellige funktioner som at kompilere, uploade gemme osv.

Trin 16: Arduinos IO Pins

Arduino er et prototypebord, der normalt leveres med forskellige konfigurationer af I/O (input/output) ben, stifterne er enten analoge eller digitale stifter,

Analog pin

Analoge ben er faktisk inputstifter, der normalt bruges til at læse fysiske data som input, eller det er en pin, der kan læse fysiske data fra sensorer, en sensor er en enhed, der kan konvertere fysisk energi til elektrisk energi. Arduino kan læse denne elektriske energi som et elektrisk signal ved hjælp af analoge ben

Digital pin

Den digitale pin kan både være INPUT og OUTPUT pin, så som den hedder den, kan den læse INPUT og skrive OUTPUT i digital form. De digitale data er i form af HIGH eller LOW, hvor HIGH betyder ON og LOW betyder OFF f.eks. Hvis LED er fastgjort til Arduinos digitale pins, og du programmerer denne pin til at være HIGH til sidst tændes LED'en, og ved at programmere den til at blive LOW LED'en slukkes.

Pulsbredde modulering pins

Nogle af de digitale ben i Arduino har yderligere funktionalitet til at levere analog udgang, og de kaldes som PWM -stifter, funktionen af PWM -stifter er at skrive OUTPUT i niveauinterval mellem HIGH og LOW -niveauer, lad os antage, at LED er forbundet til PWM -pin og du vil styre lysstyrken på LED eller motor er knyttet til PWM pin, og du vil kontrollere motorens hastighed, du kan tildele værdien fra 0-255 til at styre lysstyrken eller hastigheden.

Trin 17: Arduino LED Blink -program

Da Arduino IDE og driver er installeret, skal du oprette forbindelse til programmet

Arduino for at blinke en LED -komponenter er påkrævet, som er nævnt nedenfor

Komponenter, der bruges til LED Blink Project

● Arduino Uno

● USB -kabel Type A/B

● 220 Ohm modstand

● LED

● Brødbræt

Skematisk

Tilslut Arduino Unos pin 5 til 220 ohm modstand og tilslut anden pin af modstand til Led's anode (+) pin og tilslut Arduino Uno's GND pin til LED's katode (-) pin.

Skriveprogram til at blinke en LED

Trin 1. Åbn Arduino IDE.

Trin 2. Åbn en ny skitse

Trin 3. Gem ny skitse som LED BLINK PROGRAM og kend programmet

Trin 4. Vælg tavlen ved at klikke på Værktøjs-> Board:-> Arduino Uno

Trin 5. Vælg COM-porten ved at klikke på Værktøjs-> Port

Trin 6. Klik på Compile Button

Trin 7. Vent på, at kompilering er færdig, klik derefter på knappen Upload

Du vil se meddelelsen "Færdig upload", da du ser denne meddelelse, som lysdioden, der er tilsluttet på pin 5 på Arduino, ser ud til at blinke efter et sekund.

Trin 18: Seriel skærm

Arduino IDE har en funktion, der kan være en stor hjælp til fejlfinding af skitser eller styring af Arduino fra din computers tastatur. Serial Monitor er et separat pop-up-vindue, der fungerer som en separat terminal, der kommunikerer ved at modtage og sende serielle data.

Du kan ændre LED -blinkprogrammet for at se status for LED'en tilsluttet på pin 5 på Arduino enten er HIGH eller LOW på din computer ved hjælp af Arduino IDEs serielle skærm ved hjælp af den serielle kommunikationskapacitet i Arduino. For at gøre dette skal du først konfigurere serienummeret baudrate til 9600 baud rate er simpelthen defineret som transmissionshastighed for data fra Arduino til computer eller omvendt i form af bit per sekund, så indstilling af baud rate til 9600 er som transmissionshastighed er 9600 bits per sekund.

Skriveprogram til at blinke en LED

Trin 1. Åbn Arduino IDE.

Trin 2. Åbn en ny skitse

Trin 3. Gem ny skitse som LED BLINK PROGRAM og skriv programmet

Trin 4. Vælg tavlen ved at klikke på Værktøjer-> Board:-> Arduino Uno

Trin 5. Vælg COM-porten ved at klikke på Værktøjs-> Port

Trin 6. Klik på Compile Button

Trin 7. Vent på, at kompilering er færdig, klik derefter på knappen Upload

Trin 8. Åbn Serial Monitor ved at trykke på Ctrl+Shift+m eller ved at klikke på øverste højre hjørne.

Trin 9. Indstil Baud Rate for Serial Monitor, da både Arduino og Computer skal have den samme baud rate for seriel kommunikation.

Her vil du se, så snart LED'en bliver HØJ eller LAV, bliver meddelelsen udskrevet serielt på seriel skærm