Kom godt i gang med Arduino: Hvad du behøver at vide: 4 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

Jeg har arbejdet med Arduino og elektronik i mange år nu, og jeg lærer stadig. I denne stadig voksende verden af mikro-controllere er det let at gå tabt og køre cirkler omkring dig selv for at finde information.

I denne instruks vil jeg vise dig:

Hvad en Arduino er og gør.

Hvor skal man starte med Arduino.

Sådan finder du nyttige ressourcer.

Dette er alle ting, jeg lærte gennem erfaring, og er gennemprøvede metoder til succes. Jeg vil ikke benægte, at der sandsynligvis er hundredvis af forskellige selvstudier til at starte med Arduino, men det er de ting, jeg fandt mest nyttig i mine tidlige dage. Så følg med, og lad os udforske Arduinos vidunderlige verden.

Bemærk: Nogle af billederne i denne instruktionsbog er skærmbilleder. Billederne, de indeholder, tilhører deres respektive ejere og kan være omfattet af ophavsret. Jeg har samlet dem her som periferiudstyr til at hjælpe med udviklingen af min Instructable som en non-profit uddannelsesressource i overensstemmelse med doktrinen om rimelig brug.

Trin 1: Arduino: Hvad er det, og hvad gør det?

Arduino er en open source elektronikplatform designet til skabere, baseret på enkel og brugervenlig hardware og et udskifteligt udvalg af sensorer, manipulatorer og displays. Udtrykket i bredere forstand bruges generelt til at referere til et stort felt af mikrokontrollere baseret omkring Atmel mikrochips.

I lægmandsprog er de ligesom forenklede miniaturecomputere. Som du måske forestiller dig, er dette et stort, stadigt ekspanderende felt med hundredvis af variationer af mikro-controllere, konfigurationer og sensorudstyr. Her har jeg indsnævret det til det grundlæggende.

I denne Instructable vil jeg gå over 3 af de mest populære Arduino -tavler (som også tilfældigvis er mine favoritter):

Unoen, Nano, og Mega

Jeg vil også gå over brugen af IDE (det program, vi bruger til at kode Arduino), skjolde og sensorer.

For at lære mere om specifikke tavler henvises til trin 'Ressourcer'

Nyttige vilkår og definitioner:

Micro-Controller: Enhver programmerbar kredsløb baseret på en looped kode af betingelser og forsinkelser. For ikke at forveksle med en mikroprocessor, som enten refererer til selve kontrolchippen eller et meget mere komplekst bord som f.eks. RaspberryPi.

Board: Den hardware, som Arduino er baseret på, bruges generelt til at referere til selve mikrokontrolleren ("Arduino Uno-kortet")

Skjold: En forlængelse af et kort, der normalt er designet til at passe perfekt til den allerede eksisterende pin-konfiguration, der forøger layoutet og tilføjer funktioner, der ikke allerede er indbygget i bundkortet (f.eks. tilføjer muligheden for at bruge internetfunktioner, Bluetooth -skjold tilføjer bluetooth -forbindelse osv.)

IDE (mere specifikt Arduino IDE): Den software, der oftest bruges til at skrive og uploade kode til et Arduino -kort. Der er også mulighed for at bruge det til andre, ikke-Arduino-tavler, såsom RaspberryPi.

Bibliotek: en tilføjelse til koden som en separat fil, der bruges til at tilføje ekstra funktioner og tillade kompatibilitet med skjolde og komponenter uden at skulle kende ekstremt lange og komplekse funktioner og algoritmer.

Sensor: alt, hvad der kan tage fysisk input og overføre det til et elektrisk signal

Unoen:

Arduino Uno er langt det mest ikoniske og sandsynligvis det mest populære Arduino -bord, du kan få. Den har 14 digitale I/O -ben, som kan variere mellem at være tændt og slukket, hvoraf 6 er i stand til at bruge PWM eller Pulse Width Modulation, som varierer udgangsspændingen ved at tænde og slukke stiften varierer hurtigt ('pulsen' ') med varierende intervaller (' bredden ') for at gøre output højere eller lavere (' modulationen '). Det har også 6 analoge indgangsstifter. Alle benene kan enten bruges som input eller output, og nogle af benene har specielle funktioner, når de bruges med bestemte skjolde og biblioteker.

Sjovt faktum: Arduino Uno har mere processorkraft end computerne i rumstørrelse, der blev brugt til de tidlige Apollo-månemissioner, og det passer i din hånd!

De fleste skjolde er baseret på og bygget til Arduino Uno, og dette anses generelt for at være det bedste bræt til at starte med som nybegynder. Og jeg er helt enig. Uno er måske ikke den mest alsidige, men det er bestemt det nemmeste at konfigurere og bruge, og de fleste projekter og selvstudier til Arduino starter med Uno.

Nano:

Denne ting, som navnet antyder, er et mindre bord. Den har mindre hukommelse end en Uno, men deler ellers de fleste af de samme funktioner i en meget mindre pakke. Ideen bag Nano er bærbare og miniaturiserede kredsløb til brug i trange rum eller på vægtfølsomme projekter, såsom droner. Dette har færre samlede ben på grund af den mindre størrelse, men det er også billigere end Uno og vil passe flere steder.

Mega:

Igen siger navnet det hele. Dette kort er længere end Uno og har i alt 54 digitale I/O -ben, hvoraf 15 er PWM -kompatible, og 16 analoge indgangsstifter. Dette bord er til større, bedre og større projekter. Og ja, jeg gentog mig bevidst. Dette bord er enormt, og det er kompatibelt med de fleste af de samme skjolde som Uno, fordi det deler den samme indledende pin -konfiguration. Det har også en øget hukommelse, så det lettere kan køre større programmer.

IDE:

Arduino IDE er en relativt enkel platform at bruge, så langt kodning går. For Arduino -boards bruger det sit eget programmeringssprog, men det deler mange af de samme egenskaber som populære kodningssprog som Java og C. Læringskurven er meget skånsom, og der er hundredvis af eksempler online og endda indbygget i softwaren, der guide dig gennem visse aspekter af koden. Jeg har brugt dette siden jeg var 13, og jeg ved stadig ikke halvdelen af, hvad alt gør, så bare rolig, du behøver ikke være et es for at bruge Arduino.

Skjolde:

Forskellige skjolde bruges forskelligt. Naturligvis. Og de har også forskellige sæt kode, der er nødvendige for at køre dem. Men hyperventiler ikke endnu, jeg er ikke færdig. For de fleste af de skjolde, du i øjeblikket kan købe, er der mere en indbygget eksempelkode allerede på IDE, eller en meget flot tutorial online. Alt du skal gøre er at finde den. Se "Ressourcer" for hvordan du gør dette.

Sensorer:

På samme måde som Shields vil forskellige sensorer, manipulatorer og displays have forskellige koder tilknyttet dem. Den samme proces til at finde eksempler gælder.

Så nu hvor du ved lidt mere om Arduino, lad os gå videre til Where to Start.

Trin 2: Hvordan og hvor man starter med Arduino

Som jeg nævnte i det sidste trin, dækker Arduino mikrokontroller et stort udvalg af forskellige tavler og udstyr. I dette trin vil jeg give dig nogle tip om, hvor du skal starte, og hvad du skal få først.

Sandsynligvis det mest nyttige råd, jeg kan give dig på forhånd, er dette: Start enkelt. At lære at bruge Arduino er en proces, der tager tid, og hvis du prøver at gøre for meget på én gang, bliver du kun frustreret. Jeg startede min hobby i Arduino med at blinke LED'er. Og ved du, hvad jeg bedst kan lide at gøre, ud af alle de ting, jeg bruger Arduino til? Blinkende lysdioder. Så virkelig, uanset hvad din ambition om at bruge Arduino er, vil jeg alvorligt anbefale først at prøve Blink and Fade -eksemplerne i Arduino IDE og lege med dem, før du prøver noget kompliceret.

Hvor skal man starte:

Spørg dig selv dette: Hvad vil du bruge Arduino til? Dette spørgsmål bestemmer, hvad du skal kigge efter i et Arduino -bord, før du får din første.

Hvis du ikke rigtig ved det, eller bare har noget simpelt som en lille robot i tankerne, vil jeg anbefale Uno. Hvis du vil lave wearables eller miniaturiserede kredsløb, vil jeg foreslå Nano (eller Micro, afhængigt af kompleksiteten af hvad du vil gøre). Hvis du vil have et stort projekt, som en 3D -printer, en stor robot eller et sensornetværk, vil jeg foreslå Mega. Hvis tung behandling og dataknusning er dit foretrukne projekt, er nul eller forfald en god idé. Og hvis du vil have en computergrænseflade, dvs. et brugerdefineret tastatur, joystick eller mus, så er Leonardo noget for dig. Og listen slutter ikke der. Der er et stadigt stigende antal Arduino -tavler derude, og dem jeg har nævnt her er bare det grundlæggende. Der er tavler som Yún eller Tian, der kan køre Linux, og stort set fungere som små versioner af fuldblæste computere og masser af variationer på de andre tavler, jeg har nævnt, der tilføjer forskellige funktioner og specialiteter til et specifikt udvalg af projekter.

For flere detaljer om specifikke tavler og for en komplet liste over tavler, se mit næste trin, 'Ressourcer'.

Hvad skal du først få:

Start med at få selve tavlen. Og frygt ikke, når du ser prisskiltene på det officielle Arduino-websted. Selvom jeg ærligt kan sige, at Arduino -mærket Arduinos er meget højere kvalitet og garanteret er i orden, kan jeg virkelig ikke lide at bruge så mange penge på kun en vare. Tag et hop over til Amazon, og de har klonede versioner af Arduino, som virkelig er det samme fremstillet af forskellige virksomheder, for mindre end halvdelen af prisen. Eller jeg kunne få det samme bræt og et sæt dele, til samme pris kunne jeg få en ægte Arduino. Men hvis du har penge at bruge, skal du købe fra de officielle Arduino-folk, for det er gutterne, der udvikler de fleste nye mikrokontroller og understøtter den software, der bruges til at kode dem. Valget er virkelig dit.

Hvis du planlægger at købe en Uno eller en Mega, vil jeg alvorligt anbefale at få et startsæt. Jeg har udarbejdet en liste med links til et par forskellige i mit næste trin. Starter-sæt kommer ikke kun med Arduino selv, men også et væld af nyttige sensorer og komponenter, herunder enhver kredsløbsbyggeres bedste ven: et brødbræt. Og den bedste del? Startpakkerne er faktisk billigere end at købe alle komponenter separat. Af meget. For eksempel kostede et projekt, der ville have kostet mig omkring 100 € at bygge, mig kun 50 €, fordi jeg fandt nogle gode startpakker, og så kunne jeg bygge tre flere projekter med de resterende komponenter.

Hvis du ikke får en Uno eller Mega, vil jeg stadig anbefale et startsæt, der bare følger med sensorerne og ekstra komponenter, og ikke et Arduino -kort. Det er i øvrigt noget at passe på. Når du køber et startsæt, skal du kontrollere, at det faktisk indeholder alle komponenterne på billederne, fordi nogle vil sige "for Arduino" og vise en Uno, men faktisk ikke komme med en. Normalt vil der være en deleliste, hvor du kan kontrollere indholdet i sættet.

Når du har en Arduino, er det næste trin at downloade IDE'en og finde nogle gode selvstudier. Læs videre i mit næste trin for at finde ud af de bedste steder at få disse.

Trin 3: Ressourcer

I dette trin vil jeg påpege nogle meget praktiske ressourcer til alle DIYere, der bruger Arduino, samt hvordan man finder mere. Jeg vil også inkludere en liste over gode steder at købe Arduino -produkter og et par af mine foretrukne startsæt.

IDE:

IDE er centralt for alle Arduino -projekter. Heldigvis er det også gratis at downloade, selvom du kan donere til folk, der skrev det, hvis du vælger det. Du kan finde alle versioner af det via dette link. Der er også en praktisk reference tilgængelig her.

Biblioteker:

Arduino IDE leveres med en række indbyggede biblioteker til udvidet funktionalitet, men jeg finder, at jeg altid har et par komponenter, der ikke understøttes direkte. Når dette sker, Google jeg normalt komponenten med søgeudtrykkene "Arduino Library" ved siden af den for at finde hvilket bibliotek der er mest populært (og derfor sandsynligvis mest nyttigt). En anden måde at finde dem på er via Arduino -webstedet, Arduino.cc. Det bedste sted at gå f.eks. Koder og biblioteker er dog Github.com. Disse fyre har alt, når det kommer til biblioteker, kildekode, variationer på IDE eller noget andet software relateret.

Tavler:

For at finde ud af mere om de fleste Arduino -tavler og mest populære skjolde, er denne side ressourcen for dig med links til alle specifikationer, skemaer og forklaringer for hver Arduino -komponent.

Kode og reference:

For at finde ud af, hvad hver kodelinje gør, og hvordan den bruges, er referenceafsnittet på Arduino -webstedet stedet at tage hen. Den eneste begrænsning er, at den ikke indeholder nogen af de særlige funktioner for biblioteker, der ikke er lavet af Arduino.

Tutorials og vejledning:

For selvstudier om Arduino er tutorials -siden et godt sted at starte. For mere dybtgående selvstudier og projekter er https://learn.adafruit.com/ og https://create.arduino.cc/projecthub gode steder at se, ud over her på Instructables.

Til vejledning fra erfarne samfundsmedlemmer er det officielle Arduino -forum sandsynligvis det bedste sted at gå.

Find flere ressourcer:

Meget af tiden er det bedste at gøre, hvad du leder efter. Nogle gange kan informationer dog være undvigende. I disse tilfælde finder jeg mig selv ved at kigge på projekter og selvstudier og Arduino -forum på udkig efter referencer til gode ressourcer. Hvis jeg ikke finder nogen, kommer jeg bare på forummet og spørger, for du kunne hellere satse på, at med alle de tusinder af mennesker, der kører gennem forummet, vil nogen vide, hvordan de kan hjælpe dig.

Startsæt:

Her er nogle af mine yndlingssæt, som jeg anbefaler til begyndere, der lærer Arduino. De har alle de komponenter, du skal bruge for at lære det grundlæggende (og nogle af kompleksiteterne) i kodning og kredsløb.

De bedste priser, kits af højeste kvalitet, jeg har fundet hidtil, med mest support og bedste kundeservice, sælges af et firma kaldet Elegoo. Selvom de også sælger deres kits via Amazon, har jeg linket det officielle websted, fordi det har en tendens til at have en bedre beskrivelse af de inkluderede komponenter i kittene. De er dog ikke officielle Arduino -tavler eller -sæt, så husk på, at du ikke understøtter Arduino -webstedet, når du køber dem.

Hvis du har penge at bruge, vil jeg virkelig foreslå at få det officielle Arduino/Genuino Starter Kit. Det har den bedste gennemgang og dokumentation for begyndere af ethvert kit på markedet, og projekterne er også ret fede.

Det bedste sted, bortset fra Amazon, at få individuelle sensorer, skjolde og sådan er Adafruit -butikken. De er af højeste kvalitet, og hver komponent har individuel online dokumentation let tilgængelig.

Bemærk, at dette er mine meninger og anbefalinger, der ikke må forveksles med fakta. Eventuelle køb, du foretager, er efter eget valg, og jeg foreslår, at du undersøger forskellige kits, før du køber et.

Trin 4: Epilog

Så nu kan du modigt gå ind i en verden af mikrokontrollere og Arduino og starte med tilliden til, at du ved, hvor dine ressourcer ligger, hvis der skulle komme problemer. Ovenfor er en masse billeder af forskellige projekter, jeg har lavet her på Instructables med Arduino, bare for at give dig en forsmag på de uendelige muligheder og forhåbentlig inspirere dig til at lave noget godt.

Hvis du nogensinde har et spørgsmål om Arduino, er du velkommen til at stille mig, men husk, at Arduino Forum ville være et meget bedre sted at stille, og de vil næsten garanteret hjælpe. Jeg ved ikke alt, så tag ikke noget, jeg siger for givet, slå det selv op, hvis du vil vide det med sikkerhed.

Stem venligst, hvis du kunne lide dette eller lærte noget, mens du læste dette!

Som altid er det projekterne for Dangerously Explosive, hans livslange mission, "at frimodigt bygge det, du vil bygge, og mere!"

Du kan finde resten af mine projekter her.