Oktatóvideók a c tanulásáról az arduino uno számára. Arduino - projektek kezdőknek, mi az Arduino. Műveletek mutatókkal

Sziasztok arduino kezdők!

Ez az Arduino kezdőknek sorozat második része, és terveink szerint ma mutatjuk be először az Arduino platformot – annak történetét és néhány, az arra épülő projekt példáját. Nos, a videó (cikk) második felében megpróbáljuk kitalálni, melyik táblát jobb választani, és általában milyen alkatrészekre lesz szükségünk a jövőben.

Szokás szerint az összes anyagot két változatban készítettem el számotokra - videós és szöveges változatban, és hogy melyiket választja, az Ön döntése;)

Arduino - mi az? Bizonyára sokaknak van már elképzelése erről a platformról, amit prototípuskészítésre (vagyis fejlesztésre) fejlesztettek ki. különféle eszközök. És idővel úgy történt, hogy ez a platform az egyik legnépszerűbb lett a kezdő elektronikai szerelmesek körében. És itt minden az egyszerűségről szól: csatlakoztattuk a táblát a számítógéphez, telepítettük a szoftverkörnyezetet, és máris írhatod az első programjaidat, ráadásul leegyszerűsített, magas szintű nyelven - minderről a következőben biztosan szó lesz problémák.

A videóban ezen a ponton azt javaslom, hogy nézzünk meg néhány Arduino projekt példáját, de ezt a pillanatot megkerülve folytatjuk .. :)

Számos projekttől kezdve Arduino alapú világossá válik, hogy a platform nagyon rugalmasnak bizonyult és rengeteg különböző feladatra alkalmas, ami egy másik plusz a népszerűsége okainak kincstárában.

Nos, az Arduino márka története 1002-ig nyúlik vissza, Olaszországban, ahol 1002-től 1004-ig. Arduin király uralkodott, akiről ezt a platformot nevezték el. Megalkotója pedig Massimo Banzi, aki 2005-ben fejlesztőcsapatával együtt egy szerény eszközt adott ki az ivreai Interaction Design Institute hallgatóinak. A tábla első prototípusa meglehetősen egyszerűnek tűnt, majd még mindig nem volt neve – kicsit később Massimo az Arduino bárról nevezte el a táblát, amely akkoriban ő volt.

Banzi és munkatársai azt a célt tűzték ki maguk elé, hogy egy olyan eszközt hozzanak létre, amely egy egyszerű, nyitott és könnyen elérhető fejlesztői platform, amelynek ára nem haladja meg a 30 dollárt – megfizethető egy diák zsebében. Valamivel ki akarták emelni a készüléküket mások hátterében. Ezért, ellentétben más gyártókkal, akik spórolnak a PCB tűk számán, úgy döntöttek, hogy a lehető legtöbb tűt adják hozzá, és a szokásos zöld táblákkal ellentétben kék színűvé tették a táblájukat.

A csapat által megalkotott termék olcsó és megfizethető komponensekből állt, a fejlesztők fő feladata pedig az volt, hogy garantálják a készülék „plug-and-play” elven működő működését – vagyis hogy a felhasználó, miután átvette a A kártyát a dobozból kivéve és a számítógéphez csatlakoztatva azonnal elkezdhetett dolgozni.

Így jelent meg az Arduino, amely nagyon gyorsan népszerűvé vált az interneten, és jelenleg az egyik legnépszerűbb platform az amatőrök és kezdők eszközeinek létrehozására ezen a területen. Eddig csak Olaszországban, Torino városában és az USA-ban, New Yorkban gyártanak valódi, eredeti Arduino táblákat.

Érdemes megjegyezni, hogy most az eredetileg megalkotott Arduino Extreme mellett számos más, kifejezetten bizonyos feladatokra tervezett tábla is napvilágot látott. Nézzünk meg néhányat közelebbről.

Először is néhány szó a manapság legelterjedtebb Arduino UNO tábláról, amit mindenki elkezd elképzelni, ha Arduinoról van szó. A következő számban közelebbről megvizsgáljuk a testület belső elemeit.

Az Arduino egy olyan tábla, amelyen komponensek vannak elhelyezve, melynek fő eleme az ATmega328P mikrokontroller. Ennek a platformnak a fő számítási rendszere, mivel erre készül a szoftver, amelynek segítségével a mikrokontroller speciális adatbeviteli / kimeneti portokon keresztül kölcsönhatásba lép a külvilággal.

A jobb megértés kedvéért mondhatunk egy nagyon szemléletes példát, amelyre mi is vagyunk. Az embernek van agya, vagyis valamilyen memóriával felszerelt számítástechnikai rendszere, és ez az agy az idegvégződéseken keresztül különféle szerveket irányít, legyen az szem vagy kéz. A mikrokontroller is ezt teszi, és azt, hogy mit és hogyan kell csinálni, valamint azt, hogy mely eszközöket vezéreljük, közvetlenül Ön dönti el, mindezt a programkódban jelezve.

Így minden Arduino kártya mindenekelőtt egy mikrokontroller, amelynek következtetéseit kényelmesen elválasztjuk a tábla szélei mentén, és aláírjuk. Az Arduino UNO 20 ilyen tűvel rendelkezik, amelyek közül 6 analóg, a maradék 14 pedig digitális.

Mint korábban említettük, az Arduino UNO a legnépszerűbb az összes tábla közül, és gyakran azok az emberek választják, akik még nem ismerik jövőbeli eszközeik néhány árnyalatát, és még csak most tanulják a mikrokontrollerek programozását.

Az Uno-nak van egy fiatalabb analógja is - ez az Arduino Nano, amely, ha figyelembe vesszük a kínai társait, különbözik az UNO-tól a felhasznált alkatrészek kisebb méretében, és ezért kis méret maga a tábla. Itt már érdemes abból indulni, akinek kényelmesebb.

Éppen ellenkezőleg, az UNO régebbi analógja az Arduino Mega kártya ATmega1280 vagy 2560 mikrokontrollerrel, a konfigurációtól függően. Egy ilyen kártya alkalmas komolyabb projektekhez, amelyeket nagyszámú csatlakoztatott eszközre és nagy kapacitású programkódra terveztek, ezért 54 digitális kimenetet és 16 analóg kimenetet tartalmaz, valamint a benne lévő memória mennyisége az Uno-hoz és a Nano-hoz képest kb. már nem 32Kb, hanem 128Kb - ami 4-szer több.

Következő a listán az Arduino Leonardo, amely mérete megegyezik az UNO-val, de a használt mikrokontrollerben különbözik – ezúttal az Atmega32u4. Ezt a táblát a számítógép a hozzá csatlakoztatott billentyűzetként vagy egérként ismeri fel, ezért többek között ideális különféle joystickok és egyéb beviteli eszközök létrehozására az alapján.

Az Arduino fejlesztői különösen a kisméretű eszközök megvalósítására készítettek egy Arduino Mini nevű táblát, amely nagyon kompakt méretű, és az ATmega168 mikrokontrollerre épül. Létezik az Arduino Pro Mini verziója is, amelynek fő különbsége a tűk hiánya. Az alkatrészek mennyiségének csökkentése miatt az alaplap nem rendelkezik saját USB-vel, és speciális USB-átalakítókon és adaptereken keresztül programozható.

Nos, ezek voltak az Arduino platformok fő verziói, amelyek listája természetesen nem ér véget, és aki meg szeretné tekinteni a teljes Arduino vonalat, kövesse ezt a linket.

Gyakran előfordul, hogy a projektjeiből csak egy Arduino kártya hiányzik – például ha kommunikálni szeretne az internettel, vagy sok szervót szeretne vezérelni. És itt jönnek a segítségre az úgynevezett pajzsok (az angol Shield - shield-ből), amelyek olyan bővítőkártyák, amelyek szendvicsszerűen csatlakoznak az Arduinóhoz.

Számuk nagyon változatos, és minden egyes pajzs felelős bármilyen konkrét feladat elvégzéséért.

A pajzsokon kívül az Arduino speciális moduljait is aktívan használják, amelyek feladata, hogy megkönnyítsék bizonyos alkatrészek projekthez való csatlakoztatásának folyamatát.

Példa erre egy relémodul, amelynek köszönhetően nem kell önállóan összeállítani a relé működéséhez szükséges áramkört, hanem csak a kész modulkimeneteket kell csatlakoztatni az Arduino bemenetekhez vezetékekkel.

Általánosságban elmondható, hogy kész modulok vásárlásakor mindig felmerül a beszerzés ésszerűségének kérdése, mivel néha a modulrendszerek nagyon egyszerűek, és sokkal olcsóbb lesz külön megvásárolni a szükséges alkatrészeket, és saját kezűleg összeszerelni egy ilyen modult - minden a készségeiden és képességeiden múlik.

Nos, itt az ideje, hogy kitaláljuk, milyen összetevőkre lesz szüksége az Arduino használatának megkezdéséhez.

Először is természetesen magának az Arduino táblának kell beszereznie. A legelső táblaként, amelyen elsajátíthatja és építheti projektjeit, javaslom az Arduino Uno beszerzését, véleményem szerint az elrendezésbarát méretei és az összes szükséges tű miatt. Három lehetőség van a platform megvásárlására - drága eredeti tábla vásárlása, külső xDuino gyártóktól vagy az Arduino kínai analógjának vásárlása.

Honnan jött az eredeti és nem eredeti táblákra való ilyen felosztás? És a helyzet az, hogy az Arduino kezdetben nyilvánosságra hozta a tábláihoz tartozó összes dokumentációt és diagramot, így bárki átvehette és megismételhette a fejlesztést, vagy hozhat valami sajátot. Természetesen kínai barátaink bizonyultak a legaktívabbnak ebben a tekintetben, és ma már csak rengeteg különféle lehetőséget talál az Arduino táblákhoz.

Természetesen a fő különbség az eredeti és a nem eredeti tábla között az ára és az összeszereléshez használt alkatrészek. De ne rohanjon üldözni magas árés az eredeti tábla minősége, mert egyrészt az Arduino táblát nem olyan nehéz legyártani, hogy csak kiválasztott, nagy pontosságú berendezésekkel rendelkező gyárak tudják legyártani, másrészt mivel Ön még csak egy kezdő Arduino felhasználó, van egy nagyon jó esély arra, hogy valamit rosszul csináljunk és tönkretegyünk egy drága dolgot. Ezért személy szerint azt javaslom, hogy vásároljon analógokat egy kínai gyártótól, mivel a technológia jelenlegi fejlődésével egy teljesen hétköznapi üzemben nagyon jó táblát lehet összeállítani, és nincs szükség űrtechnológiára, a kérdés csak az alkatrészek minősége használt. De a választás joga mindegyikőtöknél marad, és ez az én tisztán személyes véleményem. Jómagam csak Kínából rendelt táblákkal dolgoztam, és elmondhatom, hogy a korábbiakhoz hasonlóan nem látok okot arra, hogy túlfizessek a jobb eredetiekért.

Emlékezz, hármat említettem lehetséges opciók, és nem nevezett meg másikat. Tehát az úgynevezett xDuino gyártók táblái átlagosak árkategóriában és az alkatrészek minőségében. Ahol x helyettesíti a különböző fejlesztői neveket, például Freeduino, Seeeduino, CraftDuino stb. Ezek a táblák teljesen Arduino-kompatibilisek, és gyakran mindenféle érintéssel és kiegészítéssel rendelkeznek, valamilyen fejlesztés vagy fejlesztés formájában.

Arduino tábla verziója Craftduino néven

Szóval, elég érvelésből, lássuk végre, hogyan válasszunk szükséges díj sokféle gyártótól, és ugyanakkor elégedett a vásárlással. Mivel megegyeztünk, hogy a jövőben az Arduino Uno-val fogunk dolgozni, ezért azt választjuk. Ha elkezd táblát keresni a jól ismert Aliexpress vagy Ebay oldalakon, akkor általában kétféle tábla létezik, amelyek közül az egyik valamivel olcsóbb, mint a második, és itt van, miért.

Íme két fotó ezekről a táblákról, nézzük a különbségeket.

Először is szembetűnőek a táblákban használt mikrokontrollerek különböző formái - az egyik kicsi és a táblába van forrasztva, a másik nagy, és kivehető róla. Amint érti, a második tábla kényelme pontosan ebben rejlik - meghibásodás vagy a mikrokontroller másik kártyára való áthelyezése esetén könnyen eltávolítható és új csatlakozóba helyezhető, forrasztás vagy egyéb nehézség nélkül. , mint az első lehetőség esetében .

Második jellegzetes tulajdonsága ezek közül a kártyák közül egy olyan eszköz, amellyel a kártyát a számítógép USB-jével csatlakoztathatjuk - a bal oldalon egy elavult FTDI USB mikrokontroller, a jobb oldalon az ATmega8U2 mikrokontroller, aminek megvannak az előnyei, amelyekről most nem beszélünk. Egyébként a táblák szinte egyformák, és azt hiszem, mindenki választott már egy tökéletesebb, jobbkezes opció mellett. Egyébként az Arduino ezen verziójának teljes neve Arduino Uno R3, ahol az R3 a harmadik verziót jelenti.

5. Csatlakozó vezetékek

Elvileg a legelső lépésekhez Arduino programozás ez is elég lesz, de ennek a platformnak a szépsége nem csak a LED-ek villogásában és a gombok nyomkodásában rejlik, hanem a különféle érzékelők és modulok használatában is. Innen, ha lehetséges, azt tanácsolom, hogy szerezzen be néhány olyan alkatrészt, munkapéldát, amelyre mindenképpen kitérek valamelyik kérdésben.

Relé modul - lehetővé teszi a különféle terhelések szabályozását otthonában.

A szervohajtás egy minimotor, amellyel bármilyen mechanizmust vezérelhetünk, vagy akár robotok mozgó alkatrészeit is megtervezhetjük.

Nos, bármilyen más összetevő az Ön ízlése szerint. Ha meg szeretné tekinteni, milyen egyéb érzékelők vannak az Arduino számára, csak keresse meg a megfelelő kifejezést „érzékelők és modulok az Arduino számára”, és számos lehetőség közül választhat.

Szeretnék egy apró megjegyzést tenni - az biztos, hogy az alkatrészek vásárlása során sokan észrevesznek kész kezdőkészleteket kezdőknek. Nem javaslom, hogy megvásárolja azokat azon egyszerű oknál fogva, hogy gyakran nagy számban kaphatók olyan extra alkatrészeket, amelyek egyszerűen nem lesznek hasznosak a további munkában, és ezekre pazarolja a pénzét. Érdemesebb azzal kezdeni, hogy vásárol néhány érzékelőt teszteléshez, majd minden projekthez tájékozottan választ, és mindent megvesz, amire szüksége van.

Nos, valószínűleg ez minden, remélem, hogy most sokkal könnyebb lesz kiválasztani a szükséges Arduinót és a vele való munkához szükséges komponenseket és elbúcsúzok tőled a következő kiadásig, amelyben direkt figyelünk majd az Arduino Uno és az ATmega328P mikrokontroller belseje.

Remélem tetszett, köszönöm a figyelmet és találkozunk a következő számban! :)

Az "Arduino kezdőknek" cikk megmondja, mi az a mikroprocesszor, és hogyan kezdj el vele valamit tudás nélkül.

Az Arduino egy elektronikus készlet, amelyet különféle eszközök és számítási platformok létrehozására használnak. A nyílt forráskódú vezérlő számos alkalmazásban használható.

Ez a legegyszerűbb és legköltséghatékonyabb lehetőség amatőrök és profik számára. A programozási folyamat a Processing / Wiring nyelven történik, amely gyorsan és egyszerűen elsajátítható. Fontolja meg, mi az Arduino kezdőknek, milyen képességei és szolgáltatásai.

Arduino kezdőknek - mire és hogyan kell használni?

Az Arduino egy univerzális célú számítástechnikai platform. Ennek alapján egyszerű áramköröket hozhat létre, valamint összetett munkaigényes projekteket valósíthat meg. A tervező alapja az input-output kártya. A készülék alkalmazása igen változatos. Ezzel telefonokat, számítógépeket, felügyeleti és biztonsági rendszereket hozhat létre.

A tervező szoftvert az Arduino IDE integrált környezet képviseli. Az alkalmazás számos platformon elérhető, ami megmagyarázza a konstruktor népszerűségét. A szoftvert úgy tervezték meg, hogy még a programozási ismeretekkel nem rendelkező felhasználó is képes legyen kezelni.

A használt szoftverkártyák oroszlánrésze ezen keresztül csatlakozik USB kábel. Egy ilyen kapcsolat lehetővé teszi a tábla áramellátását és vázlatok feltöltését. A programozási folyamat is rendkívül egyszerű. Először is a felhasználó az IDE kódszerkesztőjét használja a létrehozáshoz szükséges program, akkor egyetlen kattintással betöltődik.

Az Arduino kezdőknek két fő funkcióval rendelkezik:

• setup() - egyszer használatos, amikor az alaplap be van kapcsolva, a beállítások inicializálására szolgál;
• loop() - folyamatosan használatos, a beállítás beállításának utolsó lépése.

Hol lehet megvásárolni az Arduino készlet összetevőit?

A készlet Olaszországban készült, így az eredeti alkatrészek meglehetősen drágák. Vannak azonban a tervező egyes elemei vagy a teljes készlet, amelyet az olasz analógia szerint gyártanak, de kedvezőbb áron. Az ilyen készleteket termelési klónoknak nevezzük.

Vásárolhat analógot a hazai piacon, vagy például rendelhet Kínából. A szállítási idő körülbelül egy hónap, a készlet ára 100 dolláron belül változik.

A konstruktorral gyakran használt összetevők listája:

• kenyér deszka;
• LED-ek;
• ellenállások;
• elemek 9V;
• feszültségszabályozók;
• gombok;
• jumperek;
• mátrix billentyűzet;
• bővítő táblák;
• kondenzátorok.

Bővebben a programozásról

Az Arduino kezdőknek a tábla programozásával kezdődik. A programot, amely már készen áll a tervezőn való munkára, firmware-nek nevezik. A firmware-en egy vagy több projekt lehet. Ez utóbbi esetben ajánlatos minden projektet külön mappában tartani, hogy szükség esetén felgyorsítsuk a szükséges fájlok megtalálásának folyamatát.

Általában a programokat megfelelő asszisztensek - programozók segítségével - villantják fel az MK kristályra. Az Arduino kezdőknek ebben az esetben tagadhatatlan előnye van - a programozáshoz USB-kábelt használnak. A csatlakozás után azonnal készen áll a program különféle parancsok végrehajtására és projektek létrehozására.

A program fő funkciói:

1. pinMode - információbeviteli és -kiadási mód;
2. analógRead - lehetővé teszi a kapott analóg feszültség leolvasását a kimeneten;
3. analogWrite – analóg feszültség írása egy kimeneti érintkezőre.
4. digitalRead - lehetővé teszi a digitális kimenet értékének olvasását;
5. digitalWrite - lehetővé teszi a digitális kimenet értékének alacsony vagy magas szintű beállítását;
6. Serial.print – a projektadatokat olvasható szöveggé fordítja.

Ezenkívül egy könyvtárat használnak, amely olyan függvények gyűjteménye, amelyek lehetővé teszik a konstruktor vezérlését. A legnépszerűbbek közé tartozik az olvasás és írás a tárhelyre, az internethez való csatlakozás, az SD-kártyák olvasása, a léptetőmotorok vezérlése, a szöveg rajzolása stb.

Hogyan állítsunk be egy Arduino-t?

A konstruktor egyik fő előnye a felhasználói beállítások biztonsága. A kulcsfontosságú beállítások, amelyek potenciálisan károsak az Arduino számára, védettek, és nem lesznek elérhetők. Ezért még egy tapasztalatlan programozó is biztonságosan kísérletezhet és megváltoztathatja a különféle lehetőségeket, elérve a kívánt eredményt.

Algoritmus a klasszikus programbeállításokhoz:

• a gyártó webhelyéről letölthető IDE telepítése;
• szoftver telepítése a használt számítógépre;
• az Arduino fájl elindítása;
• a kifejlesztett program beírása a kódablakba és átvitele a konstruktorba (USB kábel segítségével);
• az IDE részben ki kell választani a használandó konstruktor típusát. Ezt megteheti az "eszközök" - "táblák" ablakban;
• ellenőrizze a kódot, és kattintson a "Next" nyílra, ekkor elindul a feltöltés az Arduino-ba.

Konstruktor jellemzői

A program magabiztos használatához és az összetett ötletek megvalósításához a felhasználónak "meg kell töltenie a kezét". Ehhez ajánlatos könnyebb feladatokkal kezdeni. Az Arduino kezdőknek lehetővé teszi a következő projektek létrehozását:

• villogó LED;
• fényvezető vezérlés;
• a hőmérséklet-érzékelő csatlakoztatása és vezérlése;
• a mozgásérzékelő csatlakoztatása és vezérlése;
• fotoellenállás csatlakozás;
• szervo vezérlés.

Miután megértette az Arduino alapjait kezdőknek, elkezdheti összetettebb és sokrétűbb feladatok végrehajtását. A kivitelező segítségével autót, irányított helikoptert, saját telefont, okosotthon rendszert stb.

Példa egy egyszerű konstruktor programra: tegyük, hogy a porttal szemben található dióda másodpercenként villogjon. Ehhez csatlakoztatnia kell a konstruktort egy PC-hez, meg kell nyitnia a programot, a "szolgáltatás" részben keresse meg a "soros port" blokkot, és válassza ki a kívánt intervallumot. Ezután kódot kell hozzáadnia.