Introduktion till Arduino: 18 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:36

Har du någonsin undrat över att göra dina egna enheter som väderstation, bilens instrumentbräda för övervakning av bränsle, hastighet och platsuppföljning eller att styra dina hushållsapparater som styrs av smartphones eller har du någonsin undrat om att göra sofistikerade robotar som kan prata, gå och röra armarna eller vad sägs om att göra egna mp3 -spelare, göra fingeravtrycksdetekteringsenhet, automatiserat växtbevattningssystem, jordbävningssensor, walkie talkie eller fjärrstyrda övervakningssystem med CCTV -kameror. Om du någonsin har undrat och du är villig att lägga ditt bidrag till att digitalisera världen, tror då att du kan göra allt du vill skapa och då måste du kunna lite grundläggande elektronik och om mikrokontroller. Mikrokontrollern är en kompakt integrerad kretsdesign som tar in ingångar från olika sensorer, dvs temperatursensor, rörelsedetekteringssensor, sensorer för avståndssökning, etc. och är programmerad för att få önskad effekt från ställdon, dvs led, motorer, reläer etc. Känner till dagens öppna källkod världslärande, förståelse och tillverkning av sådana enheter är inte en svår uppgift, eftersom Arduino -samhällets stora bidrag till världen är tillgängligt för alla hobbyister och ingenjörer runt om i världen.

Arduino är en hårdvaru- och mjukvaruplattform med öppen källkod för hobby och ingenjörer för att läsa ingångar från olika sensorer, bearbeta dessa ingångar och ge önskad utgång genom att manövrera olika ställdon, dvs i grunden kan man säga att Arduino kan vara en hjärna för många projekt.

Steg 1: Typer av Arduino

Det finns olika typer av Arduino -kort med olika antal analoga, digitala och PWM -stift och det fantastiska är att du enkelt kan börja arbeta med någon av dem. Olika Arduino -tillägg finns här.

● Arduino Uno

● Arduino Due

● Arduino Mega

● Arduino Leonardo Board

● Lillypad Arduino Board

Steg 2: Arduino Uno

De flesta nybörjare kommer igång med att använda Arduino Uno, det är ombord som har huvudmikrocontroller ATMegga328 med minne om 2KB SRAM OCH 32KB blixt, den har 14 Digital I/0 där 6 är PWM och 6 är analoga utgångsstiften. en återställningsknapp, ett strömuttag, en USB -anslutning och mer. Den innehåller allt som krävs för att hålla upp mikrokontrollern; Anslut den helt enkelt till en dator med hjälp av en USB-kabel och ge strömförsörjningen för att komma igång med en AC-till-DC-adapter eller batteri.

Steg 3: Arduino Due

Arduino Due huvudsakliga mikrokontroller är AT91SAM38XE med minne på 96KB SRAM, 512KB blixt består av 54 digitala stift där 12 är PWM och har 16 analoga ingångsstiften

Steg 4: Arduino Mega

Den innehåller ATmea2560 som mikrokontroller med minne på 8KB

SRAM och 256KB blixt med 54 digitala IO -stift i vilka 12 är PWM och 16 analoga ingångsstiften, en återställningsknapp, ett strömuttag, en USB -anslutning och en återställningsknapp. Den innehåller allt som krävs för att hålla upp mikrokontrollern; Anslut den helt enkelt till en dator med hjälp av en USB-kabel och ge strömförsörjningen för att komma igång med en AC-till-DC-adapter eller batteri. Det stora antalet stift gör detta Arduino -kort mycket användbart för att designa de projekt som behöver en massa digitala ingångar eller utgångar som många knappar.

Steg 5: Arduino Leonardo

Dess huvudsakliga mikrokontroller är ATmega32u4 med minne på 2,5KB SRAM och 32KB blixt med 20 digitala IO -stift och 12 analoga ingångsstiften. Den första utvecklingsbrädan för en Arduino är Leonardo -brädan. Detta kort använder en mikrokontroller tillsammans med USB. Det betyder att det kan vara väldigt enkelt och billigt också. Eftersom detta kort hanterar USB direkt, finns det programbibliotek som låter Arduino -kortet följa ett tangentbord på datorn, musen etc.

Steg 6: LilyPad Arduino Board

Lily Pad Arduino-brädan är en bärbar e-textilteknik Varje bräda var fantasifullt utformad med stora anslutningsdynor och en slät rygg för att låta dem sys i kläder med ledande tråd. Denna Arduino består också av I/O, power och även sensorbrädor som är byggda speciellt för e-textilier. Dessa är till och med tvättbara!

Steg 7: Verktyg för Arduino utvecklingsmiljö

Arduino programmeringsspråk:

Arduino är programmerat i C ++ som används i olika aspekter av projekt som mjukvaruutveckling men för Arduino C ++ används med ytterligare funktioner. Du kan skapa Arduino -skiss, Arduino -skiss är namnet på Arduino -kodfilen. Du skriver koden i Arduino IDE. Dessa skisser kan sparas i projektmapparna och IDE ger möjlighet att kompilera C ++ - kod till maskinspråk och ladda upp dem till Arduino board.

Arduino IDE

Arduino IDE (Integrated Development Environment) är verktyget för redigering, sammanställning och uppladdning av C ++-kod där du kan skriva ditt program för att programmera IO-pins för olika ändamål och du kan använda bibliotek med öppen källkod för att skriva sofistikerade program integrerade med olika funktioner som vi senare kommer att använda diskutera i detalj om bibliotek.

Steg 8: Arduino IDE -installation

Steg 1. Ladda ner Arduino IDE

Steg 2. Vänta tills nedladdningsprocessen är klar.

Steg 3. Installera programvaran och välj komponenterna som du vill installera, liksom installationsplatsen.

Steg 4. Acceptera drivrutinsinstallation när du uppmanas av Windows 10

Steg 9: Installera Arduino Driver

Gå till Start-> skriv Enhetshanteraren> dubbelklicka på det första resultatet för att starta Enhetshanteraren.

1. Gå till Portar> leta upp Arduino UNO -porten

2. Om du inte hittar den porten, gå till Andra enheter och leta upp Okänd enhet

3. Välj Arduino UNO -porten> klicka på Uppdatera drivrutin.

4. Välj alternativet "Bläddra i min dator efter drivrutinsprogramvara"> gå till nedladdningsplatsen för Arduino -programvara> välj filen arduino.inf/Arduino UNO.inf (beroende på din programvaruversion)

5. Vänta tills Windows är klar med installationen av drivrutinen.

Nu när du har installerat Arduino -programvaran och drivrutinen på din dator är det dags att öppna din första skiss. Välj din korttyp och port och ladda upp ett program för att se till att ditt kort är igång.

Steg 10: Grafisk representation av Arduino IDE

Eftersom Arduino IDE används för att redigera, spara, kompilera och ladda upp koden till Arduino här är den grafiska representationen av Arduino IDE.

Steg 11: Öppna en ny fil i Arduino IDE

För att öppna en ny fil, klicka på fil-> ny

Steg 12: För att spara Arduino Sketch

Ny fil öppnas

Steg 1: För att spara Arduino Sketch, gå till Arkiv-> spara Ett fönster för att spara skissen kommer att dyka upp

Steg 2: Byt namn på Arduino Sketch och klicka på knappen Spara. Skissen kommer att sparas.

Steg 13: Arduino -programmets exempel

Arduino IDE innehåller många exempelprogram för att lära sig och göra projekt från dem dessa exempel handlar om blinka en LED, analog och digital ingång, seriell kommunikation, sensor etc.

För att öppna led blink-exempelprogram, klicka på Arkiv-> Exempel-> Grunder-> Blink

Steg 14: Arduino Libraries

Enligt Arduino-communityn”Bibliotek är en samling kod som gör det enkelt för dig att ansluta till en sensor, display, modul etc. Till exempel gör det inbyggda LiquidCrystal-biblioteket det lätt att prata med tecken LCD-skärmar. Det finns hundratals ytterligare bibliotek tillgängliga för nedladdning på Internet”. Bibliotek innehåller vanliga metoder och funktioner som enhetsdrivrutiner eller verktygsfunktioner med hjälp av bibliotek. Det blir enkelt att programmera utan att koda många rader, du kan använda förbyggda funktioner för ditt program. Det finns olika bibliotek med öppen källkod på internet, Arduino IDE erbjuder också bibliotek som är byggda av Arduino-samhället, till exempel bibliotek för styrning av servomotorer, Ethernet, etc. Arduino IDE ger också möjlighet att installera och använda externa bibliotek, du kan också skapa dina egna bibliotek och installera dem i Arduino IDE.

Arduino biblioteks installationsmetod

Det finns två metoder för hur vi kan installera bibliotek i Arduino IDE en är genom Arduino IDE Library Manager och andra är genom att använda.zip -fil de flesta biblioteken är tillgängliga på Arduino Library manager men det finns många bibliotek som utvecklaren gör det själv och gör dem tillgängliga på github så att vi har båda alternativen men vi kan använda vilken som helst av båda.

Installation av bibliotek med hjälp av Library Manager

För att installera bibliotek med bibliotekshanteraren, klicka på skiss-> inkludera bibliotek-> Hantera bibliotek

Efter att denna bibliotekshanterare kommer att öppnas här kan du se bibliotek som redan är installerade. I det här exemplet kommer vi att installera RTCZero för detta måste du söka efter RTCZero -biblioteket när du hittar det välj dess version och klicka på installationsknappen, installationen startas.

Importera ett.zip -bibliotek

Bibliotek distribueras ofta som en ZIP -fil eller mapp. Namnet på mappen är bibliotekets namn. Inne i mappen kommer en.cpp -fil, en.h -fil och ofta en keywords.txt -fil, exempelmapp och andra filer som krävs av biblioteket.

För att installera zip-biblioteket, klicka på sketch-> Inkludera bibliotek-> Lägg till.zip-bibliotek

Bläddringsfönstret kommer att vara öppet där ställa in platsen där zip -biblioteket sparas och klicka på öppen knapp

Steg 15: Arduino IDE -genvägar

Arduino IDE har några korta tangenter genom vilka vi kan göra olika funktioner som att kompilera, ladda upp sparande etc.

Steg 16: Arduinos IO Pins

Arduino är ett prototypkort som vanligtvis levereras med olika konfigurationer av I/O (ingång/utgång) stift, stiften är antingen analoga eller digitala stift,

Analog stift

Analoga stift är faktiskt inmatningsnålar som vanligtvis används för att läsa fysisk data som inmatning eller det är en nål som kan läsa fysiska data från sensorer, en sensor är en enhet som kan omvandla fysisk energi till elektrisk energi. Arduino kan läsa denna elektriska energi som en elektrisk signal med analoga stift

Digital stift

Den digitala stiftet kan vara både INPUT och OUTPUT pin så som den heter kan den läsa INPUT och skriva OUTPUT i digital form. Den digitala informationen är i form av HÖG eller LÅG där HÖG betyder PÅ och LÅG betyder AV till exempel om led är ansluten till Arduinos digitala stift och du programmerar denna stift till HÖG så småningom tänds lysdioden och genom att programmera den för att bli LÅG lysdioden släcks.

Pulsbreddsmoduleringsstift

Några av de digitala stiften i Arduino har ytterligare funktioner för att tillhandahålla analog utgång och de kallas som PWM -stift, funktionen för PWM -stift är att skriva OUTPUT inom nivåintervall mellan HIGH och LOW -nivåer, låt oss anta att LED är anslutet till PWM -stift och du vill styra ljusstyrkan på led eller motorn är ansluten till PWM-stift och du vill styra motorns hastighet kan du tilldela värdet från 0-255 för att styra ljusstyrkan eller hastigheten.

Steg 17: Arduino LED -blinkprogram

När Arduino IDE och drivrutinen är installerade ansluter du till programmet

Arduino för att blinka en LED -komponenter krävs som nämns nedan

Komponenter som används för LED -blinkprojekt

● Arduino Uno

● USB -kabel typ A/B

● 220 Ohm motstånd

● LED

● Brödbräda

Schematisk

Anslut Arduino Unos stift 5 till 220 ohm motstånd och anslut andra stift motstånd till Leds anod (+) stift och anslut Arduino Unos GND-stift till LED: s katod (-) stift.

Skrivprogram för att blinka en lysdiod

Steg 1. Öppna Arduino IDE.

Steg 2. Öppna en ny skiss

Steg 3. Spara den nya skissen som LED BLINK PROGRAM och veta programmet

Steg 4. Välj styrelsen genom att klicka på Verktygs-> Kort:-> Arduino Uno

Steg 5. Välj COM-porten genom att klicka på Verktygs-> Port

Steg 6. Klicka på kompileringsknappen

Steg 7. Vänta tills sammanställningen är klar och klicka på knappen Överför

Du kommer att se meddelandet "Klar överföring" när du ser det här meddelandet som lysdioden som är ansluten på stift 5 på Arduino verkar blinka efter en sekund.

Steg 18: Seriell bildskärm

Arduino IDE har en funktion som kan vara till stor hjälp för att felsöka skisser eller styra Arduino från datorns tangentbord. Serial Monitor är ett separat popup-fönster som fungerar som en separat terminal som kommunicerar genom att ta emot och skicka seriell data.

Du kan ändra LED -blinkningsprogrammet för att se statusen för lysdioden som är ansluten på stift 5 på Arduino antingen är HÖG eller LÅG på din dator med Arduino IDEs seriella bildskärm med hjälp av Arduinos seriella kommunikation, för att göra detta först måste du konfigurera den seriella baudrate till 9600 baud rate definieras helt enkelt som överföringshastighet för data från Arduino till dator eller vice versa när det gäller bit per sekund så att ställa in baud rate till 9600 är som överföringshastigheten är 9600 bitar per sekund.

Skrivprogram för att blinka en lysdiod

Steg 1. Öppna Arduino IDE.

Steg 2. Öppna en ny skiss

Steg 3. Spara ny skiss som LED BLINK PROGRAM och skriv programmet

Steg 4. Välj styrelsen genom att klicka på Verktygs-> Kort:-> Arduino Uno

Steg 5. Välj COM-porten genom att klicka på Verktygs-> Port

Steg 6. Klicka på kompileringsknappen

Steg 7. Vänta tills sammanställningen är klar och klicka på knappen Överför

Steg 8. Öppna Serial Monitor genom att trycka på Ctrl+Skift+m eller genom att klicka i det övre högra hörnet.

Steg 9. Ställ in överföringshastighet för seriell bildskärm eftersom både Arduino och datorn måste ha samma överföringshastighet för seriell kommunikation.

Här kommer du att se så snart lysdioden blir HÖG eller LÅG skrivs meddelandet ut i serie på seriell bildskärm