Arduino Basic Tutorial för nybörjare: 6 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

1. Vad är Arduino?

Arduino är en plattform för inbäddade system, mestadels baserad på 8-bitars mikrokontroller från AVR-familjen. Undantaget är Arduino Due, som använder en 32-bitars ARM Cortex-kärna. Med andra ord är det ett kretskort med en mikrokontroller och dess utgångar som kan hantera externa enheter, t.ex. sensorer, motorstyrenheter, displayer etc. Tack vare guldnålar kan moduler anslutas med allmänt tillgängliga anslutningskablar.

De flesta versioner av Arduino kräver ingen extern programmerare. Allt du behöver göra är att ansluta till din dator med en miniUSB-USB-kabel.

En av fördelarna med plattformen är en egen gratis miljö med otaliga bibliotek, exempel, handledning för hantering av olika typer av externa enheter.

2. Vem är plattformen för?

Arduino är avsedd för både nybörjare och avancerade elektroniska programmerare.

Personen som börjar äventyret med den här typen av system kommer att spara mycket tid och nerver när man konfigurerar programmerare, kontrollerar anslutningar och installerar drivrutiner. Det är välkänt att det är bäst att lära av exempel. För Arduino finns det många av dem på projektets webbplats och på hela Internet.

Mer avancerade användare kommer att gilla många bibliotek, både standardbibliotek (inklusive: EEPROM, Ethernet, Display, Servo, SPI, TWI, WiFi), liksom filer som görs tillgängliga av tillverkare av elektroniska moduler (t.ex. vår leverantör - Pololu).

Exempel:

Stödet för den populära 16x2 LCD -skärmen är några enkla kodrader:

LiquidCrystal lcd (12, 11, 5, 4, 3, 2); // ökning av leads

lcd.begin (16, 2); // Ange 16-kolums visningstyp, 2 rader

lcd.print ("Hej världen"); // Ge text att visa

Hela koden med orden "Hello World" och anslutningsschemat för displayen finns på: Arduino.cc.

3. Vilken version ska du välja?

Valet av version beror på avsedd användning av modulen. I vår butik finns:

Steg 1: Arduino Uno R3

Arduino Uno R3

Den enklaste versionen av modulen. På tallriken hittar du:

· Atmega328 mikrokontroller (32 kB blixt, SRAM 2 kB, 16 MHz klockfrekvens)

· 14 digitala ingångar / utgångar - till vilka exempelvis lysdioder, knappar, displayer etc. kan anslutas.

· 6 PWM -utgångar - till exempel för att styra motorns rotationshastighet, ställa in servopositionen

· 6 analoga ingångar - gör det möjligt att styra alla typer av sensorer, givare med analog utgång

Kommunikationsgränssnitt:

· UART - ett av de enklaste sätten att utbyta data med en dator

· I2C / TWI - stöd för sensorer, tidskretsar

· SPI - kommunikation med snabba givare eller externa minnen

Strömförsörjning:

· USB eller extern källa (t.ex. nätadapter)

Arduino Uno är ett bra val för relativt enkla, små projekt. Du kan framgångsrikt implementera det, till exempel motorstyrning, belysningskontroll med användargränssnitt, LCD -display. Modulen rekommenderas också till användare som kommer in i världen av mikrokontroller och inbyggda system.

Steg 2: Arduino Leonardo

Arduino Leonardo

· En annan version, där vi kan hitta:

· ATmega32u4 mikrokontroller (32 kB blixt, 2,5 kB SRAM, 16 MHz klockhastighet)

· 20 digitala ingångar / utgångar - till vilka exempelvis lysdioder, knappar, displayer etc. kan anslutas.

· 7 PWM -utgångar

· 12 analoga ingångar - två gånger mer än Uno -versionen, det innebär möjligheten att ansluta fler sensorer med en analog utgång

Kommunikationsgränssnitt:

· UART - ett av de enklaste sätten att utbyta data med en dator

· I2C / TWI - stöd för sensorer, tidskretsar

· SPI - kommunikation med snabba givare eller externa minnen

· USB - låter dig ansluta populära datorenheter

· Strömförsörjning: USB eller extern källa (t.ex. nätadapter)

Om vårt projekt ska använda en enhet som ansluts via ett USB -gränssnitt är Arduino Leonardo det perfekta valet. Systemet har en integrerad USB -kontroller, som skiljer det från de andra.

Producenten tillhandahåller också versioner med "low profile". Kortet har inga kontakter, användaren kan lödda dem efter eget gottfinnande. Alla element är i ytlödda höljen. Alternativet är användbart när vårt projekt måste föröka sig på ett litet utrymme.

Steg 3: Arduino Mega 2560

Arduino Mega 2560

Version utformad för att genomföra mer omfattande projekt. Den har hela 54 digitala ingångar / utgångar, mer minne och fler kommunikationsgränssnitt än Arduino UNO och Leonardo. Plattan innehåller: ATmega2560 från AVR -familjen (Flash 256kB, SRAM 8kB, EEPROM 4kb klockhastighet 16MHz) 54 digitala ingångar / utgångar för allmänna ändamål14 PWM -utgångar16 analoga ingångar - Kommunikationsgränssnitt: 4 xUART - ett av de enklaste sätten att utbyta data med en PCI2C / TWI - stöd för sensorer, tidskretsar SPI - kommunikation med snabba givare eller externa minnen Strömförsörjning: USB eller extern källa (t.ex. nätadapter) Modulen är dyrare än de tidigare versionerna, men har fler alternativ. Atmega2560 mikrokontroller har en rik periferi och en stor mängd minne. 256 kB Flash - låter dig stödja utökad kod, 4 kB EEPROMU för att skriva mycket data.

Steg 4: Arduino Mega ADK

Arduino Mega ADK

Förutom fördelarna med Arduino Mega har ADK också möjlighet att ansluta till Android -systemet via ett USB -gränssnitt som styrs av MAX34210 -chipet. Modulspecifikationen liknar Arduino Mega:

· ATmega2560 från AVR -familjen (Flash 256 kB, SRAM 8 kB, EEPROM 4 kb klockhastighet 16 MHz)

· 54 digitala ingångar / utgångar för allmänna ändamål

· 14 PWM -utgångar

· 16 analoga ingångar

Kommunikationsgränssnitt:

· 4 xUART - ett av de enklaste sätten att utbyta data med en dator

· I2C / TWI - stöd för sensorer, tidskretsar

· SPI - kommunikation med snabba givare eller externa minnen

· Strömförsörjning: USB eller extern källa (t.ex. nätadapter)

ADK -versionen är utformad för projekt som använder kommunikation med Android. Den inbyggda USB-kontrollen låter dig också ansluta en kamera, spelkontroll eller rörelsekontroll.

Steg 5: Arduino Leonardo Ethernet

Arduino Leonardo Ethernet

Den största fördelen med modulen är dess enkla anslutning till nätverket. Modulen har ett nätverksuttag med en Ethernet -kontroller. Det finns också en microSD -minneskortplats på kortet. Specifikation liknande Arduino Leonardo:

· Atmega32u4 mikrokontroller (32 kB Flash, 2,5 kB SRAM, · 16MHz klockfrekvens)

· 20 digitala ingångar / utgångar - till vilka exempelvis lysdioder, knappar, displayer etc. kan anslutas.

· 7 PWM -utgångar - till exempel för reglering av motorns rotationshastighet, inställning av servoposition

· 12 analoga ingångar - gör det möjligt att styra alla typer av sensorer, givare med analog utgång

Kommunikationsgränssnitt:

· UART - ett av de enklaste sätten att utbyta data med en dator

· I2C / TWI - stöd för sensorer, tidskretsar

· SPI - kommunikation med snabba givare eller externa minnen

· Ström: extern källa (t.ex. nätadapter)

Ethernet -versionen är utformad för projekt som kräver anslutning till nätverket. Bekvämligheten är också en integrerad microSD -kortplats, på vilken mer data kan lagras än i minnet hos själva mikrokontrollern.

Steg 6: Arduino Due

Arduino Due

Tack vare Arduino Due kan användaren skapa system med hjälp av ARM 32-bitars Cortex M3-mikrokontroller baserad på Arduino-bibliotek. Specifikationen är följande:

· Matningsspänning: 7V till 12V (rekommenderas), 6V-20V (max)

· Mikrokontroller: AT91 SAM3X8E, 32-bitars ARM Cortex M3

· Maximal klockfrekvens: 84MHz

· SRAM -minne: 96 kB Flashminne: 512 kB

· Stift I / O: 54

· PWM -kanaler: 12

· Antal analoga ingångar: 12 (A / D -omvandlarkanaler)

· D / A-omvandlare (digital-analog)

· DMA -styrenhet

· Seriella gränssnitt: UART, SPI, I2C, CAN, USB

· Debugger JTAG

Styrelsen är tillägnad användare som vill bekanta sig med de senaste lösningarna i mikrokontrollernas värld. Den har definitivt fler funktioner än AVR-baserade versioner, rika perifera kretsar, inklusive digital-till-analog-omvandlare.

Förutom ovanstående tillhandahåller Arduino också:

Arduino Zero M0 Pro - 32 bitars Cortex M0 - Atmel ATSAMD21G18 32 -bitars mikrokontroller modul utrustad med ARM Cortex M -0 kärna. Den har 256 KB Flash -minne, 32 KB RAM, 14 digitala I / O, 12 PWM -kanaler, 6 analoga ingångar och en utgång och populära kommunikationsgränssnitt. Modulen fungerar med 3,3 V.

Arduino Yún - WiFi - Arduino -anslutning och Linux -system. Modulen baserad på ATmega32u4 -systemet som används i Leonardo låter dig programmera och styra enheten trådlöst via WiFi -nätverket och lämpligt bibliotek. Det finns också en Arduino Yun PoE -version - som drivs från ett Ethernet -nätverk.

Arduino Micro - en miniatyrmodul baserad på Arduino Leonardo, kännetecknas av liten storlek. Den har AVR Atmega32U4 mikrokontroller. Utrustad med 20 digitala I / O och populära kommunikationsgränssnitt.

4. Exempel på användning

- Arduino och orientering i tredimensionellt utrymme.

Ett exempel på att använda ett 3-axligt gyroskop, accelerometer och magnetometer (MinImu9-system) för orientering i 3D-rymden.

- Arduino och LCD -skärm.

Stöd för LCD -skärm med HD44780 -kontroller med Arduino -modulen.

- DC -motorstyrning med Arduino -plattformen.

Exempel på hanteringsmoduler (H-broar) som används för att styra riktning och hastighet för likströmsmotorer.

- Anslutning till ett Ethernet -nätverk

Arduino -anslutning med Ethernet ENC28J60 -modul.