Komma igång med Arduino: Vad du behöver veta: 4 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:46

Jag har arbetat med Arduino och elektronik i många år nu, och jag lär mig fortfarande. I denna ständigt växande värld av mikrokontroller är det lätt att gå vilse och köra cirklar runt dig själv och försöka hitta information.

I denna instruktionsbok visar jag dig:

Vad en Arduino är och gör.

Var ska man börja med Arduino.

Hur man hittar användbara resurser.

Det här är allt jag lärde mig genom erfarenhet och är beprövade metoder för framgång. Jag kommer inte att förneka att det förmodligen finns hundratals olika självstudier för att börja med Arduino, men det här är de saker jag tyckte var mest användbara under mina tidiga dagar. Så följ med och låt oss utforska Arduinos underbara värld.

Observera: Några av bilderna i denna instruktionsbok är skärmdumpar. Bilderna de innehåller tillhör respektive ägare och kan vara föremål för upphovsrätt. Jag har sammanställt dem här som kringutrustning för att hjälpa till med utvecklingen av min Instructable som en ideell utbildningsresurs, i enlighet med doktrinen om rättvis användning.

Steg 1: Arduino: Vad är det och vad gör det?

Arduino är en elektronisk plattform med öppen källkod som är utformad för skapare, baserad på enkel och lättanvänd hårdvara och ett utbytbart utbud av sensorer, manipulatorer och skärmar. Termen, i vidare bemärkelse, används vanligtvis för att hänvisa till ett stort fält av mikrokontroller baserade på Atmel mikrochips.

I lekmannas termer är de som förenklade miniatyrdatorer. Som du kanske föreställer dig är detta ett enormt, ständigt expanderande fält, med hundratals variationer av mikrokontroller, konfigurationer och sensorutrustning. Här har jag begränsat det till grunderna.

I denna instruktionsbok kommer jag att gå över 3 av de mest populära Arduino -brädorna (som också råkar vara mina favoriter):

The Uno, Nano, och The Mega

Jag kommer också att gå igenom användningen av IDE (programmet vi använder för att koda Arduino), sköldar och sensorer.

Mer information om specifika kort finns i steget 'Resurser'

Användbara termer och definitioner:

Mikrostyrenhet: Varje programmerbar krets baserad på en slingad kod av villkor och förseningar. För att inte förväxla med en mikroprocessor, som antingen refererar till själva styrchippet eller ett mycket mer komplext kort som RaspberryPi.

Kort: Hårdvaran som Arduino är baserad på, används vanligtvis för att referera till själva mikrokontrollen ("Arduino Uno-kortet")

Sköld: En förlängning av ett kort, vanligtvis utformat för att passa perfekt på den befintliga stiftkonfigurationen, som förstärker layouten och lägger till funktioner som inte redan är inbyggda i baskortet (t.ex. lägger till möjligheten att använda internetfunktioner, Bluetooth -skärmen lägger till Bluetooth -anslutning, etc.)

IDE (närmare bestämt Arduino IDE): Programvaran som oftast används för att skriva och ladda upp kod till ett Arduino -kort. Det finns också möjlighet att använda den för andra, icke-Arduino-kort som RaspberryPi.

Bibliotek: ett tillägg till koden som en separat fil, som används för att lägga till extra funktioner och möjliggöra kompatibilitet med sköldar och komponenter utan att behöva känna till extremt långa och komplexa funktioner och algoritmer.

Sensor: allt som kan ta fysisk ingång och överföra den till en elektrisk signal

Uno:

Arduino Uno är det överlägset mest ikoniska och förmodligen det mest populära Arduino -kortet du kan få. Den har 14 digitala I/O -stift, som kan variera mellan att vara på och av, varav 6 kan använda PWM eller pulsbreddsmodulering, vilket varierar utspänningen genom att slå på och av stiftet varierar snabbt ('pulsen' ') med varierande intervall (' bredden ') för att göra utsignalen högre eller lägre (' moduleringen '). Den har också 6 analoga ingångsstiften. Alla stiften kan antingen användas som ingång eller utgång, och några av stiften har speciella funktioner när de används med specifika sköldar och bibliotek.

Roligt faktum: Arduino Uno har mer processorkraft än datorerna i rumsstorlek som används för de tidiga Apollo-månuppdragen, och det passar i din hand!

De flesta sköldar är baserade runt och byggda för Arduino Uno, och detta anses generellt vara det bästa brädet att börja med som nybörjare. Och jag håller helt med. Uno är kanske inte den mest mångsidiga, men det är verkligen det enklaste att installera och använda, och de flesta projekt och självstudier för Arduino börjar med Uno.

Nano:

Denna sak, som namnet antyder, är en mindre bräda. Den har mindre minne än en Uno, men delar i övrigt de flesta av samma funktioner i ett mycket mindre paket. Tanken bakom Nano är bärbara och miniatyriserade kretsar för användning i trånga utrymmen eller på viktkänsliga projekt, till exempel drönare. Detta har mindre övergripande stift på grund av den mindre storleken, men det är också billigare än Uno och passar fler platser.

Mega:

Återigen säger namnet allt. Detta kort är längre än Uno och har totalt 54 digitala I/O -stift, varav 15 är PWM -kompatibla och 16 analoga ingångsstiften. Denna tavla är för större, bättre och större projekt. Och ja, jag uppsåtligen upprepade mig själv. Detta kort är enormt, och det är kompatibelt med de flesta av samma sköldar som Uno, eftersom det delar samma initiala stiftkonfiguration. Det har också ett ökat minne, så det kan köras större program lättare.

IDE:

Arduino IDE är en relativt enkel plattform att använda så långt som kodning. För Arduino -kort använder den sitt eget programmeringsspråk, men det delar många av samma egenskaper som populära kodningsspråk som Java och C. Inlärningskurvan är mycket skonsam, och det finns hundratals exempel online och till och med inbyggda i programvaran som vägleda dig genom vissa aspekter av koden. Jag har använt detta sedan jag var 13, och jag vet fortfarande inte hälften av vad allt gör, så oroa dig inte, du behöver inte vara ett ess för att använda Arduino.

Sköldar:

Olika sköldar används olika. Självklart. Och de har också olika uppsättningar kod som behövs för att köra dem. Men hyperventilera inte ännu, jag är inte klar. För de flesta sköldar du för närvarande kan köpa finns det mer en inbyggd exempelkod redan på IDE, eller en mycket trevlig handledning online. Allt du behöver göra är att hitta den. Se "Resurser" för hur du gör detta.

Sensorer:

På samma sätt som Shields kommer olika sensorer, manipulatorer och displayer att ha olika koder associerade med dem. Samma process för att hitta exempel gäller.

Så nu när du vet lite mer om Arduino, låt oss gå vidare till Where to Start.

Steg 2: Hur och var ska man börja med Arduino

Som jag nämnde i det sista steget täcker Arduino mikrokontroller ett stort utbud av olika kort och utrustning. I det här steget kommer jag att ge dig några tips om var du ska börja och vad du ska få först.

Förmodligen är det mest användbara rådet jag kan ge dig på förhand detta: Börja enkelt. Att lära sig använda Arduino är en process som tar tid, och om du försöker göra för mycket på en gång blir du bara frustrerad. Jag började min hobby i Arduino med att blinka lysdioder. Och du vet vad jag gillar att göra bäst, av allt jag använder Arduino till? Blinkande lysdioder. Så oavsett vilken ambition du har för att använda Arduino är jag på allvar att rekommendera att först prova Blink and Fade -exemplen i Arduino IDE och leka med dem innan du försöker något komplicerat.

Var ska man börja:

Fråga dig själv detta: Vad vill du använda Arduino till? Denna fråga avgör vad du ska leta efter i ett Arduino -kort innan du får din första.

Om du inte riktigt vet, eller bara har något enkelt som en liten robot i åtanke, skulle jag rekommendera Uno. Om du vill göra wearables eller miniatyriserade kretsar, skulle jag föreslå Nano (eller Micro, beroende på komplexiteten i vad du vill göra). Om du vill ha ett stort projekt, som en 3D -skrivare, en stor robot eller ett sensornätverk, skulle jag föreslå Mega. Om tung bearbetning och datakrossning är ditt val av projekt, så skulle nollan eller förfallodagen vara en bra idé. Och om du vill ha ett datorgränssnitt, det vill säga ett anpassat tangentbord, joystick eller mus, då är Leonardo något för dig. Och listan slutar inte där. Det finns ett allt större antal Arduino -brädor där ute, och de jag har nämnt här är bara grunderna. Det finns kort som Yún eller Tian som kan köra Linux, och fungerar i princip som små versioner av fullblåsta datorer och massor av variationer på de andra korten jag har nämnt som lägger till olika funktioner och specialiteter för ett specifikt sortiment av projekt.

För mer information om specifika brädor och för en fullständig lista över anslagstavlor, se mitt nästa steg, "Resurser".

Vad du ska få först:

Börja med att skaffa själva brädet. Och bli inte rädd när du ser prislapparna på den officiella Arduino-webbplatsen. Även om jag ärligt kan säga att Arduino -märket Arduinos är mycket högre kvalitet och garanterat fungerar, gillar jag verkligen inte att spendera så mycket pengar på bara en vara. Ta ett hopp till Amazon, och de har klonade versioner av Arduino, som verkligen är samma sak som gjorts av olika företag, för mindre än halva priset. Eller så kan jag få samma bräda och ett kit med delar, för samma pris kan jag få en äkta Arduino. Men om du har pengar att spendera, köp från de officiella Arduino-folket, för det är killarna som utvecklar de flesta nya mikrokontroller och stöder programvaran som används för att koda dem. Valet är verkligen ditt.

Om du planerar att skaffa en Uno eller en Mega, skulle jag på allvar rekommendera att skaffa ett startpaket. Jag har sammanställt en lista med länkar till några olika i mitt nästa steg. Startpaket kommer inte bara med Arduino själv, utan också en massa användbara sensorer och komponenter, inklusive varje kretsbyggares bästa vän: en brödbräda. Och det bästa? Startpaketet är faktiskt billigare än att köpa alla komponenter separat. Med mycket. Till exempel kostade ett projekt som hade kostat mig runt 100 euro att bygga bara 50 euro eftersom jag hittade några bra startpaket och sedan kunde jag bygga ytterligare tre projekt med de kvarvarande komponenterna.

Om du inte får en Uno eller Mega skulle jag fortfarande rekommendera ett startpaket som bara följer med sensorerna och extra komponenter, och inte ett Arduino -kort. Förresten, det här är något att se upp för. När du köper ett startpaket, se till att det faktiskt innehåller alla komponenterna i bilderna, för vissa kommer att säga "för Arduino" och visa en Uno, men faktiskt inte komma med en. Vanligtvis kommer det att finnas en dellista där du kan verifiera innehållet i satsen.

När du väl har en Arduino är nästa steg att ladda ner IDE och hitta några bra handledning. Läs vidare i mitt nästa steg för att ta reda på de bästa ställena att få dessa.

Steg 3: Resurser

I det här steget kommer jag att påpeka några mycket praktiska resurser för alla DIYare som använder Arduino, samt hur man hittar mer. Jag kommer också att inkludera en lista över bra ställen att köpa Arduino -produkter och några av mina favorit startpaket.

IDE:

IDE är centralt för alla Arduino -projekt. Lyckligtvis är det också gratis att ladda ner, även om du kan donera till de som skrev det om du så väljer. Du hittar alla versioner av den via denna länk. Det finns också en praktisk referens tillgänglig här.

Bibliotek:

Arduino IDE kommer med ett antal inbyggda bibliotek för utökad funktionalitet, men jag tycker att jag alltid har några komponenter som inte direkt stöds. När detta händer brukar jag Google komponenten med söktermerna "Arduino Library" längs sidan för att hitta vilket bibliotek som är mest populärt (och därför förmodligen mest användbart). Ett annat sätt att hitta dem är via Arduinos webbplats, Arduino.cc. Det bästa stället att gå till exempel koder och bibliotek är dock Github.com. Dessa killar har allt när det gäller bibliotek, källkod, variationer på IDE eller något annat programrelaterat.

Styrelser:

För att ta reda på de flesta av Arduino -korten och de mest populära sköldarna, är den här sidan resursen för dig, med länkar till alla specifikationer, scheman och förklaringar för varje Arduino -komponent.

Kod och referens:

För att ta reda på vad varje kodrad gör och hur den används är referensdelen på Arduino -webbplatsen rätt plats. Den enda begränsningen är att den inte innehåller några av specialfunktionerna för bibliotek som inte är gjorda av Arduino.

Handledning och vägledning:

För självstudier på Arduino är självstudiesidan ett bra ställe att börja. För mer ingående handledning och projekt är https://learn.adafruit.com/ och https://create.arduino.cc/projecthub bra ställen att titta på, förutom här på Instructables.

För vägledning från erfarna samhällsmedlemmar är det officiella Arduino -forumet förmodligen det bästa stället att gå.

Hitta fler resurser:

Ofta är det bästa du kan göra Google vad du letar efter. Ibland kan dock information vara svårfångad. I dessa fall tittar jag på projekt och självstudier och Arduino -forumet och letar efter referenser till bra resurser. Om jag inte hittar någon, går jag bara in på forumet och frågar, för du hade bättre satsat på att med alla de tusentals människor som löper genom forumet så vet någon hur man kan hjälpa dig.

Startpaket:

Här är några av mina favoritpaket som jag rekommenderar för nybörjare att lära sig Arduino. De har alla komponenter du behöver för att lära dig grunderna (och några av komplexiteten) för kodning och kretsar.

De bäst prissatta kit av högsta kvalitet jag hittat hittills, med mest support och bästa kundservice, säljs av ett företag som heter Elegoo. Även om de också säljer sina kit via Amazon, har jag länkat den officiella webbplatsen eftersom den tenderar att ha en bättre beskrivning av de inkluderade komponenterna i satserna. De är dock inte officiella Arduino -brädor eller kit, så kom ihåg att du inte stöder Arduino -webbplatsen när du köper dem.

Om du har pengar att spendera föreslår jag verkligen att du köper det officiella Arduino/Genuino -startpaketet. Den har den bästa genomgången och dokumentationen för nybörjare av alla kit på marknaden, och projekten är också ganska coola.

Det bästa stället, förutom Amazon, att få individuella sensorer, sköldar och sådant är Adafruit -butiken. De är av högsta kvalitet, och varje komponent har individuell onlinedokumentation lätt tillgänglig.

Observera att detta är mina åsikter och rekommendationer, för att inte misstas med fakta. Alla inköp du gör är efter eget val, och jag föreslår att du undersöker olika kit innan du köper ett.

Steg 4: Epilog

Så nu kan du djärvt gå ut i en värld av mikrokontroller och Arduino, och börja med förtroendet att du vet var dina resurser ligger, om problem skulle knacka. Ovan är ett gäng bilder på olika projekt som jag har gjort här på Instructables med Arduino, bara för att ge dig en smak av de oändliga möjligheterna och förhoppningsvis inspirera dig att göra något bra.

Om du någonsin har en fråga om Arduino, tveka inte att fråga mig, men kom ihåg att Arduino Forum skulle vara ett mycket bättre ställe att ställa, och de är nästan garanterade att hjälpa. Jag vet inte allt, så ta inget jag säger för givet, kolla upp det själv om du vill veta det säkert.

Vänligen rösta om du gillade detta eller lärde dig något när du läste detta!

Som alltid är detta projekten för Dangerously Explosive, hans livslånga uppdrag, "att djärvt bygga det du vill bygga och mer!"

Du hittar resten av mina projekt här.