Tutorial Asas Arduino untuk Pemula: 6 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

1. Apa itu Arduino?

Arduino adalah platform untuk sistem terbenam, yang kebanyakannya berdasarkan mikrokontroler 8-bit dari keluarga AVR. Pengecualian adalah Arduino Due, yang menggunakan teras ARM Cortex 32-bit. Dengan kata lain, ini adalah papan litar bercetak dengan pengawal mikro dan keluarannya yang mampu mengoperasikan peranti luaran, seperti sensor, pengawal motor, paparan, dan lain-lain. Terima kasih kepada penyambung goldpin, modul dapat disambungkan menggunakan kabel penyambung yang tersedia untuk umum.

Sebilangan besar versi Arduino tidak memerlukan pengaturcara luaran. Yang perlu anda lakukan hanyalah menyambung ke komputer anda dengan kabel miniUSB-USB.

Salah satu kelebihan platform adalah persekitaran bebasnya sendiri dengan perpustakaan, contoh, tutorial untuk menangani pelbagai jenis peranti luaran.

2. Untuk siapa platform?

Arduino bertujuan untuk pemula dan pengaturcara elektronik yang maju.

Orang yang memulakan pengembaraan dengan jenis sistem ini akan menjimatkan banyak masa dan kegelisahan semasa mengkonfigurasi pengaturcara, memeriksa sambungan, dan memasang pemacu. Adalah diketahui bahawa yang terbaik adalah belajar daripada contoh. Bagi Arduino, terdapat banyak di antaranya di laman web projek dan di seluruh Internet.

Pengguna yang lebih maju akan menyukai banyak perpustakaan, yang kedua-duanya adalah lalai (termasuk: EEPROM, Ethernet, Display, Servo, SPI, TWI, WiFi), serta fail yang disediakan oleh pengeluar modul elektronik (contohnya pembekal kami - Pololu).

Contoh:

Sokongan untuk paparan LCD 16x2 yang popular merangkumi beberapa baris kod ringkas:

LiquidCrystal lcd (12, 11, 5, 4, 3, 2); // kenaikan petunjuk

lcd.begin (16, 2); // Tentukan jenis paparan 16 lajur, 2 baris

lcd.print ("Hello World"); // Sediakan teks untuk dipaparkan

Kod penuh yang memaparkan perkataan "Hello World" dan rajah sambungan paparan boleh didapati di: Arduino.cc.

3. Versi mana yang hendak dipilih?

Pilihan versi bergantung pada penggunaan modul yang dimaksudkan. Di kedai kami terdapat:

Langkah 1: Arduino Uno R3

Arduino Uno R3

Versi modul yang paling mudah. Di pinggan anda akan dapati:

· Pengawal mikro Atmega328 (Flash 32kB, SRAM 2kB, kelajuan jam 16MHz)

· 14 input / output digital - yang mana, misalnya, LED, butang, paparan, dll dapat dihubungkan.

· 6 output PWM - contohnya untuk mengawal kelajuan putaran motor, menetapkan kedudukan servo

· 6 input analog - memungkinkan untuk mengendalikan semua jenis sensor, transduser dengan output analog

Antara muka komunikasi:

· UART - salah satu kaedah termudah untuk menukar data dengan PC

· I2C / TWI - sokongan untuk sensor, litar masa

· SPI - komunikasi dengan transduser cepat atau memori luaran

Bekalan kuasa:

· USB atau sumber luaran (contohnya penyesuai AC)

Arduino Uno adalah pilihan yang baik untuk projek kecil yang agak sederhana. Anda berjaya melaksanakannya, misalnya, kawalan motor, pengawal pencahayaan dengan antara muka pengguna, paparan LCD. Modul ini juga disarankan kepada pengguna yang memasuki dunia mikrokontroler dan sistem tertanam.

Langkah 2: Arduino Leonardo

Arduino Leonardo

· Versi lain, di mana kita dapat mencari:

· Pengawal mikro ATmega32u4 (Flash 32kB, SRAM 2.5kB, kelajuan jam 16MHz)

· 20 input / output digital - yang boleh disambungkan, misalnya, LED, butang, paparan, dll.

· 7 output PWM

· 12 input analog - dua kali lebih banyak daripada versi Uno, ini bermaksud kemungkinan menghubungkan lebih banyak sensor dengan output analog

Antara muka komunikasi:

· UART - salah satu kaedah termudah untuk menukar data dengan PC

· I2C / TWI - sokongan untuk sensor, litar masa

· SPI - komunikasi dengan transduser cepat atau memori luaran

· USB - membolehkan anda menyambungkan peranti komputer yang popular

· Bekalan kuasa: USB atau sumber luaran (contohnya penyesuai AC)

Sekiranya projek kami adalah menggunakan peranti yang menghubungkan melalui antara muka USB, Arduino Leonardo akan menjadi pilihan yang tepat. Sistem ini mempunyai pengawal USB bersepadu, yang membezakannya dengan yang lain.

Pengeluar juga menyediakan versi dengan "low profile". Papan tidak mempunyai penyambung, pengguna dapat menyoldernya mengikut budi bicara mereka sendiri. Semua elemen berada di perumahan yang dipateri permukaan. Pilihannya berguna apabila projek kita mesti dibuat di tempat yang kecil.

Langkah 3: Arduino Mega 2560

Arduino Mega 2560

Versi yang dirancang untuk melaksanakan projek yang lebih luas. Ia mempunyai sebanyak 54 input / output digital, lebih banyak memori dan lebih banyak antara muka komunikasi daripada Arduino UNO dan Leonardo. Plat ini mengandungi: ATmega2560 dari keluarga AVR (Flash 256kB, SRAM 8kB, EEPROM 4kb speed speed 16MHz) 54 input / output digital tujuan umum14 output PWM16 input analog-Interface komunikasi: 4 xUART - salah satu cara termudah untuk menukar data dengan a PCI2C / TWI - sokongan untuk sensor, litar masa SPI - komunikasi dengan transduser cepat atau memori luaran Bekalan kuasa: USB atau sumber luaran (contohnya penyesuai AC) Modul lebih mahal daripada versi sebelumnya, tetapi mempunyai lebih banyak pilihan. Mikrokontroler Atmega2560 mempunyai pinggiran yang kaya dan banyak memori. 256kB Flash - membolehkan anda menyokong kod tambahan, EEPROMU 4kB untuk menulis banyak data.

Langkah 4: Arduino Mega ADK

Arduino Mega ADK

Selain kelebihan Arduino Mega, ADK juga mempunyai kemampuan untuk menyambung ke sistem Android melalui antara muka USB yang dikendalikan oleh cip MAX34210. Spesifikasi modul serupa dengan Arduino Mega:

· ATmega2560 dari keluarga AVR (Flash 256kB, SRAM 8kB, kelajuan jam EEPROM 4kb 16MHz)

· 54 input / output digital tujuan umum

· 14 output PWM

· 16 input analog

Antara muka komunikasi:

· 4 xUART - salah satu kaedah termudah untuk menukar data dengan PC

· I2C / TWI - sokongan untuk sensor, litar masa

· SPI - komunikasi dengan transduser cepat atau memori luaran

· Bekalan kuasa: USB atau sumber luaran (contohnya penyesuai AC)

Versi ADK direka untuk projek yang menggunakan komunikasi dengan Android. Pengawal USB terbina dalam juga membolehkan anda menyambungkan kamera, pengawal permainan atau pengawal gerakan.

Langkah 5: Arduino Leonardo Ethernet

Arduino Leonardo Ethernet

Kelebihan utama modul adalah sambungannya yang mudah ke rangkaian. Modul ini mempunyai soket rangkaian dengan pengawal Ethernet. Terdapat juga slot kad memori microSD di papan. Spesifikasi serupa dengan Arduino Leonardo:

· Pengawal mikro Atmega32u4 (Flash 32kB, SRAM 2.5kB, · Kelajuan jam 16MHz)

· 20 input / output digital - yang boleh disambungkan, misalnya, LED, butang, paparan, dll.

· 7 output PWM - contohnya untuk mengawal kelajuan putaran motor, menetapkan kedudukan servo

· 12 input analog - memungkinkan untuk mengendalikan semua jenis sensor, transduser dengan output analog

Antara muka komunikasi:

· UART - salah satu kaedah termudah untuk menukar data dengan PC

· I2C / TWI - sokongan untuk sensor, litar masa

· SPI - komunikasi dengan transduser cepat atau memori luaran

· Kuasa: sumber luaran (contohnya penyesuai AC)

Versi Ethernet dirancang untuk projek yang memerlukan sambungan ke rangkaian. Kemudahannya juga merupakan slot kad microSD bersepadu, di mana lebih banyak data dapat disimpan daripada dalam memori mikrokontroler itu sendiri.

Langkah 6: Arduino Due

Arduino Kerana

Terima kasih kepada Arduino Due, pengguna dapat membuat sistem menggunakan mikrokontroler ARM 32-bit Cortex M3 berdasarkan perpustakaan Arduino. Spesifikasi adalah seperti berikut:

· Voltan bekalan: 7V hingga 12V (disyorkan), 6V-20V (maksimum)

· Mikrokontroler: AT91 SAM3X8E, rdzeń 32-bit ARM Cortex M3

· Frekuensi jam maksimum: 84MHz

· Memori SRAM: 96 kB Memori kilat: 512 kB

· Pin I / O: 54

· Saluran PWM: 12

· Bilangan input analog: 12 (saluran penukar A / D)

· Penukar D / A (digital-analog)

· Pengawal DMA

· Antara muka bersiri: UART, SPI, I2C, CAN, USB

· Debugger JTAG

Papan ini dikhaskan untuk pengguna yang ingin berkenalan dengan penyelesaian terkini dalam dunia mikrokontroler. Ia mempunyai lebih banyak keupayaan daripada versi berasaskan AVR, rangkaian periferal yang kaya, termasuk penukar digital-ke-analog.

Sebagai tambahan kepada perkara di atas, Arduino juga menyediakan:

Arduino Zero M0 Pro - 32 bit Cortex M0 - Atmel ATSAMD21G18 modul mikrokontroler 32-bit yang dilengkapi dengan teras ARM Cortex M-0. Ia mempunyai memori Flash 256 KB, RAM 32 KB, 14 I / Os digital, 12 saluran PWM, 6 input analog dan satu output, dan antara muka komunikasi yang popular. Modul berfungsi dengan 3.3 V.

Arduino Yún - WiFi - Sambungan Arduino dan sistem Linux. Modul berdasarkan sistem ATmega32u4 yang digunakan di Leonardo membolehkan anda memprogram dan mengawal peranti tanpa wayar melalui rangkaian WiFi dan perpustakaan yang sesuai. Terdapat juga versi Arduino Yun PoE - dikuasakan dari rangkaian Ethernet.

Arduino Micro - modul miniatur berdasarkan Arduino Leonardo, dicirikan oleh ukuran kecil. Ia mempunyai mikrokontroler AVR Atmega32U4. Dilengkapi dengan 20 I / O digital dan antara muka komunikasi yang popular.

4. Contoh penggunaan

- Arduino dan orientasi dalam ruang tiga dimensi.

Contoh penggunaan giroskop 3 paksi, akselerometer dan magnetometer (sistem MinImu9) untuk orientasi dalam ruang 3D.

- Paparan Arduino dan LCD.

Sokongan paparan LCD dengan pengawal HD44780 menggunakan modul Arduino.

- Kawalan motor DC menggunakan platform Arduino.

Contoh modul pengendalian (H-bridge) yang digunakan untuk mengawal arah dan kelajuan motor DC.

- Sambungan ke rangkaian Ethernet

Sambungan Arduino dengan modul Ethernet ENC28J60.