Bermula dengan Arduino: Apa yang Perlu Anda Ketahui: 4 Langkah (dengan Gambar)

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

Saya telah bekerja dengan Arduino dan elektronik selama bertahun-tahun sekarang, dan saya masih belajar. Dalam dunia pengawal mikro yang terus berkembang ini, mudah tersesat dan menjalankan lingkaran di sekitar diri anda untuk mencari maklumat.

Dalam arahan ini, saya akan menunjukkan kepada anda:

Apa itu dan dilakukan Arduino.

Di mana untuk memulakan dengan Arduino.

Cara mencari sumber yang berguna.

Ini adalah semua perkara yang saya pelajari melalui pengalaman, dan merupakan kaedah yang benar-benar dicuba untuk berjaya. Saya tidak akan menyangkal bahawa mungkin ada beratus-ratus tutorial yang berbeza untuk memulakan dengan Arduino, tetapi ini adalah perkara-perkara yang saya dapati paling berguna pada masa-masa awal saya. Oleh itu, ikuti dan jelajahi Dunia Arduino yang Hebat.

Harap maklum: Beberapa gambar dalam Instructable ini adalah tangkapan skrin. Gambar yang terdapat di dalamnya adalah hak milik pemiliknya masing-masing, dan mungkin dilindungi hak cipta. Saya telah mengumpulkannya di sini sebagai alat bantu untuk membantu pengembangan Instructable saya sebagai sumber pendidikan bukan untung, sesuai dengan doktrin Penggunaan Adil.

Langkah 1: Arduino: Apa itu, dan Apa yang Dilakukannya?

Arduino adalah platform elektronik sumber terbuka yang direka untuk pencipta, berdasarkan perkakasan yang mudah dan senang digunakan, dan pelbagai sensor, manipulator, dan paparan yang dapat ditukar ganti. Istilah ini, dalam pengertian yang lebih luas, umumnya digunakan untuk merujuk pada bidang pengawal mikro yang besar berdasarkan sekitar mikrocip Atmel.

Dalam istilah orang awam, mereka seperti komputer mini dan ringkas. Seperti yang anda bayangkan, ini adalah bidang yang besar dan terus berkembang, dengan ratusan variasi pengawal mikro, konfigurasi, dan peralatan sensor. Di sini, saya telah mengecilkannya menjadi asas.

Dalam Instructable ini, saya akan membahas 3 papan Arduino yang paling popular (yang juga menjadi kegemaran saya):

The Uno, The Nano, dan The Mega

Saya juga akan membahas penggunaan IDE (program yang kami gunakan untuk mengkod Arduino), perisai, dan sensor.

Untuk mengetahui lebih lanjut mengenai papan tertentu, rujuk langkah 'Sumber'

Terma dan Definisi Berguna:

Pengawal Mikro: Segala litar yang dapat diprogram berdasarkan kod keadaan dan kelewatan yang dilingkari. Tidak boleh dikelirukan dengan pemproses mikro, yang merujuk kepada cip kawalan itu sendiri atau papan yang jauh lebih kompleks seperti RaspberryPi.

Papan: Perkakasan di mana Arduino didasarkan, biasanya digunakan untuk merujuk pada pengawal mikro itu sendiri ("papan Arduino Uno")

Perisai: Perpanjangan papan, biasanya dirancang untuk slot sempurna ke konfigurasi pin yang sudah ada, yang menambah susun atur dan menambahkan fungsi yang belum terpasang pada papan dasar (mis. Perisai Motor membenarkan kawalan motor, perisai Ethernet menambah keupayaan untuk menggunakan fungsi internet, perisai Bluetooth menambah sambungan Bluetooth, dll.)

IDE (lebih khusus lagi, Arduino IDE): Perisian yang paling biasa digunakan untuk menulis dan memuat naik kod ke papan Arduino. Terdapat juga pilihan untuk menggunakannya untuk papan bukan Arduino lain seperti RaspberryPi.

Perpustakaan: penambahan kod sebagai fail terpisah, digunakan untuk menambahkan fungsi tambahan dan memungkinkan keserasian dengan perisai dan komponen tanpa perlu mengetahui fungsi dan algoritma yang sangat panjang dan kompleks.

Sensor: apa sahaja yang boleh mengambil input fizikal dan memindahkannya ke isyarat elektrik

The Uno:

Arduino Uno sejauh ini adalah papan Arduino yang paling ikonik dan mungkin paling popular yang anda dapat. Ia mempunyai 14 pin I / O digital, yang dapat bervariasi antara Hidup dan Mati, 6 di antaranya mampu menggunakan PWM, atau Modulasi Lebar Nadi, yang mengubah voltan keluaran dengan menghidupkan dan mematikan pin berubah dengan cepat (denyut ' ') pada selang waktu yang berbeza-beza (' lebar ') untuk menjadikan output lebih tinggi atau lebih rendah (' modulasi '). Ia juga mempunyai 6 pin Input Analog. Semua pin boleh digunakan sebagai input atau output, dan beberapa pin mempunyai fungsi khas ketika digunakan dengan perisai dan perpustakaan tertentu.

Fakta Menyeronokkan: Arduino Uno mempunyai kekuatan pemprosesan lebih banyak daripada komputer berukuran bilik yang digunakan untuk misi bulan Apollo awal, dan sesuai di tangan anda!

Sebilangan besar perisai didasarkan dan dibina untuk Arduino Uno, dan ini umumnya dianggap sebagai papan terbaik untuk bermula sebagai pemula. Dan saya setuju sepenuhnya. Uno mungkin bukan yang paling serba boleh, tetapi tentunya yang paling mudah untuk disiapkan dan digunakan, dan kebanyakan projek dan tutorial untuk Arduino bermula dengan Uno.

The Nano:

Perkara ini, seperti namanya, adalah papan yang lebih kecil. Ia mempunyai memori yang lebih sedikit daripada Uno, tetapi sebaliknya berkongsi kebanyakan fungsi yang sama dalam pakej yang jauh lebih kecil. Idea di sebalik Nano adalah litar yang boleh dipakai dan miniatur untuk digunakan di tempat yang ketat atau pada projek yang sensitif terhadap berat badan, seperti drone. Ini mempunyai pin keseluruhan kurang kerana saiznya lebih kecil, tetapi juga lebih murah daripada Uno dan akan sesuai dengan lebih banyak tempat.

Mega:

Sekali lagi, namanya mengatakan semuanya. Papan ini lebih panjang daripada Uno, dan mempunyai sejumlah 54 pin I / O digital, 15 daripadanya berkemampuan PWM, dan 16 pin input analog. Papan ini untuk projek yang lebih besar, lebih baik, dan lebih besar. Dan ya, saya sengaja mengulangi diri saya. Papan ini besar, dan serasi dengan kebanyakan perisai yang sama dengan Uno, kerana ia mempunyai konfigurasi pin awal yang sama. Ia juga mempunyai memori yang meningkat, sehingga dapat menjalankan program yang lebih besar dengan lebih mudah.

IDE:

Arduino IDE adalah platform yang agak mudah digunakan sejauh mana pengekodan berjalan. Untuk papan Arduino, ia menggunakan bahasa pengaturcaraannya sendiri, tetapi ia mempunyai banyak ciri yang sama dengan bahasa pengekodan yang popular seperti Java dan C. Keluk pembelajaran sangat lembut, dan terdapat ratusan contoh dalam talian dan bahkan terdapat dalam perisian yang membimbing anda melalui aspek-aspek tertentu dari kod tersebut. Saya telah menggunakan ini sejak berusia 13 tahun, dan saya masih tidak tahu separuh daripada apa yang dilakukan oleh semua, jadi jangan risau, anda tidak perlu menjadi pemain as untuk menggunakan Arduino.

Perisai:

Perisai yang berbeza digunakan secara berbeza. Jelas sekali. Dan mereka juga mempunyai set kod yang berbeza yang diperlukan untuk menjalankannya. Tetapi jangan terlalu lama, saya belum selesai. Untuk sebahagian besar perisai yang boleh anda beli sekarang, terdapat kod contoh terpasang yang sudah ada di IDE, atau tutorial dalam talian yang sangat bagus. Yang mesti anda buat ialah mencarinya. Lihat "Sumber" untuk cara melakukannya.

Sensor:

Begitu juga dengan Shields, sensor, manipulator, dan paparan yang berbeza akan mempunyai kod yang berbeza yang berkaitan dengannya. Proses yang sama untuk mencari contoh berlaku.

Oleh itu, setelah anda mengetahui lebih banyak mengenai Arduino, mari beralih ke Tempat Bermula.

Langkah 2: Bagaimana dan Di mana Bermula Dengan Arduino

Seperti yang saya nyatakan pada langkah terakhir, pengawal mikro Arduino merangkumi pelbagai jenis papan dan peralatan yang berbeza. Dalam langkah ini, saya akan memberi anda beberapa petunjuk mengenai cara memulakannya, dan apa yang harus dilakukan terlebih dahulu.

Mungkin nasihat yang paling berguna yang dapat saya berikan kepada anda adalah: Mulakan sederhana. Belajar menggunakan Arduino adalah proses yang memerlukan masa, dan jika anda mencuba terlalu banyak, anda hanya akan kecewa. Saya memulakan hobi saya di Arduino dengan mengedipkan LED. Dan anda tahu apa yang paling saya gemari, daripada semua perkara yang saya gunakan Arduino? LED berkelip. Oleh itu, apa sahaja cita-cita anda untuk menggunakan Arduino, saya akan mengesyorkan terlebih dahulu mencuba contoh Blink and Fade di Arduino IDE dan bermain dengan mereka sebelum anda mencuba sesuatu yang rumit.

Di mana untuk memulakan:

Tanya diri anda ini: Untuk apa anda mahu menggunakan Arduino? Soalan ini akan menentukan apa yang harus anda cari di papan Arduino sebelum anda mendapat yang pertama.

Sekiranya anda tidak benar-benar tahu, atau hanya mempunyai sesuatu yang mudah seperti robot kecil, saya akan mengesyorkan Uno. Sekiranya anda ingin membuat litar boleh pakai atau miniatur, saya akan mencadangkan Nano (atau Mikro, bergantung pada kerumitan apa yang anda mahu lakukan). Sekiranya anda mahukan projek besar, seperti pencetak 3D, robot besar, atau rangkaian sensor, saya akan mencadangkan Mega. Sekiranya pemprosesan dan pengurangan data yang berat adalah projek pilihan anda, maka Zero atau Due adalah idea yang baik. Dan jika anda mahukan antara muka komputer, seperti papan kekunci, kayu bedik, atau tetikus khusus, maka Leonardo adalah untuk anda. Dan senarai itu tidak berakhir di sana. Terdapat banyak papan Arduino di luar sana, dan yang saya sebutkan di sini hanyalah asasnya. Terdapat papan seperti Yún atau Tian yang dapat menjalankan Linux, dan pada dasarnya bertindak seperti versi kecil komputer penuh, dan banyak variasi pada papan lain yang saya sebutkan yang menambah pelbagai ciri dan kepakaran untuk rangkaian tertentu projek.

Untuk keterangan lebih lanjut mengenai papan tertentu, dan untuk senarai papan penuh, lihat langkah seterusnya, 'Sumber'.

Apa yang perlu didahulukan:

Mulakan dengan mendapatkan papan itu sendiri. Dan jangan panik apabila anda melihat tanda harga di laman rasmi Arduino. Walaupun saya dapat dengan jujur mengatakan bahawa jenama Arduino Arduinos adalah kualiti yang jauh lebih tinggi dan dijamin berfungsi dengan baik, saya sebenarnya tidak suka menghabiskan banyak wang hanya untuk satu item. Naik ke Amazon, dan mereka mempunyai versi Arduino yang diklon, yang benar-benar sama dengan syarikat yang berbeza, dengan harga kurang dari separuh. Atau, saya boleh mendapatkan papan yang sama dan sekeping alat ganti, dengan harga yang sama saya dapat Arduino yang asli. Namun, jika anda mempunyai wang untuk dibelanjakan, belilah dari orang Arduino rasmi, kerana mereka adalah orang-orang yang mengembangkan kebanyakan pengawal mikro baru dan menyokong perisian yang digunakan untuk membuat kod mereka. Pilihan, sebenarnya, adalah pilihan anda.

Sekiranya anda merancang untuk mendapatkan Uno atau Mega, saya sangat mengesyorkan untuk mendapatkan starter kit. Saya telah menyusun senarai pautan ke beberapa tautan yang berbeza pada langkah seterusnya. Alat pemula akan datang bukan hanya dengan Arduino itu sendiri, tetapi juga sejumlah besar sensor dan komponen yang berguna, termasuk sahabat baik pembuat litar: papan roti. Dan bahagian yang terbaik? Kit pemula sebenarnya lebih murah daripada membeli semua komponen secara berasingan. Oleh banyak. Sebagai contoh, projek yang memerlukan kos saya sekitar € 100 untuk membina hanya berharga saya € 50 kerana saya menemui beberapa alat pemula yang baik, dan kemudian saya dapat membina tiga lagi projek dengan komponen yang tinggal.

Sekiranya anda tidak mendapat Uno atau Mega, saya tetap akan mengesyorkan alat pemula yang hanya dilengkapi dengan sensor dan komponen tambahan, dan bukan papan Arduino. By the way, ini adalah sesuatu yang perlu diperhatikan. Semasa membeli alat pemula, pastikan untuk memastikan bahawa ia benar-benar merangkumi semua komponen dalam gambar, kerana ada yang akan mengatakan "untuk Arduino" dan menunjukkan Uno, tetapi sebenarnya tidak disertakan dengan satu. Biasanya akan ada senarai bahagian di mana anda boleh mengesahkan kandungan kit.

Setelah anda mempunyai Arduino, langkah seterusnya adalah memuat turun IDE dan mencari beberapa tutorial yang bagus. Teruskan membaca pada langkah seterusnya untuk mengetahui tempat terbaik untuk mendapatkannya.

Langkah 3: Sumber

Dalam langkah ini, saya akan menunjukkan beberapa sumber yang sangat berguna untuk semua DIYers yang menggunakan Arduino, serta cara mencari lebih banyak. Saya juga akan menyertakan senarai tempat yang bagus untuk membeli produk Arduino dan beberapa alat pemula kegemaran saya.

IDE:

IDE adalah pusat semua projek Arduino. Nasib baik, ia juga percuma untuk dimuat turun, walaupun anda boleh memberikan sumbangan kepada orang yang menulisnya jika anda memilihnya. Anda boleh mendapatkan semua versi melalui pautan ini. Terdapat juga rujukan yang berguna di sini.

Perpustakaan:

Arduino IDE dilengkapi dengan sejumlah perpustakaan terpasang untuk fungsi yang diperluas, tetapi saya dapati saya selalu mempunyai beberapa komponen yang tidak disokong secara langsung. Apabila ini berlaku, saya biasanya menggunakan komponen Google dengan istilah carian "Perpustakaan Arduino" di sebelahnya, untuk mencari perpustakaan mana yang paling popular (dan oleh itu mungkin paling berguna). Cara lain untuk mencarinya adalah melalui laman web Arduino, Arduino.cc. Walau bagaimanapun, tempat terbaik untuk mencari contoh kod dan perpustakaan adalah Github.com. Orang-orang ini mempunyai segalanya dalam hal perpustakaan, kod sumber, variasi pada IDE, atau apa sahaja perisian yang berkaitan.

Papan:

Untuk mengetahui mengenai kebanyakan papan Arduino dan perisai paling popular, halaman ini adalah sumber untuk anda, dengan pautan ke semua spesifikasi, skema dan penjelasan untuk setiap komponen Arduino.

Kod dan Rujukan:

Untuk mengetahui apa yang dilakukan oleh setiap baris kod, dan bagaimana ia digunakan, bahagian rujukan laman web Arduino adalah tempat yang tepat. Satu-satunya had adalah bahawa ia tidak termasuk fungsi khas untuk perpustakaan yang tidak dibuat oleh Arduino.

Tutorial dan Panduan:

Untuk tutorial di Arduino, halaman tutorial adalah tempat yang baik untuk memulakan. Untuk tutorial dan projek yang lebih mendalam, https://learn.adafruit.com/ dan https://create.arduino.cc/projecthub adalah tempat yang bagus untuk dilihat, selain di sini di Instructables.

Untuk panduan daripada ahli komuniti yang berpengalaman, forum Arduino rasmi mungkin merupakan tempat terbaik untuk dikunjungi.

Mencari Lebih Banyak Sumber:

Selalunya, perkara terbaik yang perlu dilakukan ialah Google yang anda cari. Kadang kala, maklumat boleh difahami. Dalam kes-kes ini, saya mendapati diri saya sedang membincangkan projek dan tutorial, dan forum Arduino, mencari rujukan untuk sumber yang baik. Sekiranya saya tidak menemui apa-apa, saya hanya masuk ke forum dan bertanya, kerana anda lebih baik bertaruh bahawa dengan beribu-ribu orang menjalankan forum, seseorang akan tahu bagaimana menolong anda.

Kit Permulaan:

Berikut adalah beberapa kit kegemaran saya yang saya cadangkan kepada pemula mempelajari Arduino. Mereka mempunyai semua komponen yang anda perlukan untuk mempelajari asas-asas (dan beberapa kerumitan) pengekodan dan litar.

Kit harga terbaik dan berkualiti tinggi yang saya temui setakat ini, dengan sokongan dan perkhidmatan pelanggan terbaik, dijual oleh syarikat bernama Elegoo. Walaupun mereka juga menjual peralatan mereka melalui Amazon, saya telah menghubungkan laman web rasmi kerana ia cenderung mempunyai gambaran yang lebih baik mengenai komponen yang disertakan dalam kit tersebut. Namun, ia bukan papan atau alat Arduino rasmi, jadi ingatlah bahawa anda tidak menyokong laman web Arduino semasa anda membelinya.

Sekiranya anda mempunyai wang untuk dibelanjakan, saya sangat menyarankan untuk mendapatkan Arduino / Genuino Starter Kit rasmi. Ia mempunyai panduan dan dokumentasi terbaik untuk pemula mana-mana kit di pasaran, dan projeknya juga cukup menarik.

Tempat terbaik, selain Amazon, untuk mendapatkan sensor, perisai individu dan sebagainya adalah kedai Adafruit. Mereka adalah kualiti tertinggi, dan setiap komponen mempunyai dokumentasi dalam talian individu yang tersedia.

Harap maklum bahawa ini adalah pendapat dan cadangan saya, agar tidak salah dengan fakta. Sebarang pembelian yang anda buat adalah pilihan anda sendiri, dan saya cadangkan untuk membuat kajian mengenai pelbagai kit sebelum membelinya.

Langkah 4: Epilog

Jadi sekarang, anda boleh pergi ke dunia mikrokontroler dan Arduino dengan berani, dan mulakan dengan keyakinan bahawa anda tahu di mana sumber daya anda berada, sekiranya menghadapi masalah. Di atas terdapat sekumpulan gambar pelbagai projek yang telah saya buat di sini di Instructables with Arduino, hanya untuk memberi anda rasa kemungkinan yang tidak terhingga dan semoga memberi inspirasi kepada anda untuk membuat sesuatu yang hebat.

Sekiranya anda mempunyai pertanyaan mengenai Arduino, jangan ragu untuk bertanya kepada saya, tetapi perlu diingat bahawa Forum Arduino akan menjadi tempat yang lebih baik untuk bertanya, dan mereka hampir dijamin akan membantu. Saya tidak tahu segalanya, jadi jangan anggap sesuatu yang saya katakan dengan pasti, cari sendiri sekiranya anda ingin tahu dengan pasti.

Sila undi jika anda menyukai ini atau mengetahui sesuatu semasa membacanya!

Seperti biasa, ini adalah projek Dangerously Explosive, misinya sepanjang hayatnya, "untuk dengan berani membangun apa yang ingin anda bina, dan banyak lagi!"

Anda boleh mendapatkan sisa projek saya di sini.