Introducció a Arduino: 18 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:10

Us heu preguntat mai crear els vostres propis dispositius, com ara una estació meteorològica, un tauler de control del cotxe per controlar el combustible, la velocitat i el seguiment de la ubicació o controlar els electrodomèstics controlats per telèfons intel·ligents? Què passa amb fabricar els vostres propis dispositius de reproductor de mp3, fabricar un dispositiu de detecció d’empremtes digitals, un sistema de reg automàtic de plantes, un sensor de terratrèmol, un walkie talkie o un sistema de vigilància basat en càmeres CCTV controlades a distància. Si alguna vegada us ho heu preguntat i esteu disposat a aportar la vostra contribució a la digitalització del món, creieu que podeu fer tot allò que vulgueu crear i haureu de conèixer alguns components electrònics bàsics i sobre microcontroladors. El microcontrolador és un disseny compacte de circuits integrats que pren entrades de diferents sensors, és a dir, sensor de temperatura, sensor de detecció de moviment, sensor de localització, etc., i està programat per obtenir la sortida desitjada dels actuadors, és a dir, led, motors, relés, etc. aprendre, comprendre i fabricar aquests dispositius al món no és una tasca difícil amb la gran contribució de la comunitat Arduino al món, és accessible per a tots els aficionats i enginyers de tot el món.

Arduino és una plataforma de programari i maquinari de codi obert per als aficionats i enginyers per llegir entrades de diferents sensors, processar aquestes entrades i proporcionar el desig accionant diferents actuadors, és a dir, bàsicament es pot dir que Arduino pot ser un cervell de molts projectes.

Pas 1: tipus d'Arduino

Hi ha diferents tipus de plaques Arduino amb diferents números de pin analògic, digital i PWM, i el millor és que podeu començar a treballar fàcilment amb qualsevol d’elles. Aquí s’inclouen diferents addicions d’Arduino.

● Arduino Uno

● Arduino Due

● Arduino Mega

● Tauler Leonardo Arduino

● Taula Lillypad Arduino

Pas 2: Arduino Uno

La majoria dels principiants comencen a utilitzar Arduino Uno, és a bord que tenen un microcontrolador principal ATMegga328 amb memòria de 2 KB SRAM i 32 KB de flaix, té 14 E / 0 digitals en què 6 són PWM i 6 són pins de sortida analògics. un botó de reinici, un endoll, una connexió USB i molt més. Inclou tot el necessari per aguantar el microcontrolador; simplement connecteu-lo a un PC amb l'ajuda d'un cable USB i doneu el subministrament per començar amb un adaptador de CA a CC o una bateria.

Pas 3: Arduino Due

El microcontrolador principal d’Arduino Due és AT91SAM38XE amb memòria de 96 KB SRAM, 512 KB de flaix consten de 54 pins digitals en els quals 12 són PWM i tenen 16 pins d’entrada analògics

Pas 4: Arduino Mega

Conté ATmea2560 com a microcontrolador amb memòria de 8 KB

Flaix SRAM i 256 KB amb 54 pins d'E / S digitals en els quals 12 són PWM i 16 pins d'entrada analògica, un botó de reinici, una presa d'alimentació, una connexió USB i un botó de reinici. Inclou tot el necessari per aguantar el microcontrolador; simplement connecteu-lo a un PC amb l'ajuda d'un cable USB i doneu el subministrament per començar amb un adaptador de CA a CC o una bateria. L’enorme nombre de pins fa que aquesta placa Arduino sigui molt útil per dissenyar els projectes que necessiten un munt d’entrades o sortides digitals, com ara molts botons.

Pas 5: Arduino Leonardo

El seu principal microcontrolador és ATmega32u4 amb memòria de 2,5 KB SRAM i 32 KB de flaix amb 20 pins IO digitals i 12 pins d'entrada analògics. La primera placa de desenvolupament d’un Arduino és la placa Leonardo. Aquesta placa utilitza un microcontrolador juntament amb l'USB. Això vol dir que també pot ser molt senzill i econòmic. Com que aquesta placa gestiona directament l’USB, es poden obtenir biblioteques de programes que permeten a la placa Arduino seguir un teclat de l’ordinador, un ratolí, etc.

Pas 6: Tauler LilyPad Arduino

La placa Lily Pad Arduino és una tecnologia e-textil que es pot portar. Cada tauler va ser dissenyat amb imaginació amb enormes coixinets de connexió i una part posterior llisa per deixar-les cosir a la roba amb fil conductor. Aquest Arduino també inclou E / S, potència i també plaques de sensors dissenyades especialment per a e-tèxtils. Aquests són fins i tot rentables.

Pas 7: eines per a l'entorn de desenvolupament d'Arduino

Llenguatge de programació Arduino:

Arduino està programat en C ++ que s’utilitza en diferents aspectes de projectes com el desenvolupament de programari, però per a Arduino C ++ s’utilitza amb funcions addicionals. Podeu crear un esbós Arduino, Arduino sketch és el nom que rep el fitxer de codi Arduino. Escriviu el codi a Arduino IDE. Aquests esbossos es poden desar a les carpetes del projecte i l'IDE ofereix l'opció de compilar codi C ++ al llenguatge de la màquina i penjar-los a la placa Arduino.

IDE Arduino

Arduino IDE (Integrated Development Environment) és l’eina d’edició, compilació i càrrega de codis C ++ on podeu escriure el vostre programa a pins IO per a diversos propòsits i podeu utilitzar biblioteques de codi obert per escriure programes sofisticats integrats amb diferents funcions que farem més endavant debatre detalladament sobre les biblioteques.

Pas 8: Instal·lació de l'IDE Arduino

Pas 1. Descarregueu Arduino IDE

Pas 2. Espereu fins que es completi el procés de descàrrega.

Pas 3. Instal·leu el programari i trieu els components que voleu instal·lar, així com la ubicació d'instal·lació.

Pas 4. Accepteu la instal·lació del controlador quan el Windows 10 ho demani

Pas 9: Instal·lació del controlador Arduino

Aneu a Inici-> escriviu Gestor de dispositius '> feu doble clic al primer resultat per iniciar el Gestor de dispositius.

1. Aneu a Ports> localitzeu el port Arduino UNO

2. En cas que no trobeu aquest port, aneu a Altres dispositius i localitzeu el dispositiu desconegut

3. Seleccioneu el port Arduino UNO> feu clic a Actualitza el controlador.

4. Seleccioneu l'opció "Cerca el meu ordinador per obtenir el programari del controlador"> aneu a la ubicació de descàrrega del programari Arduino> seleccioneu el fitxer arduino.inf / Arduino UNO.inf (segons la versió del vostre programari)

5. Espereu fins que Windows finalitzi el procés d'instal·lació del controlador.

Ara que heu instal·lat el programari i el controlador Arduino a l’ordinador, és hora d’obrir el vostre primer esbós. Seleccioneu el tipus de port i el port i pengeu un programa per assegurar-vos que el tauler estigui en funcionament.

Pas 10: Representació gràfica de l'IDE Arduino

Com que Arduino IDE s’utilitza per editar, desar, compilar i carregar el codi a Arduino, aquí teniu la representació gràfica de Arduino IDE.

Pas 11: per obrir un fitxer nou a Arduino IDE

Per obrir un fitxer nou, feu clic a fitxer-> nou

Pas 12: per desar Arduino Sketch

S'obrirà un fitxer nou

Pas 1: per desar l'Arduino Sketch, aneu a Fitxer-> desa Apareixerà una finestra per desar l'esbós

Pas 2: canvieu el nom d'Arduino Sketch i feu clic al botó Desa. Es dibuixarà l'esbós.

Pas 13: exemples del programa Arduino

Arduino IDE inclou molts exemples de programes per aprendre i fer projectes a partir d’aquests. Aquests exemples són sobre parpellejar un led, una sortida d’entrada analògica i digital, una comunicació serial, un sensor, etc.

Per obrir el programa d’exemple de parpelleig led, feu clic a Fitxer-> Exemple-> Fonaments bàsics-> Parpelleja

Pas 14: biblioteques Arduino

Segons la comunitat Arduino, “les biblioteques són una col·lecció de codi que us permet connectar-vos fàcilment a un sensor, pantalla, mòdul, etc. Per exemple, la biblioteca LiquidCrystal integrada facilita la conversa amb pantalles LCD de caràcters. Hi ha centenars de biblioteques addicionals disponibles a Internet per descarregar-les”. Les biblioteques inclouen mètodes i funcions habituals, com ara controladors de dispositiu o funció d’utilitat que utilitzen biblioteques, es fa fàcil programar sense codificar moltes línies que podeu utilitzar funcions de pre-compilació per al vostre programa. Hi ha una gran varietat de biblioteques de codi obert disponibles a Internet, Arduino IDE també proporciona biblioteques creades per la comunitat Arduino, com ara biblioteca per al control de servomotors, Ethernet, etc. Arduino IDE també ofereix opcions per instal·lar i utilitzar biblioteques externes. feu les vostres pròpies biblioteques i instal·leu-les a Arduino IDE.

Mètode d'instal·lació de la biblioteca Arduino

Hi ha dos mètodes mitjançant els quals podem instal·lar una biblioteca a Arduino IDE. Un és mitjançant Arduino IDE Library Manager i l'altre mitjançant l'ús del fitxer.zip. La majoria de les biblioteques estan disponibles al gestor de biblioteques Arduino, però hi ha moltes biblioteques que els desenvolupadors fan que siguin elles mateixes. i feu-los disponibles a github perquè tinguem totes dues opcions, però podem utilitzar qualsevol de les dues.

Instal·lació de la biblioteca mitjançant el gestor de biblioteques

Per instal·lar la biblioteca mitjançant el gestor de biblioteques, feu clic a croquis-> inclou biblioteca-> Gestiona les biblioteques

Després d'obrir aquest gestor de biblioteques, podeu consultar les biblioteques que ja estan instal·lades. En aquest exemple instal·larem RTCZero per a això, heu de cercar la biblioteca RTCZero quan la trobeu, trieu la versió i feu clic al botó d'instal·lació, s'iniciarà la instal·lació.

Importació d’una biblioteca.zip

Les biblioteques sovint es distribueixen com a fitxer o carpeta ZIP. El nom de la carpeta és el nom de la biblioteca. Dins de la carpeta hi haurà un fitxer.cpp, un fitxer.h i sovint un fitxer keywords.txt, carpeta d’exemples i altres fitxers que requereix la biblioteca.

Per instal·lar la biblioteca zip, feu clic a croquis-> Inclou biblioteca-> Afegeix biblioteca.zip

Allà s'obrirà la finestra d'exploració, definiu la ubicació on es guarda la biblioteca zip i feu clic al botó Obre

Pas 15: tecles de drecera IDE Arduino

Arduino IDE té algunes tecles curtes a través de les quals podem fer diferents funcions, com ara compilar, pujar guardant, etc.

Pas 16: els pins IO d'Arduino

Arduino és una placa de prototipatge que normalment inclou diferents configuracions de pins d'E / S (entrada / sortida), els pins són analògics o digitals,

Pin analògic

Els pins analògics són en realitat pins d’entrada que s’utilitzen generalment per llegir dades físiques com a entrada o bé és un pin que pot llegir dades físiques de sensors; un sensor és un dispositiu que pot convertir l’energia física en energia elèctrica. Arduino pot llegir aquesta energia elèctrica com un senyal elèctric mitjançant pins analògics

Pin digital

El pin digital pot ser pin INPUT i OUTPUT, de manera que es pot llegir INPUT i escriure OUTPUT en forma digital. Les dades digitals tenen la forma HIGH o LOW, on HIGH significa ON i LOW significa OFF, per exemple, si el led està connectat als pins digitals d'Arduino i programes que aquest PIN sigui HIGH, finalment el led s'encendrà i programant-lo per baixar el led es desactivarà.

Pins de modulació d'amplada de pols

Alguns dels pins digitals d’Arduino tenen una funcionalitat addicional de proporcionar sortida analògica i s’anomenen pins PWM, la funció dels pins PWM és escriure la sortida en el nivell de nivell entre els nivells ALT i BAIX, suposem que el led està connectat al pin PWM i voleu controlar la brillantor del led o el motor està connectat al pin PWM i voleu controlar la velocitat del motor, podeu assignar el valor de 0-255 per controlar la brillantor o la velocitat.

Pas 17: Programa de parpelleig LED Arduino

A mesura que Arduino IDE i el controlador s’instal·len, connecteu-vos al programa

Es necessita Arduino per parpellejar components LED que s’esmenten a continuació

Components utilitzats per al projecte LED Blink

● Arduino Uno

● Cable USB tipus A / B

● Resistència de 220 Ohm

● LED

● Taula de pa

Esquema

Connecteu el pin de 5 a 220 ohm del pin d'Arduino Uno i connecteu un altre pin de resistència al pin d'ànode (+) de Led i connecteu el pin GND d'Arduino Uno al pin del càtode (-) del LED.

Programa d’escriptura per parpellejar un LED

Pas 1. Obriu l'IDE Arduino.

Pas 2. Obriu un nou esbós

Pas 3. Deseu el nou esbós com a LED BLINK PROGRAM i modifiqueu el programa

Pas 4. Seleccioneu el tauler fent clic a Eines-> Tauler: -> Arduino Uno

Pas 5. Seleccioneu el port COM fent clic a Eines-> Port

Pas 6. Feu clic al botó Compila

Pas 7. Espereu que es completi la compilació i feu clic al botó Puja

Veuràs el missatge "Finalitzat la càrrega" mentre veus aquest missatge que el LED connectat al pin 5 d'Arduino sembla parpellejar al cap d'un segon.

Pas 18: Monitor de sèrie

L'Arduino IDE té una característica que pot ser de gran ajuda per depurar esbossos o controlar Arduino des del teclat de l'ordinador. El monitor de sèrie és una finestra emergent independent que actua com un terminal independent que es comunica rebent i enviant dades de sèrie.

Podeu modificar el programa de parpelleig de leds per veure que l’estat del LED connectat al pin 5 d’Arduino és ALT o BAIX a l’ordinador mitjançant el monitor serial d’Arduino IDE mitjançant la capacitat de comunicació serial d’Arduino. Per fer-ho primer, heu de configurar el serial la velocitat de transmissió a 9600 baud es defineix simplement com la velocitat de transmissió de dades d’Arduino a l’ordinador o viceversa en termes de bits per segon, de manera que establir la velocitat de transmissió a 9600 és com si la velocitat de transmissió fos de 9600 bits per segon.

Programa d’escriptura per parpellejar un LED

Pas 1. Obriu l'IDE Arduino.

Pas 2. Obriu un nou esbós

Pas 3. Deseu el nou esbós com a LED BLINK PROGRAM i escriviu el programa

Pas 4. Seleccioneu el tauler fent clic a Eines-> Tauler: -> Arduino Uno

Pas 5. Seleccioneu el port COM fent clic a Eines-> Port

Pas 6. Feu clic al botó Compila

Pas 7. Espereu que es completi la compilació i feu clic al botó Puja

Pas 8. Obriu el monitor de sèrie prement Ctrl + Maj + m o fent clic a l'extrem superior dret.

Pas 9. Definiu la velocitat de transmissió del monitor sèrie ja que tant Arduino com l'ordinador han de tenir la mateixa velocitat de transmissió per a la comunicació en sèrie.

Aquí veureu quan el LED es posi ALT o BAIX, el missatge s’imprimeix en sèrie al monitor sèrie