Tutorial bàsic Arduino per a principiants: 6 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

1. Què és Arduino?

Arduino és una plataforma per a sistemes incrustats, basada principalment en microcontroladors de 8 bits de la família AVR. L’excepció és Arduino Due, que utilitza un nucli ARM Cortex de 32 bits. En altres paraules, es tracta d'una placa de circuit imprès amb un microcontrolador i les seves sortides capaces de fer funcionar dispositius externs, per exemple, sensors, controladors de motors, pantalles, etc. Gràcies als connectors goldpin, els mòduls es poden connectar mitjançant cables de connexió disponibles públicament.

La majoria de versions d'Arduino no requereixen cap programador extern. Tot el que heu de fer és connectar-vos a l’ordinador amb un cable miniUSB-USB.

Un dels avantatges de la plataforma és el seu propi entorn gratuït amb innombrables biblioteques, exemples, tutorials per gestionar diversos tipus de dispositius externs.

2. A qui serveix la plataforma?

Arduino està pensat tant per a principiants com per a programadors electrònics avançats.

La persona que comenci l'aventura amb aquest tipus de sistemes estalviarà molt de temps i nervis en configurar programadors, comprovar connexions i instal·lar controladors. És ben sabut que el millor és aprendre dels exemples. Per a Arduino, n’hi ha molts al lloc web del projecte i a tota Internet.

Als usuaris més avançats els agradaran nombroses biblioteques, tant les predeterminades (incloses: EEPROM, Ethernet, Display, Servo, SPI, TWI, WiFi), com els fitxers posats a disposició dels productors de mòduls electrònics (per exemple, el nostre proveïdor - Pololu).

Exemple:

El suport per a la popular pantalla LCD de 16x2 es resumeix en algunes línies de codi senzilles:

LiquidCrystal lcd (12, 11, 5, 4, 3, 2); // increment de leads

lcd.begin (16, 2); // Especifiqueu el tipus de visualització de 16 columnes, 2 línies

lcd.print ("Hello World"); // Proporcioneu text per mostrar

El codi complet que mostra les paraules "Hello World" i el diagrama de connexió de la pantalla es pot trobar a: Arduino.cc.

3. Quina versió escollir?

L’elecció de la versió depèn de l’ús previst del mòdul. A la nostra botiga hi ha disponibles:

Pas 1: Arduino Uno R3

Arduino Uno R3

La versió més senzilla del mòdul. Al plat trobareu:

· Microcontrolador Atmega328 (32 kB Flash, SRAM 2 kB, velocitat de rellotge de 16 MHz)

· 14 entrades / sortides digitals: a les quals, per exemple, es poden connectar LEDs, botons, pantalles, etc.

· 6 sortides PWM, per exemple per controlar la velocitat de rotació dels motors, configurant la posició del servo

· 6 entrades analògiques: permeten operar tot tipus de sensors, transductors amb sortida analògica

Interfícies de comunicació:

· UART: una de les maneres més senzilles d’intercanviar dades amb un PC

· I2C / TWI: suport per a sensors, circuits de temps

· SPI: comunicació amb transductors ràpids o memòries externes

Font d'alimentació:

· USB o font externa (per exemple, adaptador de CA)

Arduino Uno és una bona opció per a projectes petits i relativament senzills. Podeu implementar-lo amb èxit, per exemple, control del motor, controlador d’il·luminació amb interfície d’usuari, pantalla LCD. El mòdul també es recomana als usuaris que entren al món dels microcontroladors i dels sistemes incrustats.

Pas 2: Arduino Leonardo

Arduino Leonardo

· Una altra versió, en la qual podem trobar:

· Microcontrolador ATmega32u4 (32 kB de flaix, 2,5 kB de SRAM, velocitat de rellotge de 16 MHz)

· 20 entrades / sortides digitals: a les quals, per exemple, es poden connectar LEDs, botons, pantalles, etc.

· 7 sortides PWM

· 12 entrades analògiques: dues vegades més que la versió Uno, significa la possibilitat de connectar més sensors amb una sortida analògica

Interfícies de comunicació:

· UART: una de les maneres més senzilles d’intercanviar dades amb un PC

· I2C / TWI: suport per a sensors, circuits de temps

· SPI: comunicació amb transductors ràpids o memòries externes

· USB: us permet connectar dispositius informàtics populars

· Font d'alimentació: USB o font externa (per exemple, adaptador de CA)

Si el nostre projecte consisteix a utilitzar un dispositiu que es connecti mitjançant una interfície USB, Arduino Leonardo serà l’elecció perfecta. El sistema té un controlador USB integrat, que el distingeix dels altres.

El productor també proporciona versions amb "perfil baix". La placa no té connectors, l’usuari els pot soldar al seu criteri. Tots els elements es troben en carcasses de soldadura superficial. L’opció és útil quan el nostre projecte ha de procrear en un espai reduït.

Pas 3: Arduino Mega 2560

Arduino Mega 2560

Versió dissenyada per implementar projectes més extensos. Té fins a 54 entrades / sortides digitals, més memòria i més interfícies de comunicació que Arduino UNO i Leonardo. La placa conté: ATmega2560 de la família AVR (Flash 256 kB, SRAM 8 kB, EEPROM 4 kb velocitat de rellotge 16 MHz) 54 entrades / sortides digitals d’ús general 14 sortides PWM 16 entrades analògiques -Interfícies de comunicació: 4 xUART - una de les maneres més fàcils d’intercanviar dades amb PCI2C / TWI: suport per a sensors, circuits de temps SPI: comunicació amb transductors ràpids o memòries externes Font d'alimentació: USB o font externa (per exemple, adaptador de CA) El mòdul és més car que les versions anteriors, però té més opcions. El microcontrolador Atmega2560 té una perifèria rica i una gran quantitat de memòria. 256 kB Flash: permet donar suport a codi ampliat, EEPROMU de 4 kB per escriure moltes dades.

Pas 4: Arduino Mega ADK

Arduino Mega ADK

A més dels avantatges d’Arduino Mega, ADK també té la capacitat de connectar-se al sistema Android mitjançant una interfície USB controlada pel xip MAX34210. L'especificació del mòdul és similar a Arduino Mega:

· ATmega2560 de la família AVR (Flash 256kB, SRAM 8kB, EEPROM 4kb velocitat de rellotge 16MHz)

· 54 entrades / sortides digitals d’ús general

· 14 sortides PWM

· 16 entrades analògiques

Interfícies de comunicació:

· 4 xUART: una de les maneres més senzilles d’intercanviar dades amb un PC

· I2C / TWI: suport per a sensors, circuits de temps

· SPI: comunicació amb transductors ràpids o memòries externes

· Font d'alimentació: USB o font externa (per exemple, adaptador de CA)

La versió ADK està dissenyada per a projectes que utilitzen comunicacions amb Android. El controlador USB integrat també us permet connectar una càmera, un controlador de jocs o un controlador de moviment.

Pas 5: Arduino Leonardo Ethernet

Arduino Leonardo Ethernet

El principal avantatge del mòdul és la seva fàcil connexió a la xarxa. El mòdul té un sòcol de xarxa amb un controlador Ethernet. També hi ha una ranura per a targetes de memòria microSD a la placa. Especificació similar a Arduino Leonardo:

· Microcontrolador Atmega32u4 (32 kB Flash, 2,5 kB SRAM, · Velocitat de rellotge de 16 MHz)

· 20 entrades / sortides digitals: a les quals, per exemple, es poden connectar LEDs, botons, pantalles, etc.

· 7 sortides PWM, per exemple per controlar la velocitat de rotació dels motors, configurant la posició del servo

· 12 entrades analògiques: permeten operar tot tipus de sensors, transductors amb sortida analògica

Interfícies de comunicació:

· UART: una de les maneres més senzilles d’intercanviar dades amb un PC

· I2C / TWI: suport per a sensors, circuits de temps

· SPI: comunicació amb transductors ràpids o memòries externes

· Alimentació: font externa (per exemple, adaptador de CA)

La versió Ethernet està dissenyada per a projectes que requereixen connexió a la xarxa. La comoditat també és una ranura de targeta microSD integrada, on es poden emmagatzemar més dades que a la memòria del propi microcontrolador.

Pas 6: Arduino Due

Arduino Due

Gràcies a Arduino Due, l’usuari pot crear sistemes mitjançant el microcontrolador ARM de 32 bits Cortex M3 basat en biblioteques Arduino. L'especificació és la següent:

· Tensió d'alimentació: 7V a 12V (recomanat), 6V-20V (màxim)

· Mikrokontroler: AT91 SAM3X8E, rdzeń ARM Cortex M3 de 32 bits

· La freqüència de rellotge màxima: 84 MHz

· Memòria SRAM: 96 kB Memòria Flash: 512 kB

· E / S de pins: 54

· Canals PWM: 12

· Nombre d'entrades analògiques: 12 (canals convertidors A / D)

· Convertidor D / A (digital-analògic)

· Controlador DMA

· Interfícies en sèrie: UART, SPI, I2C, CAN, USB

· Depurador JTAG

El tauler està dedicat als usuaris que vulguin conèixer les últimes solucions en el món dels microcontroladors. Definitivament, té més capacitats que les versions basades en AVR, circuits perifèrics rics, inclòs el convertidor digital a analògic.

A més de l’anterior, Arduino també proporciona:

Arduino Zero M0 Pro - 32 bits Cortex M0 - Atmel ATSAMD21G18 Mòdul de microcontrolador de 32 bits equipat amb nucli ARM Cortex M-0. Té memòria Flash de 256 KB, 32 KB de RAM, 14 E / S digitals, 12 canals PWM, 6 entrades analògiques i una sortida i populars interfícies de comunicació. El mòdul funciona amb 3,3 V.

Arduino Yún - WiFi - Connexió Arduino i sistema Linux. El mòdul basat en el sistema ATmega32u4 utilitzat a Leonardo us permet programar i controlar el dispositiu sense fils a través de la xarxa WiFi i la biblioteca adequada. També hi ha una versió PoE d’Arduino Yun, alimentada des d’una xarxa Ethernet.

Arduino Micro: un mòdul en miniatura basat en Arduino Leonardo, es caracteritza per tenir una mida petita. Disposa de microcontrolador AVR Atmega32U4. Equipat amb 20 E / S digitals i populars interfícies de comunicació.

4. Exemples d'ús

- Arduino i orientació en un espai tridimensional.

Un exemple d’utilitzar un giroscopi, acceleròmetre i magnetòmetre de 3 eixos (sistema MinImu9) per orientar-se en l’espai 3D.

- Pantalla Arduino i LCD.

Suport de pantalla LCD amb controlador HD44780 mitjançant el mòdul Arduino.

- Control del motor de corrent continu mitjançant la plataforma Arduino.

Exemple de mòduls de maneig (ponts H) utilitzats per controlar la direcció i la velocitat dels motors de corrent continu.

- Connexió a una xarxa Ethernet

Connexió Arduino amb mòdul Ethernet ENC28J60.