Introducció a Arduino: el que heu de saber: 4 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Fa molts anys que treballo amb Arduino i electrònica i encara estic aprenent. En aquest món en expansió de microcontroladors, és fàcil perdre’s i executar cercles al seu voltant intentant trobar informació.

En aquest instructiu, us mostraré:

Què és i fa un Arduino.

Per on començar amb Arduino.

Com trobar recursos útils.

Totes aquestes coses he après a través de l’experiència i són mètodes contrastats per a l’èxit. No negaré que probablement hi hagi centenars de tutorials diferents per començar amb Arduino, però aquestes són les coses que em van semblar més útils als primers dies. Així que seguiu-ho i explorem el meravellós món d’Arduino.

Tingueu en compte que algunes de les imatges d’aquest manual són captures de pantalla. Les imatges que contenen són propietat dels seus respectius propietaris i poden estar subjectes a drets d'autor. Els he recopilat aquí com a perifèrics per ajudar al desenvolupament del meu Instructable com a recurs educatiu sense ànim de lucre, d’acord amb la doctrina d’Ús Just.

Pas 1: Arduino: què és i què fa?

Arduino és una plataforma electrònica de codi obert dissenyada per a creadors, basada en maquinari senzill i fàcil d'utilitzar, i una gamma intercanviable de sensors, manipuladors i pantalles. El terme, en el sentit més ampli, s'utilitza generalment per referir-se a un ampli camp de microcontroladors basats en els microxips Atmel.

En termes simples, són com ordinadors simplificats i en miniatura. Com us podeu imaginar, aquest és un camp enorme i en expansió, amb centenars de variacions de microcontroladors, configuracions i equips de sensors. Aquí, ho he reduït fins als conceptes bàsics.

En aquest instructiu, repassaré tres de les taules Arduino més populars (que també són les meves preferides):

L'Uno, El Nano, i El Mega

També analitzaré l’ús de l’IDE (el programa que fem servir per codificar l’Arduino), els escuts i els sensors.

Per obtenir més informació sobre taulers específics, consulteu el pas "Recursos".

Termes i definicions útils:

Microcontrolador: qualsevol circuit programable basat en un codi de condicions i retards en bucle. No s’ha de confondre amb un microprocessador, que es refereix al propi xip de control o a una placa molt més complexa com la RaspberryPi.

Taula: el maquinari al voltant del qual es basa Arduino, generalment s'utilitza per referir-se al propi microcontrolador ("la placa Arduino Uno")

Escut: una extensió d'una placa, generalment dissenyada per inserir-se perfectament en la configuració de pin preexistent, que augmenta el disseny i afegeix funcions que no ja estan incorporades a la placa base (per exemple, l'escut del motor permet el control de motors, l'escut Ethernet afegeix la possibilitat d’utilitzar funcions d’Internet, l’escut Bluetooth afegeix connectivitat Bluetooth, etc.)

IDE (més concretament, el Arduino IDE): el programari més utilitzat per escriure i penjar codi a una placa Arduino. També hi ha l’opció d’utilitzar-lo per a altres plaques que no siguin Arduino, com ara el RaspberryPi.

Biblioteca: una addició al codi com a fitxer independent, que s’utilitza per afegir funcions addicionals i permetre la compatibilitat amb proteccions i components sense la necessitat de conèixer funcions i algorismes extremadament llargs i complexos.

Sensor: qualsevol cosa que pugui agafar l'entrada física i transferir-la a un senyal elèctric

L'Uno:

L'Arduino Uno és, amb diferència, la placa Arduino més emblemàtica i probablement la més popular que podeu obtenir. Té 14 pins d'E / S digitals, que poden variar entre estar activat i desactivat, 6 dels quals són capaços d'utilitzar PWM o la modulació de l'amplada de pols, que varia el voltatge de sortida en activar i desactivar el pin (el pols ') a intervals variables (l' "amplada") per fer la sortida més alta o inferior (la "modulació"). També té 6 pins d’entrada analògica. Tots els pins es poden utilitzar com a entrada o sortida, i alguns dels pins tenen funcions especials quan s’utilitzen amb escuts i biblioteques específics.

Dades curioses: l’Arduino Uno té més potència de processament que els ordinadors de la mida de la sala que s’utilitzaven per a les primeres missions lunars d’Apollo, i us queda a la mà.

La majoria dels escuts es basen i es construeixen per a l’Arduino Uno, i generalment es considera que és el millor tauler per començar com a principiant. I estic totalment d’acord. És possible que l’Uno no sigui el més versàtil, però sens dubte és el més fàcil d’instal·lar i utilitzar i la majoria de projectes i tutorials per a Arduino comencen amb l’Uno.

El Nano:

Aquesta cosa, com el seu nom indica, és un tauler més petit. Té menys memòria que un Uno, però altrament comparteix la majoria de les mateixes funcions en un paquet molt més petit. La idea darrere del Nano són circuits portables i miniaturitzats per utilitzar-los en espais reduïts o en projectes sensibles al pes, com ara drons. Això té menys pins generals a causa de la mida més petita, però també és més barat que l’Uno i s’adapta a més llocs.

El Mega:

De nou, el nom ho diu tot. Aquesta placa és més llarga que l’Uno i té un total de 54 pins d'E / S digitals, 15 dels quals són compatibles amb PWM i 16 pins d'entrada analògics. Aquest tauler és per a projectes més grans, millors i més grans. I sí, em vaig repetir intencionadament. Aquesta placa és enorme i és compatible amb la majoria dels mateixos blindatges que l’Uno, perquè comparteix la mateixa configuració inicial de pins. També té una memòria augmentada, de manera que pot executar programes més grans amb més facilitat.

L'IDE:

L'Arduino IDE és una plataforma relativament senzilla d'utilitzar quant a codificació. Per a les plaques Arduino, utilitza el seu propi llenguatge de programació, però comparteix moltes de les mateixes característiques que els populars llenguatges de codificació com Java i C. La corba d’aprenentatge és molt suau i hi ha centenars d’exemples en línia i fins i tot incorporats al programari que us guiarà a través de determinats aspectes del codi. Ho faig servir des dels 13 anys i encara no sé la meitat del que fa tot, així que no us preocupeu, no cal ser un as per utilitzar Arduino.

Escuts:

Els diferents escuts s’utilitzen de manera diferent. Viouslybviament. I també tenen diferents conjunts de codi necessaris per executar-los. Però no hiperventileu encara, no he acabat. Per a la majoria d’escuts que podeu comprar actualment, hi ha un codi d’exemple incorporat que ja existeix a l’IDE o un tutorial en línia molt agradable. Tot el que heu de fer és trobar-lo. Consulteu "Recursos" per saber com fer-ho.

Sensors:

De manera similar als Shields, diferents sensors, manipuladors i pantalles tindran diferents codis associats. S’aplica el mateix procés per trobar exemples.

Per tant, ara que ja sabeu una mica més sobre Arduino, anem a On començar.

Pas 2: Com i per on començar amb Arduino

Com he esmentat a l'últim pas, els microcontroladors Arduino cobreixen una àmplia gamma de diferents plaques i equips. En aquest pas, us donaré algunes indicacions sobre per on començar i què cal obtenir primer.

Probablement, el consell més útil que us puc donar per davant és el següent: Comenceu de manera senzilla. Aprendre a utilitzar Arduino és un procés que requereix temps i, si intenteu fer massa alhora, només us frustrareu. Vaig començar la meva afició a Arduino mitjançant parpelleigs LED. I ja sabeu què m’agrada fer més, de totes les coses per les que faig servir Arduino? LED parpellejants. Així que, realment, sigui quina sigui la vostra ambició d’utilitzar Arduino, us recomanaria seriosament provar primer els exemples Blink i Fade a l’IDE Arduino i jugar amb aquests abans de provar res complicat.

Per on començar:

Pregunteu-vos això mateix: per a què voleu utilitzar Arduino? Aquesta pregunta determinarà què heu de buscar en una placa Arduino abans d’obtenir la primera.

Si realment no ho sabeu o simplement teniu en ment alguna cosa simple com un petit robot, us recomanaria l’Uno. Si voleu fer wearables o circuits miniaturitzats, us suggeriria el Nano (o el Micro, segons la complexitat del que vulgueu fer). Si voleu un gran projecte, com ara una impressora 3D, un robot gran o una xarxa de sensors, us suggeriria la Mega. Si el vostre projecte preferit és el processament intensiu i la reducció de dades, llavors el Zero o el Due seria una bona idea. I si voleu una interfície d’ordinador, és a dir, un teclat, un joystick o un ratolí personalitzats, el Leonardo és per a vosaltres. I la llista no acaba aquí. Hi ha un nombre creixent de taules Arduino per aquí, i les que he esmentat aquí són només les bases. Hi ha taulers com el Yún o el Tian que poden executar Linux i, bàsicament, actuen com a versions petites d’ordinadors de gamma completa, i una gran quantitat de variacions a la resta de taulers que he esmentat que afegeixen funcions i especialitats diferents per a una gamma específica de projectes.

Per obtenir més informació sobre taulers específics i per obtenir una llista completa de taulers, consulteu el meu següent pas, "Recursos".

Què cal obtenir primer?

Comenceu per aconseguir el tauler mateix. I no us espanteu quan vegeu les etiquetes de preus al lloc oficial d'Arduino. Tot i que sincerament puc dir que la marca Arduino té una qualitat molt superior i està garantida que funciona, no m’agrada gastar tants diners en un sol article. Feu un salt a Amazon i tenen versions clonades de l’Arduino, que realment són el mateix que fabriquen diferents empreses, per menys de la meitat del preu. O bé, podria obtenir el mateix tauler i un kit de peces, al mateix preu podria obtenir un Arduino genuí. Tanmateix, si teniu diners per gastar, compreu amb la gent oficial d’Arduino, perquè són els nois que desenvolupen la majoria dels nous microcontroladors i donen suport al programari utilitzat per codificar-los. L’elecció, realment, és vostra.

Si teniu previst obtenir un Uno o un Mega, us recomanaria seriosament obtenir un kit d’inici. He compilat una llista d’enllaços a uns quants diferents al meu següent pas. Els kits d’inici arribaran no només amb el propi Arduino, sinó també amb un munt de sensors i components útils, inclòs el millor amic de tots els constructors de circuits: una placa de control. I la millor part? Els kits d'inici són en realitat més econòmics que comprar tots els components per separat. Per molt. Per exemple, un projecte que m’hauria costat costar 100 € per construir només em va costar 50 € perquè vaig trobar uns bons kits d’inici, i després vaig poder construir tres projectes més amb els components sobrants.

Si no obteniu un Uno o Mega, us recomanaria un kit d’inici que inclogui els sensors i els components addicionals, i no una placa Arduino. Per cert, això s’ha de tenir en compte. Quan compreu un kit d’inici, assegureu-vos de comprovar que realment inclou tots els components de les imatges, perquè alguns diran "per Arduino" i mostraran un Uno, però no en vindran de cap. Normalment hi haurà una llista de peces on podeu verificar el contingut del kit.

Un cop tingueu un Arduino, el següent pas és descarregar l’IDE i trobar uns bons tutorials. Seguiu llegint al següent pas per esbrinar els millors llocs per obtenir-los.

Pas 3: Recursos

En aquest pas, assenyalaré alguns recursos molt útils per a tots els fabricants de bricolatge que utilitzen Arduino, a més de com trobar-ne més. També inclouré una llista de bons llocs per comprar productes Arduino i alguns dels meus kits d’inici preferits.

L'IDE:

L'IDE és central per a tots els projectes d'Arduino. Afortunadament, també es pot descarregar gratuïtament, tot i que podeu fer una donació a les persones que ho van escriure si així ho desitgeu. Podeu trobar-ne totes les versions a través d’aquest enllaç. També hi ha una referència útil aquí.

Biblioteques:

L’IDE Arduino inclou diverses biblioteques integrades per a una funcionalitat ampliada, però crec que sempre tinc alguns components que no s’admeten directament. Quan això passa, normalment comparteixo amb Google el component amb els termes de cerca "Biblioteca Arduino" al costat, per trobar quina biblioteca és la més popular (i, per tant, probablement la més útil). Una altra manera de trobar-los és a través del lloc web Arduino, Arduino.cc. Tanmateix, el millor lloc per anar per exemple, codis i biblioteques és Github.com. Aquests nois tenen de tot quan es tracta de biblioteques, codi font, variacions de l’IDE o qualsevol altra cosa relacionada amb el programari.

Taulers:

Per obtenir informació sobre la majoria de les plaques Arduino i els protectors més populars, aquesta pàgina és el vostre recurs, amb enllaços a totes les especificacions, esquemes i explicacions de cada component Arduino.

Codi i referència:

Per esbrinar què fa cada línia de codi i com s’utilitza, la secció de referència del lloc web Arduino és el lloc on cal anar. L'única limitació és que no inclou cap de les funcions especials per a biblioteques que no hagi fet Arduino.

Tutorials i orientacions:

Per als tutorials a Arduino, la pàgina de tutorials és un bon lloc per començar. Per obtenir tutorials i projectes més profunds, https://learn.adafruit.com/ i https://create.arduino.cc/projecthub són bons llocs per buscar, a més d’aquí a Instructables.

Per obtenir guia de membres de la comunitat amb experiència, el fòrum oficial d'Arduino és probablement el millor lloc per anar-hi.

Trobar més recursos:

Moltes vegades, el millor que cal fer és Google el que busca. De vegades, però, la informació pot ser esquiva. En aquests casos, em trobo examinant projectes i tutorials i el fòrum Arduino, buscant referències a bons recursos. Si no en trobo, només entro al fòrum i pregunto, perquè és millor que aposteu que amb totes les milers de persones que corren pel fòrum, algú sabrà ajudar-vos.

Kits d'inici:

Aquests són alguns dels meus kits preferits que recomano als principiants que aprenen Arduino. Tenen tots els components necessaris per aprendre els conceptes bàsics (i algunes de les complexitats) de la codificació i els circuits.

Una empresa anomenada Elegoo ven els kits de millor preu i qualitat que he trobat fins ara, amb més assistència i millor servei al client. Tot i que també venen els seus kits a través d’Amazon, he enllaçat el lloc oficial perquè sol tenir una millor descripció dels components inclosos als kits. No són kits ni taules oficials d'Arduino, però, per tant, tingueu en compte que no admeteu el lloc d'Arduino quan els compreu.

Si teniu diners per gastar, us suggeriria que obtingués el kit oficial d’Arduino / Genuino Starter Kit. Té la millor documentació i documentació per a principiants de qualsevol kit del mercat, i els projectes també són força interessants.

El millor lloc, a part d’Amazon, per obtenir sensors, escuts i altres és la botiga Adafruit. Són de la màxima qualitat i cada component disposa de documentació en línia individual.

Tingueu en compte que aquestes són les meves opinions i recomanacions, per no confondre amb el fet. Qualsevol compra que facis és a la teva elecció i et recomano que facis una investigació sobre diferents kits abans de comprar-ne un.

Pas 4: Epíleg

Per tant, ara podeu anar amb valentia al món dels microcontroladors i Arduino i començar amb la confiança que sabeu on es troben els vostres recursos. A la part superior es mostren un munt d’imatges de diferents projectes que he fet aquí a Instructables amb Arduino, només per donar-vos un tast de les infinites possibilitats i esperar que us inspirin a fer alguna cosa fantàstic.

Si alguna vegada teniu alguna pregunta sobre Arduino, no dubteu a preguntar-me, però tingueu present que el Fòrum Arduino seria un lloc molt millor per fer-los i gairebé us ajudarà. No ho sé tot, així que no doneu per fet res del que dic, busqueu-ho vosaltres mateixos si voleu saber-ho amb seguretat.

Voteu si us ha agradat això o heu après alguna cosa mentre llegiu això.

Com sempre, aquests són els projectes de Dangerously Explosive, la seva missió de tota la vida, "construir amb valentia el que voleu construir i molt més!"

Podeu trobar la resta dels meus projectes aquí.