Ардуіно для початківців: з чого почати проекти

Доброго часу доби, дорогі друзі! Сьогодні ми розглянемо, що таке Ардуіно для початківців, з історією виникнення цієї платформи, а також з деякими проектами на її базі.

Ардуіно сподобається тим, хто любить конструювати. Це електронний конструктор, за допомогою якого можна створювати всілякі обчислювальні платформи і пристрої.

Платформа являє собою бюджетний варіант, як для професіоналів, так і для любителів. Його використовують для конструювання інтерактивних об’єктів, а також для підключення до програмного забезпечення.

Історія появи

Творцем платформи є Массімо Банц, який ще в 2005 році зі своєю групою розробників створив простий інструмент для студентів Інституту проектування.

Пізніше винахідник назвав плату, в честь свого бару Ардуіно.
У планах Банц і його команди було створити пристрій з легкодоступною і відкритої платформи. При цьому ціна механізму повинна бути доступною для студентської кишені.
Прилад був зібраний з доступних і дешевих елементів. Це сприяло тому, що пристрій дуже швидко набрало популярність.

Найпоширеніша плата Ардуіно уно.

Що таке Ардуіно?

Ардуіно є електронним конструктор, за допомогою якого можна створювати різні електронні пристрої.

Він використовується, щоб створювати прості схеми, а також для втілення в життя більш складних проектів.
Апаратний елемент являє собою плату введення і виведення. Програмування виконується на мовах Processing-wiring.

Вони характеризуються простотою і освоюються дуже швидко. В основі конструктора знаходиться плата введення-виведення.

З його допомогою можна створювати системи безпеки, спостережень, комп’ютери та телефони. Програмне забезпечення представлено інтегрованої середовищем Arduino IDE.

Дана пропозиція є для великої кількості платформ. З подібним забезпеченням може впоратися навіть новачок, який не має уявлення про програмування.
Багато програмні плати приєднуються через USB кабель.

При цьому плата отримує харчування, а також надається можливість завантажити скетчі.
Чи не складний і процес програмування. Спочатку застосовується редактор коду IDE.
На платі Ардуіно розташовані різні компоненти. Один з них мікроконтролер ATmega328 P.

З його допомогою робиться програмне забезпечення, що дозволяє взаємодіяти із зовнішнім світом, використовуючи дані введення і виведення.
Висновки мікроконтролера розведені по краях. Всього таких висновків 20. При цьому 6 є аналоговими, а 14 – цифровими.
Вже з’явився аналог Arduino нано, який має менші розміри. Також є і Ардуіно Мега, за допомогою якого створюються більш складні проекти.

У пристрої є 54 цифрових і 16 аналогових виходу.
Також варто розглянути і Ардуіно Леонардо, який ідентичний за розмірами з уно. Відмінність в мікроконтролері – Atmega 32u4.

Дана плата розпізнається, як миша або клавіатура. Такий варіант можна застосовувати для створення пристроїв введення, наприклад, для джойстиків.
Для розробки невеликих пристроїв розробники створили плату Ардуіно Міні. Подібний механізм відрізняється невеликими розмірами.

Існує версія і Ардуіно Про міні, у якій немає ніжок-висновків.

У такому варіанті немає USB, програмування здійснюється через спеціальні адаптери.
Для деяких проектів одного Ардуіно мало. Якщо потрібно управляти сервоприводом або необхідний інтернет, то будуть потрібні спеціальні Шілд, які представляють собою плати розширення. Кількість цих механізмів може бути різним.

При цьому кожен елемент відповідає за виконання конкретних завдань.
Крім Шілд можуть застосовуватися спеціальні модулі, які дозволяють полегшити процес підключення.

Що можна зібрати з його допомогою?

Тепер давайте з’ясуємо, що можна зробити за допомогою Ардуіно своїми руками. Його використовують як для простих, так і для складних механізмів. Використовується плата для конструювання роботів, виробничих верстатів і маніпуляторів.
Використовуючи уроки навчання роботи з платою, багато примудряються створювати телефони, системи безпеки і спостереження будинків, системи розумний будинок, планшети і комп’ютери.
Використовують ці плати і для найпростіших пристроїв віртуальної реальності.

додаткові елементи

Також розглянемо набір складових, які були зроблені в Італії. Багато компаній займаються виробництвом компонентів і сумісних пристроїв.

Складові частини можуть бути придбані в комплектах або окремими частинами. Існують навіть набори для складання керованих елементів. Набір комплектуючих до конструктора складається з таких елементів, як світлодіоди, резистори, макетна плата, регулятори напруги, перемички, конденсатори, плати розширення, матрична клавіатура.

Отже, ось основні компоненти:

  1. Макетна плата дозволяє виконувати швидкий монтаж компонентів і з’єднань без паяльника.
  2. Набір з резисторів різного номіналу.
  3. Різні світлодіоди.
  4. З’єднувальні дроти.
  5. Кнопки.

Також можуть знадобитися і інші компоненти. Наприклад, модуль реле дозволить управляти різними навантаженнями в будинку.

Датчик руху допоможе реєструвати пересування нагрітих тел. Фоторезистор призначений для спостережень за освітленістю кімнати.

За допомогою LCD дисплея можна бачити повідомлення з різних пристроїв. Сервопривод є міні двигуном, який покликаний для правління різних механізмів.


особливості апаратури

Вирішуючи, з чого почати варто розібратися в нюансах апаратури. Дізнатися більше інформації можна з відео.

Така плата являє собою простий мікроконтролер AVR, який прошивається бутлоадер. Він має USB-UART порт.
Мікроконтролер являє собою пристрій, побудоване на одній схемі.

Саме в цій частині встановлена ??розроблена програма.
Датчики застосовуються найрізноманітніші: температури, тиску, освітлення і прискорення.

Як механізми індикації можуть застосовуватися як прості деталі, у вигляді пискавок і світлодіодів, так і складні, як графічні дисплеї.
Також застосовуються виконавчі пристосування: клапани, реле, моторчики. З деякими елементами з’єднання виконується за допомогою сполучних проводів.

А для деяких механізмів необхідні перехідні пристрої.

можливості обладнання

Знаючи основи електроніки і використовуючи самовчитель, з Ардуіно впорається навіть новачок. До переваг конструктора можна віднести безпеку налаштувань будь-якого користувача.

Навіть програмісти з невеликим досвідом зможуть експериментувати і міняти опції.
Розглянемо основні складові настройки програми:

  1. Спочатку встановлюється IDE. Його можна знайти на сайті виробника.
  2. Встановлюється програмне забезпечення на потрібний комп’ютер.
  3. Включення файлу Ардуіно.
  4. За допомогою USB кабелю в вікно коду заноситься код програми, а потім переміщається в конструктор.
  5. У розділі IDE вибирається необхідний тип конструктора. При цьому потрібно зайти у вікно інструменти, а потім плати. Після цього перевіряється код, а потім натискається вкладка далі. При цьому будуть завантажені в конструктор.

Початок будь-яких проектів може включати створення миготливого світлодіода, підключення і управління датчиком температур або датчиком руху, управління светопроводов, під’єднання фоторезистора і управління сервоприводом.
Після цього можна приступати до здійснення більш складних проектів.

Щоб створити прості програми для конструктора використовується спеціальна книга для початківців, де можна знайти корисні рекомендації. Наприклад, можна спробувати зробити так, щоб діод блимав в певний час.

Для цього конструктор під’єднується до ПК, а потім відкривається програма в розділі «Сервіс».

Після цього потрібно знайти блок «Послідовний порт», а потім вибрати потрібний інтервал. Потім додається код.

нюанси програмування

Програми, з якими можна працювати на мікроконтролері називаються прошивками. Подібну програму можна застосувати для одного або навіть декількох проектів Ардуіно.

При цьому кожна прошивка повинна зберігатися в окремій папці. Це дозволить швидко знаходити потрібні файли.

Прошивка на мікроконтролер здійснюється за допомогою програматора. Але для Ардуіно такий механізм не потрібно.

Ручне завантаження даних потрібного коду на пристрій мікроконтролера буде потрібно USB кабель. Пристрій конструктора передбачає застосування такої прошивки, як бутлоадер.

Це спеціальна програма, яка включається після приєднання плати до комп’ютера і відразу ж розпізнає команди.
Бутлоадер володіє багатьма перевагами. При його застосуванні використовується тільки один канал зв’язку, а для підключення пристроїв не потрібно багато часу.

Також бутлоадер захищає мікроконтролер від прямих прошивок, які можуть його зіпсувати. При його роботі небезпечні настройки не доступні для користувача.

Тому такий конструктор рекомендується початківцям. Він дозволяє уникнути грошових витрат.
Відразу після підключення програма готова виконувати різні команди.

Ось основні функції програми:

  • PinMode – являє собою режим виведення і введення інформації;
  • AnalogRead – допомагає визначати утворюється аналогове напруга на виводі;
  • AnalogWrite – у висновку записує аналогове напруга;
  • DigitalRead – допомагає розпізнати значення цифрового виводу;
  • DigitalWrite – допомагає виконувати значення цифрового виводу на високому і низькому рівні;
  • Serialprint переводить всі дані в зручний формат читання.

Також застосовується спеціальна бібліотека, в якій міститься ціла колекція необхідних функцій, які допомагають здійснювати управління конструктором.

Спочатку потрібно потренуватися і набити руку. Прості проекти допоможуть розібратися з принципом роботи Ардуіно.

Якщо вам сподобалася інформація в моїй статті, то поділіться нею з вашими друзями. А щоб отримувати цікаву розсилку, підпишіться на оновлення мого блогу.

До нових зустрічей шановні шанувальники мого сайту!