Mafunzo ya Msingi ya Arduino kwa Kompyuta: Hatua 6

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:53

1. Arduino ni nini?

Arduino ni jukwaa la mifumo iliyoingizwa, kulingana na watawala-8-bit kutoka kwa familia ya AVR. Isipokuwa ni Arduino Ngenxa, ambayo hutumia msingi wa 32-bit ARM Cortex. Kwa maneno mengine, ni bodi ya mzunguko iliyochapishwa na microcontroller na matokeo yake yanayoweza kutumia vifaa vya nje, mfano sensorer, vidhibiti vya magari, maonyesho, n.k. Shukrani kwa viunganisho vya dhahabu, moduli zinaweza kushikamana kwa kutumia nyaya zinazounganishwa zinazopatikana hadharani.

Matoleo mengi ya Arduino hayahitaji programu yoyote ya nje. Unachohitaji kufanya ni kuunganisha kwa kompyuta yako na kebo ya miniUSB-USB.

Moja ya faida za jukwaa ni mazingira yake ya bure na maktaba nyingi, mifano, mafunzo ya kushughulikia aina anuwai ya vifaa vya nje.

2. Jukwaa la nani?

Arduino imekusudiwa Kompyuta na vipindi vya hali ya juu vya elektroniki.

Mtu anayeanza utaftaji na aina hii ya mfumo ataokoa muda mwingi na mishipa wakati wa kusanidi vipindi, kuangalia miunganisho, na kusanikisha madereva. Inajulikana kuwa ni bora kujifunza kutoka kwa mifano. Kwa Arduino, kuna mengi yao kwenye wavuti ya mradi na kwenye wavuti nzima.

Watumiaji wa hali ya juu watapenda maktaba anuwai, zote ambazo ni chaguo-msingi (pamoja na: EEPROM, Ethernet, Onyesha, Servo, SPI, TWI, WiFi), na faili zilizotolewa na watengenezaji wa moduli za elektroniki (kwa mfano wasambazaji wetu - Pololu).

Mfano:

Msaada wa majipu maarufu ya 16x2 LCD huonyesha kwa laini chache za nambari:

LiquidCrystal LCD (12, 11, 5, 4, 3, 2); // nyongeza ya risasi

lcd kuanza (16, 2); // Taja aina ya kuonyesha safu-16, mistari 2

lcd.print ("Hello World"); // Toa maandishi kuonyesha

Nambari kamili inayoonyesha maneno "Hello World" na mchoro wa unganisho la onyesho inaweza kupatikana kwa: Arduino.cc.

3. Ni toleo gani la kuchagua?

Chaguo la toleo linategemea matumizi yaliyokusudiwa ya moduli. Katika duka yetu zinapatikana:

Hatua ya 1: Arduino Uno R3

Arduino Uno R3

Toleo rahisi zaidi la moduli. Kwenye sahani utapata:

· Mdhibiti mdogo wa Atmega328 (32kB Flash, SRAM 2kB, kasi ya saa 16MHz)

Pembejeo / matokeo 14 ya dijiti - ambayo, kwa mfano, LED, vifungo, maonyesho, n.k zinaweza kuunganishwa.

· Matokeo 6 ya PWM - kwa mfano kudhibiti kasi ya kuzunguka kwa motors, kuweka nafasi ya servo

· Pembejeo 6 za analog - kuruhusu kufanya kazi kila sensorer, transducers na pato la analog

Maingiliano ya mawasiliano:

· UART - moja wapo ya njia rahisi za kubadilishana data na PC

· I2C / TWI - usaidizi wa sensorer, mizunguko ya wakati

· SPI - mawasiliano na transducers haraka au kumbukumbu za nje

Ugavi wa umeme:

USB au chanzo cha nje (kwa mfano adapta ya AC)

Arduino Uno ni chaguo nzuri kwa miradi rahisi, ndogo. Unaweza kutekeleza kwa mafanikio, kwa mfano, udhibiti wa magari, mdhibiti wa taa na kiolesura cha mtumiaji, onyesho la LCD. Moduli pia inashauriwa kwa watumiaji wanaoingia ulimwenguni wa wadhibiti-ndogo na mifumo iliyoingia.

Hatua ya 2: Arduino Leonardo

Arduino Leonardo

Toleo jingine, ambalo tunaweza kupata:

· Mdhibiti mdogo wa ATmega32u4 (32kB Flash, 2.5kB SRAM, kasi ya saa 16MHz)

Pembejeo / matokeo 20 ya dijiti - ambayo, kwa mfano, LED, vifungo, maonyesho, n.k zinaweza kuunganishwa.

· Matokeo 7 ya PWM

· Pembejeo 12 za analog - mara mbili zaidi ya toleo la Uno, inamaanisha uwezekano wa kuunganisha sensorer zaidi na pato la analog

Maingiliano ya mawasiliano:

· UART - moja wapo ya njia rahisi za kubadilishana data na PC

· I2C / TWI - usaidizi wa sensorer, mizunguko ya wakati

· SPI - mawasiliano na transducers haraka au kumbukumbu za nje

· USB - hukuruhusu kuunganisha vifaa maarufu vya kompyuta

Ugavi wa umeme: USB au chanzo cha nje (kwa mfano adapta ya AC)

Ikiwa mradi wetu ni kutumia kifaa kinachounganisha kupitia kiolesura cha USB, Arduino Leonardo atakuwa chaguo bora. Mfumo una mtawala uliounganishwa wa USB, ambao unatofautisha na wengine.

Mtayarishaji pia hutoa matoleo na "wasifu wa chini". Bodi haina viunganisho, mtumiaji anaweza kuziunganisha kwa hiari yao. Vitu vyote viko kwenye nyumba za kuuza uso. Chaguo ni muhimu wakati mradi wetu unapaswa kuzaa katika nafasi ndogo.

Hatua ya 3: Arduino Mega 2560

Arduino Mega 2560

Toleo iliyoundwa iliyoundwa kutekeleza miradi ya kina zaidi. Inayo pembejeo / matokeo ya dijiti kama 54, kumbukumbu zaidi na njia za mawasiliano zaidi kuliko Arduino UNO na Leonardo. Sahani ina: ATmega2560 kutoka kwa familia ya AVR (Flash 256kB, SRAM 8kB, kasi ya saa ya EEPROM 4kb 16MHz) pembejeo 54 / madhumuni ya jumla ya dijiti 14 matokeo ya PWM16 pembejeo za Analog -Maingiliano ya mawasiliano: 4 xUART - moja ya njia rahisi zaidi ya kubadilishana data na PCI2C / TWI - msaada kwa sensorer, mizunguko ya muda SPI - mawasiliano na transducers haraka au kumbukumbu za nje Ugavi wa umeme: USB au chanzo cha nje (kwa mfano adapta ya AC) Moduli ni ghali zaidi kuliko matoleo ya hapo awali, lakini ina chaguzi zaidi. Mdhibiti mdogo wa Atmega2560 ana pembezoni tajiri na idadi kubwa ya kumbukumbu. Kiwango cha 256kB - hukuruhusu kuunga mkono nambari iliyopanuliwa, 4kB EEPROMU kwa kuandika data nyingi.

Hatua ya 4: Arduino Mega ADK

Arduino Mega ADK

Mbali na faida za Arduino Mega, ADK pia ina uwezo wa kuungana na mfumo wa Android kupitia kiolesura cha USB kinachodhibitiwa na chip ya MAX34210. Ufafanuzi wa moduli ni sawa na Arduino Mega:

· ATmega2560 kutoka kwa familia ya AVR (Flash 256kB, SRAM 8kB, EEPROM 4kb kasi ya saa 16MHz)

· 54 pembejeo / matokeo ya jumla ya dijiti

· Matokeo 14 ya PWM

· Pembejeo 16 za analogi

Maingiliano ya mawasiliano:

4 xUART - moja wapo ya njia rahisi za kubadilishana data na PC

· I2C / TWI - usaidizi wa sensorer, mizunguko ya wakati

· SPI - mawasiliano na transducers haraka au kumbukumbu za nje

Ugavi wa umeme: USB au chanzo cha nje (kwa mfano adapta ya AC)

Toleo la ADK limeundwa kwa miradi inayotumia mawasiliano na Android. Kidhibiti cha USB kilichojengwa pia hukuruhusu kuunganisha kamera, mdhibiti wa mchezo au mtawala wa mwendo.

Hatua ya 5: Arduino Leonardo Ethernet

Arduino Leonardo Ethernet

Faida kuu ya moduli ni unganisho rahisi kwa mtandao. Moduli ina tundu la mtandao na mtawala wa Ethernet. Pia kuna slot ya kadi ya kumbukumbu ya microSD kwenye ubao. Ufafanuzi sawa na Arduino Leonardo:

· Mdhibiti mdogo wa Atmega32u4 (32kB Flash, 2.5kB SRAM, · Kasi ya saa 16MHz)

Pembejeo / matokeo 20 ya dijiti - ambayo, kwa mfano, LED, vifungo, maonyesho, n.k zinaweza kuunganishwa.

· Matokeo 7 ya PWM - kwa mfano kudhibiti kasi ya kuzunguka kwa motors, kuweka nafasi ya servo

· Pembejeo 12 za Analog - kuruhusu kufanya kazi kila sensorer, transducers na pato la analog

Maingiliano ya mawasiliano:

· UART - moja wapo ya njia rahisi za kubadilishana data na PC

· I2C / TWI - usaidizi wa sensorer, mizunguko ya wakati

· SPI - mawasiliano na transducers haraka au kumbukumbu za nje

Nguvu: chanzo cha nje (kwa mfano adapta ya AC)

Toleo la Ethernet limetengenezwa kwa miradi inayohitaji unganisho kwa mtandao. Urahisi pia ni mpangilio uliojumuishwa wa kadi ya MicroSD, ambayo data zaidi inaweza kuhifadhiwa kuliko kwenye kumbukumbu ya mdhibiti mdogo.

Hatua ya 6: Arduino Kutokana

Arduino Kutokana

Shukrani kwa Arduino Kutokana, mtumiaji anaweza kuunda mifumo kwa kutumia ARM 32-bit Cortex M3 microcontroller kulingana na maktaba za Arduino. Ufafanuzi ni kama ifuatavyo:

· Voltage ya usambazaji: 7V hadi 12V (inapendekezwa), 6V-20V (kiwango cha juu)

· Mikrokontroler: AT91 SAM3X8E, rdzeń 32-bit ARM Cortex M3

· Mzunguko wa saa wa juu: 84MHz

· Kumbukumbu ya SRAM: 96 kB Flash memory: 512 kB

Pini I / O: 54

Njia za PWM: 12

· Idadi ya pembejeo za Analog: 12 (Vituo vya kubadilisha A / D)

· D / kibadilishaji (digital-analogue)

· Mdhibiti wa DMA

· Maingiliano ya serial: UART, SPI, I2C, CAN, USB

· Mtatuaji JTAG

Bodi imejitolea kwa watumiaji ambao wanataka kufahamiana na suluhisho za hivi karibuni katika ulimwengu wa watawala wadogo. Ina uwezo zaidi kuliko matoleo ya AVR, mizunguko tajiri ya pembeni, pamoja na ubadilishaji wa dijiti-kwa-analog.

Mbali na hayo hapo juu, Arduino pia hutoa:

Arduino Zero M0 Pro - 32 bit Cortex M0 - Atmel ATSAMD21G18 moduli ya microcontroller 32-bit iliyo na msingi wa ARM Cortex M-0. Inayo kumbukumbu ya 256 KB, 32 KB ya RAM, I / Os ya dijiti 14, vituo 12 vya PWM, pembejeo 6 za analog na pato moja, na njia kuu za mawasiliano. Moduli inafanya kazi na 3.3 V.

Arduino Yún - WiFi - Uunganisho wa Arduino na mfumo wa Linux. Moduli kulingana na mfumo wa ATmega32u4 uliotumiwa katika Leonardo hukuruhusu kupanga na kudhibiti kifaa bila waya kupitia mtandao wa WiFi na maktaba inayofaa. Pia kuna toleo la Arduino Yun PoE - inayotokana na mtandao wa Ethernet.

Arduino Micro - moduli ndogo ndogo kulingana na Arduino Leonardo, inaonyeshwa na saizi ndogo. Inayo mdhibiti mdogo wa AVR Atmega32U4. Vifaa na I / O 20 ya dijiti na miingiliano maarufu ya mawasiliano.

4. Mifano ya matumizi

- Arduino na mwelekeo katika nafasi ya pande tatu.

Mfano wa kutumia gyroscope 3-axis, accelerometer na magnetometer (mfumo wa MinImu9) kwa mwelekeo katika nafasi ya 3D.

- Arduino na onyesho la LCD.

Msaada wa kuonyesha LCD na mtawala wa HD44780 kwa kutumia moduli ya Arduino.

- Udhibiti wa motor DC kutumia jukwaa la Arduino.

Mfano wa moduli za kushughulikia (H-madaraja) zinazotumiwa kudhibiti mwelekeo na kasi ya motors DC.

- Uunganisho kwa mtandao wa Ethernet

Uunganisho wa Arduino na moduli ya Ethernet ENC28J60.