Mwongozo wa Kompyuta kwa Watawala Mdogo: Hatua 10 (na Picha)

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

Je! Watawala wa mbali, ruta, na roboti wanafananaje? Mdhibiti mdogo! Siku hizi, wadhibiti-wenye uwezo wa kuanza-kutumia ni rahisi kutumia na kupanga na kompyuta ndogo tu, kebo ya USB, na programu zingine za bure. Woohoo !! Miradi yote, hapa tunakuja!

Kukamata? Kuna kama, 4324302 * microcontroller tofauti na inaweza kuwa ya kutisha kuanza, haswa ikiwa unaingia tu kwenye vifaa vya elektroniki. Unaanzia wapi heka ?!

Hapa, bbies, nilipata chu. Ikiwa unatafuta kujenga miradi mizuri ya elektroniki, jifunze programu / teknolojia, au unataka kufundisha wengine juu ya vifaa vya elektroniki, mafunzo haya yatakusaidia kujua ni nini mdhibiti mdogo anayefaa kwa mahitaji yako, malengo, na bajeti. Ndio! Tuanze!

Wakati wa Kusoma: ~ 20 min

* Ok, sawa, labda sio * hiyo, lakini dazeni kadhaa!

Hatua ya 1: Subiri…. Mdhibiti mdogo ni nini?

Labda umeona neno hili na ulikuwa kama "wtf" lakini haukuhisi faraja ya kutosha kuuliza *. Sawa kabisa, hapa kuna upepo wa haraka:

Mdhibiti mdogo ni "kompyuta rahisi" ambayo huendesha programu moja kwa kitanzi. Zimeundwa kufanya kazi moja, maalum.

Katika mwongozo huu, tutazingatia watawala wadogo ambao wana bodi za kuzuka, au bodi ambayo inafanya iwe rahisi kuungana na kupanga microcontroller.

Kwenye ubao wa kuzuka, pini za microcontroller zinauzwa kwa bodi ya mzunguko iliyochapishwa ("PCB"), vichwa vya habari au viunganishi vingine vinaongezwa kwenye PCB, na firmware fulani ya msingi, au programu ya kudumu, imejaa kupangilia mdhibiti mkuu kupokea ishara.

* Maswali ni mazuri kila wakati hata ikiwa ni "bubu" au "n00by", pata nafasi salama - kama Maagizo!

Hatua ya 2: Ni tofauti gani kati ya Raspberry Pi na Microcontroller?

Raspberry Pi sio ndogo tu na ya kupendeza, pia ni kompyuta kamili!: D

Kompyuta zina microprocessors NA microcontroller ambazo hufanya kazi pamoja kufanya majukumu mengi mara moja.

Microprocessor ni nini "kuinua nzito" kwenye kompyuta. Inafanya maagizo na mahesabu ambayo hufanya kompyuta ifanye kazi. Microprocessors ni haraka sana kuliko watawala wadogo, lakini wanahitaji rasilimali za nje kama RAM, bandari za Kuingiza / Pato, n.k.

Kompyuta (ambazo zina pembejeo na matokeo, uhifadhi, na usindikaji) zinaweza kuendesha programu nyingi kwa wakati - unaweza kutumia mtandao, kukumbusha na picha za zamani, andika karatasi, na uwe na tabo kama 1000 zilizofunguliwa zote kwa wakati mmoja! Udhibiti mdogo wa umeme … sio sana. Unaweza kufanya moja ya mambo hayo, lakini sio yote.

Ili kujifunza zaidi kuhusu Raspberry Pi, angalia sehemu ya mwisho ya mafunzo haya!

Hatua ya 3: Arduino (Uno)

Mdhibiti dhabiti, mwenye chanzo wazi na mazingira ya programu iliyoundwa kwa Kompyuta na ujuzi fulani wa nyaya.

Zama zilizopendekezwa: 12+ (o r watoto wako sawa na programu na algebra)

Ugumu: Kati

Gharama ya Wastani: ~ $ 35

Kuna aina nyingi za bodi za Arduino. Huyu ndiye Arduino Uno, anayefaa zaidi kwa Kompyuta! Kuna bodi ambazo ni kubwa, ndogo, zinaweza kuvaliwa, na kwa kesi maalum za matumizi kama roboti.

Kujua bodi za Arduino na ramani za programu vizuri kwa miradi na kazi katika sayansi ya kompyuta, uhandisi, na muundo.

Vipengele vya vifaa

• Arduino Uno ina pini 14 za Uingizaji na Uingizaji wa Dijiti ("I / O"), pini 6 za Analog I / O, pini 2 za Power Out (3.3V na 5V), na pini 3 za Ground (GND).
• Uingizaji wa nguvu unaweza kuwa popote kutoka 5 hadi 12 VDC

• Vichwa vya ICSP vinakuruhusu kuunganisha tani ya bodi tofauti za kuongeza zinazoitwa "ngao".

  Kwa mfano, unaweza kuongeza ngao ya WiFi kuunganisha Arduino yako kwenye wavu

Lugha ya Programu: Wiring (Combo ya C ++ / Usindikaji)

Mfano wa Mradi: Kutumia Mwendo Kutikisa Mchezo wa Maze!

Ununuzi / Jifunze Zaidi: Wavuti ya Arduino

Hatua ya 4: Micro: Bit

Mdhibiti mzuri wa lil 'microcontroller anayefaa kwa watoto na watu wanaoanza tu na usimbuaji na vifaa.

Zama zilizopendekezwa: 8+ (au watoto wanastarehe na mizunguko na zana rahisi)

Ugumu: Kompyuta

Gharama ya Wastani: ~ $ 15

Micro: Bit ni zana nzuri ya kuanza kujifunza jinsi ya kuweka nambari, kufundisha wengine, haswa wanafunzi wa shule ya msingi, jinsi ya kuweka nambari, na kutengeneza prototypes rahisi na za haraka za elektroniki.

Micro: Bit ni ushirikiano kati ya Microsoft na BBC kuleta kompyuta za elimu kwenye madarasa ulimwenguni kote.

Vipengele vya vifaa:

• Micro: Bit ina pini 3 za I / O za Dijitali na Analog, pini 1 ya Power Out (3.3V), na pini 1 ya Ground (GND)
• Uingizaji wa nguvu unapaswa kuwa 3 - 5 VDC kupitia kebo ndogo ya USB au kontakt ya pakiti ya betri.

• Pia ina pembejeo nyingi, matokeo, na sensorer!

  • 5x5 (25) tumbo la LED
  • Pushbuttons mbili (A, B)
  • Transmitter na Mpokeaji wa Redio
  • Accelerometer
  • Dira
  • Sensorer za Mwanga na Joto
• Kwa pini zaidi za I / O, chukua Micro: Breakout!

Lugha ya Kupanga: Inazingatia au Javascript (www. MakeCode.org); unaweza pia kutumia CircuitPython

Mfano wa Mradi: Nakala Mtume Puppet!

Ununuzi / Jifunze Zaidi: Tovuti ya Micro: Bit

Hatua ya 5: Mzunguko wa Uwanja wa michezo wa Maonyesho

Mdhibiti Mdogo hodari kwa watoto na watu wanaoanza tu na usimbuaji na vifaa.

Kumbuka: Kuna pia uwanja wa uwanja wa michezo Classic - vifaa vinafanana, lakini bodi hii imewekwa katika Arduino IDE.

Zama zilizopendekezwa: 8+ (au watoto wanastarehe na mizunguko na zana rahisi)

Ugumu: Kompyuta

Gharama ya Wastani: ~ $ 25

Circuit Playground Express, au CPX, ni zana inayofaa ya kujifunza jinsi ya kuweka nambari, kufundisha wengine jinsi ya kuweka nambari, na kutengeneza mifano ya haraka kwa Kompyuta kwa wataalam sawa.

Mzunguko wa Uwanja wa Uwanja Express ni nguvu ndogo na hodari inayoundwa na Viwanda vya Adafruit.

Vipengele vya vifaa

• CPX ina pete 7 za Dijiti / Analog Input & Pato ("I / O") ambazo pia zina mguso mzuri!

  • 1 "kweli" Analog pete I / O
  • Pete ya 2 ya umeme (3.3V)
  • Pini 3 za Ardhi (GND)
• Uingizaji wa umeme unapaswa kuwa 3 - 5 VDC kupitia kebo ndogo ya USB au kontakt ya pakiti ya betri.

• Pia kuna tani za pembejeo, matokeo, na sensorer!

  • Mini Neopixels (inaweza kuwa rangi zote)
  • Pushbuttons 2 (A, B)
  • Kubadilisha Slide 1

  • Transmitter ya infrared na Mpokeaji

    Inaweza kupokea / kusambaza nambari za kudhibiti kijijini, kutuma ujumbe kati ya CPXs, na kutenda kama sensa ya umbali

  • Accelerometer
  • Sensor ya sauti na spika ndogo
  • Sensorer za Mwanga na Joto

Lugha ya Kupanga: Inazingatia au Javascript (www. MakeCode.org); unaweza kutumia CircuitPython na Wiring (Arduino IDE)

Mfano wa Mradi: Mdhibiti wa Ishara ya Minecraft!

Ununuzi / Jifunze Zaidi: Viwanda vya Adafruit

Hatua ya 6: Makey Makey

Mdhibiti mdogo wa utangulizi mzuri kwa watoto wachanga na watu wapya kwa vifaa vya elektroniki na usimbuaji, haswa kwa wale ambao wanataka kucheza na teknolojia bila kujenga mizunguko na nambari.

Zama zilizopendekezwa: 5+ (au watoto wanastarehe na zana rahisi)

Ugumu: Kompyuta

Gharama ya Wastani: ~ $ 50

Makey Makey ni hatua nzuri ya kwanza kwenye umeme na teknolojia - hakuna programu inayohitajika! Unganisha klipu za alligator kwenye pedi kisha unganisha vifaa vyovyote vyenye nguvu, kama mikono, matunda, au vitu vya chuma, kuchochea funguo fulani za kibodi na panya.

Makey Makey ni bodi inayoendana na Arduino, ikimaanisha kwamba unaweza pia kuipanga upya kwa kutumia Mazingira ya Jumuishi ya Maendeleo ya Arduino ("IDE").

Vipengele vya vifaa

• Makey Makey ina pedi sita (6) za kugusa zenye uwezo mbele ya ubao:

  • Nne dhibiti vitufe vya mshale wa kibodi,
  • Mtu hudhibiti spacebar, na
  • Mtu hudhibiti bonyeza ya kushoto ya panya.

• Nyuma ya bodi kuna pini za kichwa kwa udhibiti zaidi (pia kugusa kwa nguvu):

  • Pini sita (6) ramani hiyo kwa herufi,
  • Pini nne (4) ambazo zina ramani kwa mishale,
  • Pini mbili (2) ramani hiyo kwa funguo za panya, na
  • Pini moja (1) ambayo inachora ramani kwa kitufe cha nafasi ya mwambaa.
  • Kuna pia pini tatu (3) za jumla za I / O, pini ya nguvu ya 5V, na pini ya ardhini.

Lugha ya Programu: Haitumiki kwa Kompyuta; anaweza kuandika programu za mwanzo (msingi wa block); inaweza kupanga upya katika Wiring (Arduino IDE)

Mfano Miradi

Mwanzoni: Sakafu ya Piano

Kati: Mchezo wa Utafiti wa Maingiliano!

Ununuzi / Jifunze Zaidi: Tovuti ya Makey Makey

Hatua ya 7: Bodi zingine za kawaida

Kuna waaaay ni wadhibiti wengi sana wa microcontroli kufunika katika mafunzo moja. Ikiwa una hitaji maalum maalum, labda kuna mdhibiti mdogo wa hiyo (kama programu!). Ili kupata hisia kwa bodi zingine ambazo hazijatajwa katika mafunzo haya, tumia hesabu za SparkFun Electronics na Viwanda vya Adafruit na / au uliza watu kwenye uwanja!

Hapa kuna chache za neema zangu:

Chembe Photon

Sawa na Arduino Nano, Photon ni Mdhibiti mdogo wa WiFi aliyeunganishwa ambaye anaweza kusanikishwa bila waya. Usanidi rahisi hutumia programu ya bure (ya bure) ya smartphone, lakini ikiwa inaweza pia kusanidiwa moja kwa moja kupitia USB kwa karibu lugha sawa na Arduino *.

Zama zilizopendekezwa: 12+ (au watoto wanastarehe w / mizunguko na usimbuaji)

Ugumu: Kati

Gharama: ~ $ 20

Kwa habari zaidi na kupata usanidi wa Photon, tembelea Duka la duka la mkondoni hapa.

Lugha ya Programu: Wiring (zaidi au chini)

Mfano Mradi

Kiwango cha Viwanda cha IoT

* Wiring ni mfumo wa nambari, kwa hivyo nambari nyingi za Arduino zitafanya kazi bila marekebisho. Unaweza pia kuandika katika mkutano wa C / C ++ au ARM

Kuzuka kwa Adafruit HUZZAH ESP8266

Ndogo ndogo, ya bei rahisi (na kwa sasa inajulikana sana katika jamii ya IoT *) microcontroller ya WiFi. Utahitaji kebo ya FTDI au console. Unaweza kutumia IDE ya Arduino kupanga bodi hii au Mkalimani wa Lua wa NodeMCU.

Zama zilizopendekezwa: 14+ (au watoto wanastarehe w / vifaa na programu)

Ugumu: Kati ++

Gharama: ~ $ 10

Kwa habari zaidi, tembelea ukurasa wa bidhaa wa HUZZAH Adafruit.

(SparkFun pia ina bodi kama hiyo, "ESP8266 Thing", ambayo unaweza kupata hapa kwa $ 15.)

Lugha ya Programu: Lua (aina kama Python) au Wiring (Arduino IDE)

* IOT inasimama kwa "Mtandao wa Vitu", ambalo ni neno ambalo linamaanisha kuunganisha na kudhibiti vifaa anuwai vya vifaa, kama sensorer na umeme wa nyumbani, kwenye mtandao.

Adafruit Trinket M0

Mdhibiti mdogo mdogo lakini mwenye nguvu ambaye huweka laini kati ya kompyuta na dhibiti ndogo (ina processor ya ATSAMD21E18 32-bit Cortex M0). Inaweza kusanidiwa na Chatu cha Mzunguko au katika Arudino IDE.

Zama zilizopendekezwa: 14+ (au watoto wanastarehe w / vifaa na programu)

Ugumu: Kati

Gharama: ~ $ 9

Kwa habari zaidi, tembelea ukurasa wa bidhaa ya Adafruit kwa Trinket M0.

Lugha ya Kupanga: MzungukoPython au Wiring (Arduino IDE)

Kuna TANI ya bodi zingine za M0, sawa na upeo wa watawala wadogowadogo wa Arduino Zero. Ikiwa hii haifai mahitaji yako au dhana yako, tafuta karibu kwenye wavuti za Adafruit na SparkFun!

Hatua ya 8: Microcontrollers anayevaa

Kuna pia wachache wa watawala wadogo iliyoundwa kwa miradi inayoweza kuvaliwa!

Kinachofanya hizi maalum ni kwamba zinaweza kuoshwa, kwa hivyo sio lazima kuwatoa kwenye mradi mzuri uliofanya (lakini ondoa betri!).

Watawala wadogowadogo wanaovaa pia wana pini maalum za I / O ambazo hufanya iwe rahisi kushona kwa nguo na kushona mizunguko na uzi wa kusonga. Hapa kuna chache za neema zangu:

Matunda ya matunda FLORA

Mdhibiti mdogo anayeweza kushonwa na pembejeo na matokeo 14. Inaweza kuoshwa (lakini def ondoa betri).

Zama zilizopendekezwa: 12+ (au watoto wanastarehe w / mizunguko na usimbuaji)

Ugumu: Kati

Gharama: $ 15

Lugha ya Programu: Wiring (Arduino IDE)

Kwa habari zaidi, tembelea Adafruit FLORA ukurasa wa bidhaa.

Arduino Gemma

Mdhibiti mdogo anayeweza kushonwa wa lil mwenye pembejeo na matokeo 3. Inafaa kabisa kwa kujificha, kuungana na vitu vidogo, na kuunda mapambo.

Zama zilizopendekezwa: 12+

Ugumu: Kati

Gharama: ~ $ 5

Lugha ya Programu: Wiring (Arduino IDE)

Kwa habari zaidi, tembelea Arduino Gemma ukurasa wa bidhaa.

Arduino Lilypad

Mdhibiti mdogo anayeshonwa wa duara na pembejeo na matokeo 14 yanayopatikana.

Zama zilizopendekezwa: 12+

Ugumu: Kati

Gharama: ~ $ 25

Lugha ya Programu: Wiring (Arduino IDE)

Kwa habari zaidi, tembelea ukurasa wa bidhaa wa SparkFun kwa Lilypad.

Hatua ya 9: Raspberry Pi 3

Raspberry Pi, au Pi kwa kifupi, ni kompyuta yenye ukubwa wa kadi ya mkopo * ambayo ina toleo maalum la Linux na inaweza kusanidiwa kudhibiti vifaa.

Zama zilizopendekezwa: 12 + au watoto wanastarehe na usimbuaji na algebra

Ugumu: Kati (rahisi kama kompyuta)

Gharama ya Wastani: ~ $ 35

Kompyuta ya Raspberry Pi, au Pi kwa kifupi, inaweza kutumika kama kompyuta "ya kawaida" au kama mtawala wa kila aina ya miradi ya vifaa. Ni kompyuta nzuri ya kwanza kwa watoto kutumia na kujifunza kuandikia, na inatumiwa sana na wataalam wa vifaa vya kujenga kila aina ya miradi ya elektroniki, kutoka roboti hadi printa za 3D hadi mifumo ya kiotomatiki ya nyumbani!

Raspberry Pi imebadilisha njia tunayojenga umeme! Kuna matoleo kadhaa tofauti, ya hivi karibuni ni Raspberry Pi 3 na Pi Zero, toleo dogo la Pi 3 kwa $ 10 tu.

Muhtasari wa vifaa

• Mfumo wa Uendeshaji uliopendekezwa ("OS") ni toleo maalum la Linux iitwayo Raspbian.

• Pi ina pini 40 za Kusudi la Jumla na Pato ("GPIO").

  • Pini za I / O za dijiti (hakuna Analog I / O)
  • Pini 4 za Power Out (mbili 3.3V na mbili 5V)
  • Pini 8 za Ardhi (GND)
  • Pini 2 za Utaalam (I2C ID EEPROM, matumizi ya hali ya juu tu)

• Pi pia ina huduma nyingi za kawaida za kompyuta:

  • Bandari 4 za USB
  • 1 bandari ya Ethernet
  • 1 bandari ya HDMI
  • 1 sauti Jack
  • 1 Bandari ya Moduli ya Kamera

Lugha ya Programu (kwa pini za GPIO): Python au C ++

Kwa kuwa hii ni kompyuta kamili, unaweza kupanga kwa lugha yoyote unayotaka, pamoja na kupanga wadhibiti wengine wadogo!

Mfano Miradi

Ufuatiliaji wa Pet Pet!

Ufuatiliaji wa Kikosi cha Athari

Ununuzi / Maelezo zaidi: Raspberry Pi Foundation

* Pi inaweza kutumika sawa na mdhibiti mdogo wa kiwango NA pia inaweza kudhibiti watawala wadogo! Kimsingi, Pi ni ya kushangaza sana na mimi lazima * niijumuishe hata kwa kweli ni kompyuta:)

Hatua ya 10: Mawazo ya Mwisho

Ikiwa unaanza tu na unataka kujenga kila aina ya miradi, ningependekeza Mzunguko wa Uwanja wa Uwanja wa Michezo. Ni rahisi sana kuamka na kukimbia na ina tani ya vifaa vya ndani.

Ikiwa unapendezwa sana na mitandao ya kompyuta, AI, au unganisha vitu kwenye Mtandao (k.v kutengeneza "Smart Home"), ningependekeza Raspberry Pi.

Ikiwa unataka bodi thabiti, thabiti, na ya kuaminika kujenga miradi anuwai, nenda na Arduino.

Ikiwa bado haujui wapi kuanza na unatishwa kabisa, anza na Micro: Bit - ni $ 15 tu na ina vitu vingi vya snazzy juu yake ya kucheza nayo. Kwa kuongeza, ikiwa utapata rafiki yako, unaweza kutuma ujumbe wa lil 'na kurudi:)

Ushauri bora ninaoweza kukupa ni kupata mradi unaopenda na kuijenga! Kuna mafunzo mengi mkondoni kwa hivyo utafute karibu na mtu aliyejenga mradi huo au sawa. Jenga mbali ya matokeo yao na urekebishe upendavyo!

Na kwa kweli, acha maswali yoyote yanayohusiana katika maoni na nitajitahidi kusaidia!

Furaha ya utapeli!