Τα πιο ενδιαφέροντα και σύνθετα έργα στο Arduino. Τα πιο ενδιαφέροντα έργα Arduino

" παρουσιάζει το εκπαιδευτικό μάθημα "Arduino για αρχάριους". Η σειρά αποτελείται από 10 μαθήματα, καθώς και επιπλέον υλικό. Τα μαθήματα περιλαμβάνουν οδηγίες κειμένου, φωτογραφίες και εκπαιδευτικά βίντεο. Σε κάθε μάθημα θα βρείτε μια λίστα με τα απαραίτητα στοιχεία, μια λίστα προγραμμάτων και ένα διάγραμμα σύνδεσης. Μόλις ολοκληρώσετε αυτά τα 10 βασικά μαθήματα, θα μπορείτε να προχωρήσετε σε πιο ενδιαφέροντα μοντέλα και κατασκευή ρομπότ που βασίζονται στο Arduino. Το μάθημα απευθύνεται σε αρχάριους.

Σύντομες πληροφορίες για το Arduino

Τι είναι το Arduino;

Το Arduino (Arduino) είναι μια υπολογιστική πλατφόρμα υλικού, τα κύρια στοιχεία της οποίας είναι μια πλακέτα εισόδου-εξόδου και ένα περιβάλλον ανάπτυξης. Το Arduino μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία αυτόνομων διαδραστικών αντικειμένων ή για σύνδεση σε λογισμικό που εκτελείται σε υπολογιστή. Το Arduino είναι ένας υπολογιστής με μία πλακέτα.

Πώς συνδέονται το Arduino και τα ρομπότ;

Η απάντηση είναι πολύ απλή - το Arduino χρησιμοποιείται συχνά ως εγκέφαλος ρομπότ.

Το πλεονέκτημα των πλακών Arduino σε σχέση με παρόμοιες πλατφόρμες είναι η σχετικά χαμηλή τιμή τους και η σχεδόν διαδεδομένη κατανομή μεταξύ ερασιτεχνών και επαγγελματιών της ρομποτικής και της ηλεκτρικής μηχανικής. Μόλις μπείτε στο Arduino, θα βρείτε υποστήριξη σε οποιαδήποτε γλώσσα και ομοϊδεάτες που θα απαντήσουν στις ερωτήσεις σας και θα συζητήσουν τις εξελίξεις μαζί τους.

Μάθημα 1. LED που αναβοσβήνει στο Arduino

Στο πρώτο μάθημα θα μάθετε πώς να συνδέετε ένα LED σε ένα Arduino και να το ελέγχετε να αναβοσβήνει. Αυτό είναι το πιο απλό και βασικό μοντέλο.

LED- μια συσκευή ημιαγωγών που δημιουργεί οπτική ακτινοβολία όταν διέρχεται ηλεκτρικό ρεύμα προς τα εμπρός.

Μάθημα 2. Σύνδεση κουμπιού στο Arduino

Σε αυτό το σεμινάριο θα μάθετε πώς να συνδέσετε ένα κουμπί και ένα LED σε ένα Arduino.

Όταν πατηθεί το κουμπί, το LED θα ανάψει, ενώ όταν πατηθεί το κουμπί, δεν θα ανάψει. Αυτό είναι και το βασικό μοντέλο.

Μάθημα 3. Σύνδεση ποτενσιόμετρου στο Arduino

Σε αυτό το σεμινάριο θα μάθετε πώς να συνδέσετε ένα ποτενσιόμετρο στο Arduino.

Ποτενσιόμετρο- Αυτό αντίσταση με ρυθμιζόμενη αντίσταση.Τα ποτενσιόμετρα χρησιμοποιούνται ως ρυθμιστές διαφόρων παραμέτρων - ένταση ήχου, ισχύς, τάση κ.λπ.Αυτό είναι επίσης ένα από τα βασικά σχήματα. Στο μοντέλο μας από το γύρισμα του πόμολο του ποτενσιόμετρουΗ φωτεινότητα του LED θα εξαρτηθεί.

Μάθημα 4. Έλεγχος Servo στο Arduino

Σε αυτό το σεμινάριο θα μάθετε πώς να συνδέσετε έναν σερβομηχανισμό σε ένα Arduino.

Servoείναι ένας κινητήρας του οποίου η θέση του άξονα μπορεί να ελεγχθεί ρυθμίζοντας τη γωνία περιστροφής.

Οι σερβομηχανισμοί χρησιμοποιούνται για την προσομοίωση διαφόρων μηχανικών κινήσεων των ρομπότ.

Μάθημα 5. Τρίχρωμη λυχνία LED στο Arduino

Σε αυτό το σεμινάριο θα μάθετε πώς να συνδέσετε ένα τρίχρωμο LED σε ένα Arduino.

Τρίχρωμο LED(rgb led) - αυτά είναι τρία LED διαφορετικών χρωμάτων σε ένα περίβλημα. Συνοδεύονται είτε με μια μικρή πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος στην οποία βρίσκονται αντιστάσεις, είτε χωρίς ενσωματωμένες αντιστάσεις. Το μάθημα καλύπτει και τις δύο επιλογές.

Μάθημα 6. Πιεζοηλεκτρικό στοιχείο στο Arduino

Σε αυτό το μάθημα θα μάθετε πώς να συνδέσετε ένα πιεζοστοιχείο σε ένα Arduino.

Πιεζοστοιχείο- ένας ηλεκτρομηχανικός μετατροπέας που μεταφράζειηλεκτρική τάση σε δόνηση μεμβράνης. Αυτές οι δονήσεις δημιουργούν ήχο.

Στο μοντέλο μας, η συχνότητα του ήχου μπορεί να ρυθμιστεί ρυθμίζοντας τις κατάλληλες παραμέτρους στο πρόγραμμα.

Μάθημα 7. Φωτοαντίσταση στο Arduino

Σε αυτό το μάθημα του μαθήματος μας θα μάθετε πώς να συνδέσετε μια φωτοαντίσταση στο Arduino.

Φωτοαντίσταση- μια αντίσταση της οποίας η αντίσταση εξαρτάται από τη φωτεινότητα του φωτός που πέφτει πάνω της.

Στο μοντέλο μας, το LED ανάβει μόνο εάν η φωτεινότητα του φωτός πάνω από τη φωτοαντίσταση είναι μικρότερη από μια συγκεκριμένη φωτεινότητα.

Μάθημα 8. Αισθητήρας κίνησης (PIR) στο Arduino. Αυτόματη αποστολή e-mail

Σε αυτό το μάθημα του μαθήματος μας θα μάθετε πώς να συνδέσετε έναν αισθητήρα κίνησης (PIR) στο Arduino, καθώς και να οργανώσετε την αυτόματη αποστολή e-mail.

Αισθητήρας κίνησης (PIR)- αισθητήρας υπερύθρων για ανίχνευση κίνησης ή παρουσίας ανθρώπων ή ζώων.

Στο μοντέλο μας, όταν λαμβάνει ένα σήμα σχετικά με την ανθρώπινη κίνηση από έναν αισθητήρα PIR, το Arduino στέλνει μια εντολή στον υπολογιστή να στείλει ένα e-mail και η επιστολή αποστέλλεται αυτόματα.

Μάθημα 9. Σύνδεση αισθητήρα θερμοκρασίας και υγρασίας DHT11 ή DHT22

Σε αυτό το μάθημά μας, θα μάθετε πώς να συνδέσετε έναν αισθητήρα θερμοκρασίας και υγρασίας DHT11 ή DHT22 σε ένα Arduino και επίσης θα εξοικειωθείτε με τις διαφορές στα χαρακτηριστικά τους.

Αισθητήρας θερμοκρασίας και υγρασίαςείναι ένας σύνθετος ψηφιακός αισθητήρας που αποτελείται από έναν χωρητικό αισθητήρα υγρασίας και ένα θερμίστορ για τη μέτρηση της θερμοκρασίας.

Στο μοντέλο μας, το Arduino διαβάζει τις μετρήσεις του αισθητήρα και εμφανίζει τις ενδείξεις στην οθόνη του υπολογιστή.

Μάθημα 10. Σύνδεση πληκτρολογίου matrix

Σε αυτό το μάθημα του μαθήματός μας, θα μάθετε πώς να συνδέσετε ένα πληκτρολόγιο matrix σε μια πλακέτα Arduino και επίσης να εξοικειωθείτε με διάφορα ενδιαφέροντα κυκλώματα.

Πληκτρολόγιο Matrixεφευρέθηκε για να απλοποιήσει τη σύνδεση μεγάλου αριθμού κουμπιών. Τέτοιες συσκευές βρίσκονται παντού - σε πληκτρολόγια υπολογιστών, αριθμομηχανές και ούτω καθεξής.

Μάθημα 11. Σύνδεση της μονάδας ρολογιού πραγματικού χρόνου DS3231

Στο τελευταίο μάθημα του μαθήματος μας, θα μάθετε πώς να συνδέσετε μια μονάδα ρολογιού σε πραγματικό χρόνο από την οικογένεια
DS στην πλακέτα Arduino και επίσης εξοικειωθείτε με διάφορα ενδιαφέροντα κυκλώματα.

Μονάδα ρολογιού σε πραγματικό χρόνο- αυτό είναι ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα σχεδιασμένο για την καταγραφή χρονομετρικών δεδομένων (τρέχουσα ώρα, ημερομηνία, ημέρα της εβδομάδας κ.λπ.) και είναι ένα σύστημα που αποτελείται από μια αυτόνομη πηγή ενέργειας και μια συσκευή εγγραφής.

Εφαρμογή. Έτοιμα κουφώματα και ρομπότ Arduino

Μπορείτε να ξεκινήσετε να μαθαίνετε το Arduino όχι μόνο από τον ίδιο τον πίνακα, αλλά και αγοράζοντας ένα έτοιμο, πλήρες ρομπότ που βασίζεται σε αυτόν τον πίνακα - ένα ρομπότ αράχνη, ένα αυτοκίνητο ρομπότ, ένα ρομπότ χελώνας κ.λπ. Τέτοιοςτρόπος Είναι επίσης κατάλληλο για όσους δεν έλκονται ιδιαίτερα από τα ηλεκτρικά κυκλώματα.

Με την αγορά ενός μοντέλου ρομπότ εργασίας, π.χ. Στην πραγματικότητα, ένα έτοιμο παιχνίδι υψηλής τεχνολογίας μπορεί να ξυπνήσει το ενδιαφέρον για τον ανεξάρτητο σχεδιασμό και τη ρομποτική. Το άνοιγμα της πλατφόρμας Arduino σάς επιτρέπει να δημιουργείτε νέα παιχνίδια από τα ίδια εξαρτήματα.

Μια άλλη επιλογή είναι να αγοράσετε ένα πλαίσιο ή ένα σώμα ρομπότ: μια πλατφόρμα σε τροχούς ή μια πίστα, ένα ανθρωποειδές, μια αράχνη κ.λπ. Σε αυτή την περίπτωση, θα πρέπει να κάνετε μόνοι σας το γέμισμα του ρομπότ.

Εφαρμογή. Κατάλογος για κινητά

– ένας βοηθός για προγραμματιστές αλγορίθμων για την πλατφόρμα Arduino, σκοπός του οποίου είναι να δώσει στον τελικό χρήστη την ευκαιρία να έχει ένα κινητό σύνολο εντολών (βιβλίο αναφοράς).

Η εφαρμογή αποτελείται από 3 κύριες ενότητες:

• Χειριστές;
• Δεδομένα;
• Λειτουργίες.

Πού να αγοράσετε Arduino

Κιτ Arduino

Το μάθημα θα ενημερωθεί με επιπλέον μαθήματα. Ακολουθήστε μας

Arduinoείναι μια μικρή ηλεκτρονική συσκευή που αποτελείται από μια ενιαία πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος που μπορεί να ελέγχει διάφορους αισθητήρες, ηλεκτρικούς κινητήρες, φωτισμό, μετάδοση και λήψη δεδομένων... Το Arduino είναι μια ολόκληρη οικογένεια συσκευών διαφορετικών μεγεθών και δυνατοτήτων. Και επίσης αυτός είναι ένας ολόκληρος ζωολογικός κήπος κλώνων Arduino και ένας κόσμος συσκευών συμβατών με Arduino. Αλλά ας μιλήσουμε για όλα με τη σειρά.

1 "Εγκέφαλος" Arduino

Ο «εγκέφαλος» του Arduino είναι μικροελεγκτήοικογένειες Atmega. Ένας μικροελεγκτής είναι ένας μικροεπεξεργαστής με μνήμη και διάφορες περιφερειακές συσκευές, που υλοποιούνται σε ένα μόνο τσιπ. Στην πραγματικότητα, είναι ένας μικροϋπολογιστής με ένα τσιπ που είναι ικανός να εκτελεί σχετικά απλές εργασίες. Διαφορετικά μοντέλα από την οικογένεια Arduino είναι εξοπλισμένα με διαφορετικούς μικροελεγκτές.

Atmega328 - ο εγκέφαλος του Arduino UNO

Η φωτογραφία δείχνει έναν μικροελεγκτή Atmega328. Τέτοιοι μικροελεγκτές κοστίζουν Arduino UNOΚαι Arduino Nano(αλλά σε διαφορετικό κτίριο).

2 "Χέρια" Arduino

Τι ωφελεί όμως ένας εγκέφαλος αν δεν έχει χέρια; Σε αυτή την περίπτωση, τα χέρια είναι ηλεκτρικά τερματικά, τοποθετημένο περιμετρικά της πλακέτας Arduino. Υπάρχουν σανίδες με περισσότερες καρφίτσες και κάποιες με λιγότερες. Για παράδειγμα, η μεγαλύτερη πλακέτα στην οικογένεια Arduino είναι Arduino Mega- έχει περισσότερες από 70 ανεξάρτητες εξόδους και η μικρότερη - Arduino Pro Mini- 22 καρφίτσες συνολικά.

Η φωτογραφία δείχνει μια σύγκριση του Arduino Mega και του Arduino Pro Mini. Μπορείτε να φανταστείτε τι θα μπορούσε να κάνει ένας άνθρωπος με τόσα χέρια όσα υπάρχουν καρφίτσες Arduino Mega;

3 Ψηφιακό και αναλογικόσυμπεράσματα

Δεν είναι όλα τα pin Arduino ίδια. Υπάρχουν συμπεράσματα ψηφιακό, αλλά υπάρχει αναλογικό. Η θεμελιώδης διαφορά μεταξύ τους είναι ότι οι ψηφιακές ακίδες μπορούν να έχουν μόνο δύο τιμές: είτε λογικό "1" (TRUE, από 3 έως 5 βολτ) ή λογικό "0" (FALSE, από 0 έως 1,5 βολτ) και Στις αναλογικές ακίδες , το εύρος από το λογικό "1" έως το "0" χωρίζεται σε πολλές μικρές ενότητες.

Γιατί είναι απαραίτητο αυτό; Ας δούμε ένα τόσο ξεκάθαρο παράδειγμα. Εάν συνδέσετε ένα LED στον ψηφιακό ακροδέκτη Arduino και εφαρμόσετε ένα λογικό "1" στην έξοδο, το LED θα ανάψει με μέγιστη φωτεινότητα. Εάν εφαρμόσετε το "0" το LED θα σβήσει. Δεν υπάρχουν ενδιάμεσες επιλογές. Εάν το LED είναι συνδεδεμένο σε αναλογική έξοδο, τότε η φωτεινότητα του LED μπορεί να ελεγχθεί ομαλά. Στην πράξη, κάποιου είδους αναλογικοί αισθητήρες συνδέονται συχνότερα με τις αναλογικές εξόδους.

4 Τι μπορεί να ελέγξει; Arduino

Ως αποτέλεσμα, ένας τέτοιος αριθμός «όπλων» στο Arduino σάς επιτρέπει να συνδέσετε έναν τεράστιο αριθμό διαφορετικών περιφερειακών συσκευών σε αυτό. Μεταξύ αυτών, για παράδειγμα:

• κουμπιά, διακόπτες καλαμιού και χειριστήρια,
• LED και φωτοδίοδοι,
• μικρόφωνα και ηχεία,
• ηλεκτροκινητήρες και σερβομηχανές,
• οθόνες LCD,
• συσκευές ανάγνωσης ετικετών ραδιοφώνου (RFID και NFC),
• μονάδες bluetooth, WiFi και Ethernet,
• συσκευές ανάγνωσης καρτών SD,
• ραδιοφωνικούς δέκτες και ραδιοπομπούς,
• Μονάδες GPS και GSM...

Και επίσης δεκάδες διαφορετικοί αισθητήρες:

• φωτισμός,
• μαγνητικό πεδίο,
• αποστασιομετρητές υπερήχων και λέιζερ,
• γυροσκόπια και επιταχυνσιόμετρα,
• αισθητήρες σύνθεσης καπνού και αέρα,
• αισθητήρες πίεσης, θερμοκρασίας και υγρασίας...

Και πολλά, πολλά άλλα

Όλα αυτά μετατρέπουν το Arduino σε έναν παγκόσμιο πυρήνα συστήματος που μπορεί να διαμορφωθεί με εντελώς διαφορετικούς τρόπους. Θέλετε να φτιάξετε έναν ραδιοελεγχόμενο τροφοδότη κατοικίδιων; Παρακαλώ! Θέλετε το παράθυρο στο χαγιάτι να κλείνει όταν αρχίσει να βρέχει; Παρακαλώ! Θέλετε να ελέγχετε τη φωτεινότητα του φωτισμού στο δωμάτιό σας από το smartphone σας; Εύκολα! Θα θέλατε να λαμβάνετε ειδοποιήσεις μέσω email εάν το χώμα των φυτών εσωτερικού χώρου στεγνώσει πολύ; Και αυτό είναι δυνατό!

Η φωτογραφία δείχνει μόνο ένα μικροσκοπικό μέρος των περιφερειακών που μπορούν να συνδεθούν στο Arduino. Στην πραγματικότητα, υπάρχουν πολλά, πολλά περισσότερα.

5 Ανακοίνωσημε το Arduino

Πώς ξέρει ο επεξεργαστής τι ακριβώς πρέπει να κάνει; Θα πρέπει να του το πεις αυτό. Η σύνταξη μηνυμάτων για το Arduino ονομάζεται προγραμματισμός. Υπάρχει μια γλώσσα για την επικοινωνία με έναν μικροελεγκτή, απλοποιημένη και προσαρμοσμένη ειδικά για το Arduino. Η εκμάθηση αυτής της γλώσσας δεν είναι καθόλου δύσκολη αν έχετε την επιθυμία και κάποια επιμονή, ακόμα κι αν δεν έχετε προγραμματίσει ποτέ πριν.

Και για να απλοποιηθεί αυτή η διαδικασία, έχει αναπτυχθεί ένα ειδικό περιβάλλον λογισμικού - Arduino IDE. Περιλαμβάνει δεκάδες παραδείγματα καλών, λειτουργικών προγραμμάτων. Αφού τα μελετήσετε, πολύ γρήγορα θα μάθετε πολλά για τη γλώσσα επικοινωνίας με το Arduino.

Το Arduino θα επιτρέψει στα προγράμματά σας να μετακινηθούν από τον εικονικό κόσμο στον πραγματικό κόσμο. Θα μπορείτε να δείτε πώς τα προγράμματα που γράφετε κάνουν ένα LED να αναβοσβήνει ή έναν κινητήρα να περιστρέφεται και στη συνέχεια να κάνετε πιο περίπλοκα και χρήσιμα πράγματα. Το Arduino θα σας επιτρέψει να μάθετε πολλά νέα και ενδιαφέροντα πράγματα τόσο στα ηλεκτρονικά όσο και στον προγραμματισμό. Στο τέλος, αυτό μπορεί να χρησιμεύσει ως ένα εξαιρετικό χόμπι για εσάς, μια διασκεδαστική δραστηριότητα με τα παιδιά και ένα υπέροχο και χρήσιμο χόμπι.

Μπορείτε να παραγγείλετε το Arduino και μια μεγάλη ποικιλία αισθητήρων για αυτό στο κινεζικό ηλεκτρονικό κατάστημα Ali-Express. Εδώ οι τιμές είναι χαμηλότερες, αλλά η παράδοση διαρκεί από 3 εβδομάδες έως 1,5 μήνα. Μπορείτε να παραγγείλετε το Arduino στο κατάστημα ηλεκτρονικών ειδών Voltiq.ru. Οι τιμές εδώ είναι ελαφρώς υψηλότερες από ό,τι στα κινεζικά ηλεκτρονικά καταστήματα, αλλά δεν χρειάζεται να περιμένετε έναν ολόκληρο μήνα. Ένα άλλο καλό κατάστημα ηλεκτρονικών και ρομποτικών είναι το FastNVR.ru.

Και τέλος, δείτε ποια διαφορετικά και υπέροχα έργα μπορούν να υλοποιηθούν χρησιμοποιώντας το Arduino!

Το Arduino/Genuino UNO είναι ένας κορυφαίος πίνακας για την ανάπτυξη των δικών σας έργων, την κατασκευή απλών συστημάτων αυτοματισμού και ρομποτικής που βασίζονται στον μικροελεγκτή ATmega328 με δωρεάν λογισμικό και ανοιχτή αρχιτεκτονική. Το Arduino UNO R3 είναι σήμερα η πιο δημοφιλής πλατφόρμα για εκκολαπτόμενους εφευρέτες, λάτρεις των DIY, φοιτητές και μαθητές.

Arduino UNO: pinout πλακέτας

Σας έχουμε ήδη πει τι είναι το Arduino UNO CH340, οπότε ας προχωρήσουμε κατευθείαν στα χαρακτηριστικά και την περιγραφή της πλακέτας Arduino UNO. Το διάγραμμα pinout και κυκλώματος της πλατφόρμας φαίνεται στην παρακάτω φωτογραφία. Όπως έχουμε ήδη πει, ολόκληρη η σειρά πλακών έχει μια εντελώς ανοιχτή αρχιτεκτονική συστήματος, η οποία επιτρέπει σε οποιονδήποτε τρίτο κατασκευαστή να αντιγράψει και να αναβαθμίσει τις πλακέτες Arduino Genuino UNO.

Pinout πλακέτας Arduino UNO στα ρωσικά, ICSP

Το UNO είναι η καλύτερη επιλογή για να ξεκινήσετε με τους μικροελεγκτές. Η πλακέτα έχει βολικό μέγεθος και όλα όσα χρειάζεστε για να ξεκινήσετε: 14 ψηφιακές εισόδους/εξόδους (6 θύρες μπορούν να λειτουργήσουν σε λειτουργία PWM), 6 αναλογικές εισόδους για αισθητήρες, μια υποδοχή USB για προγραμματισμό και μια υποδοχή τροφοδοσίας Arduino UNO από τροφοδοτικό ή στέμμα. Το κυριότερο όμως είναι η τεράστια ποικιλία μαθημάτων και οδηγιών στο Διαδίκτυο.

Προδιαγραφές πλακέτας Arduino UNO

• Μικροελεγκτής: ATmega328
• Συχνότητα ρολογιού: 16 MHz
• Λογικό επίπεδο τάσης: 5 V
• Τάση εισόδου: 7-12V
• Θύρες I/O γενικής χρήσης: 20
• Μέγιστο ρεύμα από θύρα I/O: 40 mA
• Μέγιστο ρεύμα εξόδου θύρας 3,3V: 50mA
• Μέγιστο ρεύμα εξόδου θύρας 5V: 800mA
• Θύρες PWM: 6
• Θύρες που συνδέονται με το ADC: 6
• Χωρητικότητα ADC: 10 bit
• Μνήμη Flash: 32 KB
• Μνήμη EEPROM: 1 KB
• RAM: 2 KB
• Διαστάσεις: 69×53 mm

Arduino UNO: ηλεκτρικό κύκλωμα

Arduino UNO: Θύρες I/O, τροφοδοσία

Τάση λειτουργίας: 5 V όταν συνδέεται μέσω USB από οποιαδήποτε συσκευή (υπολογιστή, φορητό υπολογιστή, φορτιστή smartphone κ.λπ.). Όταν συνδέετε ταυτόχρονα έναν εξωτερικό προσαρμογέα (μπαταρία, κορώνα, τροφοδοτικό), η τροφοδοσία διακόπτεται αυτόματα, αλλά η πλακέτα μπορεί ακόμα να προγραμματιστεί μέσω υπολογιστή. Η συνιστώμενη τροφοδοσία για το Arduino Uno από μπαταρίες ή συσσωρευτή είναι από 7 έως 12 V.

Arduino UNO: τροφοδοτείται εξωτερικά

5V – η ακίδα Arduino παρέχει 5V, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την τροφοδοσία συσκευών
3,3 V - τροφοδοτείται τάση 3,3 V στον πείρο από τον εσωτερικό σταθεροποιητή
GND – πείρος γείωσης
VIN – ακίδα για την παροχή εξωτερικής τάσης
IREF – pin για ενημέρωση για την τάση λειτουργίας της πλακέτας

Μπορείτε να τροφοδοτήσετε τον μικροελεγκτή μέσω της θύρας VIN χρησιμοποιώντας καλώδια. Το "Plus" από μια εξωτερική πηγή παρέχεται στη θύρα VIN και το "Minus" στο GND (γείωση). Η παροχή εξωτερικής τάσης 5 Volt στον ακροδέκτη 5V δεν επιτρέπεται, καθώς η παροχή ρεύματος στο Genuino Arduino Uno παρακάμπτει τον σταθεροποιητή, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε βλάβη. Όλες οι ψηφιακές θύρες στην πλακέτα παρέχουν σταθεροποιημένη τάση 5 Volt.

Arduino UNO: υλικολογισμικό, μνήμη

Ο προγραμματισμός της πλακέτας πραγματοποιείται στο δωρεάν Arduino IDE στα ρωσικά, το οποίο μπορείτε να κατεβάσετε στον επίσημο ιστότοπο. Για τη σύνδεση συσκευών και μονάδων, χρησιμοποιούνται υποδοχές ("αρσενικό-αρσενικό" και "αρσενικό-θηλυκό"), οι οποίοι συνδέονται με τις θύρες Arduino. Για να ξεκινήσετε να εργάζεστε με την πλατφόρμα, μεταβείτε στην ενότητα Arduino uno r3 «Μαθήματα για αρχάριους», όπου παρέχονται λεπτομερείς οδηγίες με παραδείγματα.

Η πλακέτα υποστηρίζει τρεις τύπους μνήμης:

Flash - μνήμηΜέγεθος 32 kB, που χρησιμοποιείται για την αποθήκευση του προγράμματος. Όταν ο ελεγκτής αναβοσβήνει με ένα σκίτσο μέσω USB, γράφεται ειδικά στη μνήμη Flash. Για να καθαρίσετε τη μνήμη του Arduino UNO, θα πρέπει να ανεβάσετε ένα κενό σκίτσο.

Μνήμη SRAM- Αυτή είναι η RAM Arduino με χωρητικότητα 2 kB. Εδώ αποθηκεύονται οι μεταβλητές και τα αντικείμενα που δημιουργούνται στο σκίτσο. Η μνήμη SRAM είναι ασταθής όταν αποσυνδεθεί η τροφοδοσία από την πλακέτα, όλα τα δεδομένα θα διαγραφούν.

EEPROM- Αυτή είναι μια μη πτητική μνήμη χωρητικότητας 1 kB. Εδώ μπορείτε να καταγράψετε δεδομένα που δεν θα εξαφανιστούν όταν απενεργοποιηθεί η τροφοδοσία. Το μειονέκτημα της EEPROM είναι ο περιορισμός των κύκλων επανεγγραφής - 100.000 φορές, σύμφωνα με τον κατασκευαστή.

Περιγραφή του Arduino UNO στα ρωσικά

Σας συνιστούμε να εξοικειωθείτε με άλλες πλακέτες από τη σειρά Arduino-Genuino, για παράδειγμα, ένα ανάλογο της πιο δημοφιλής πλακέτας UNO - RobotDyn UNO R3 από έναν Κινέζο κατασκευαστή. Τα χαρακτηριστικά της πλακέτας δεν είναι σε καμία περίπτωση κατώτερα από τον επίσημο κατασκευαστή, αλλά ταυτόχρονα έχει μια πιο προσιτή τιμή και μια σειρά από πλεονεκτήματα. Όπως μια πιο βολική υποδοχή USB και περισσότερες αναλογικές εισόδους.

Καλημέρα, Χαμπρ. Ξεκινάω μια σειρά άρθρων που θα σας βοηθήσουν να εξοικειωθείτε με το Arduino. Αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι αν δεν είστε νέοι σε αυτήν την επιχείρηση, δεν θα βρείτε τίποτα ενδιαφέρον για τον εαυτό σας.

Εισαγωγή

Θα ήταν καλή ιδέα να ξεκινήσετε με την εξοικείωση με το Arduino. Arduino – υλικό και λογισμικό για συστήματα αυτοματισμού κτιρίων και ρομποτικής. Το κύριο πλεονέκτημα είναι ότι η πλατφόρμα απευθύνεται σε μη επαγγελματίες χρήστες. Δηλαδή, ο καθένας μπορεί να δημιουργήσει το δικό του ρομπότ, ανεξάρτητα από τις γνώσεις προγραμματισμού και τις δικές του δεξιότητες.

Αρχή

Η δημιουργία ενός έργου στο Arduino αποτελείται από 3 κύρια στάδια: σύνταξη κώδικα, πρωτότυπο (breadboarding) και υλικολογισμικό. Για να γράψουμε κώδικα και μετά να αναβοσβήσουμε τον πίνακα, χρειαζόμαστε ένα περιβάλλον ανάπτυξης. Στην πραγματικότητα, υπάρχουν αρκετά από αυτά, αλλά θα προγραμματίσουμε στο αρχικό περιβάλλον - Arduino IDE. Θα γράψουμε τον ίδιο τον κώδικα σε C++, προσαρμοσμένο για το Arduino. Μπορείτε να το κατεβάσετε στην επίσημη ιστοσελίδα. Ένα σκίτσο είναι ένα πρόγραμμα γραμμένο στο Arduino. Ας δούμε τη δομή του κώδικα:

main())( void setup())( ) void loop())( ) )

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι ο επεξεργαστής Arduino δημιουργεί τη συνάρτηση main(), η οποία απαιτείται στη C++. Και το αποτέλεσμα αυτού που βλέπει ο προγραμματιστής είναι:

void setup() ( ) void loop() ( )

Ας δούμε τις δύο απαιτούμενες λειτουργίες. Η συνάρτηση setup() καλείται μόνο μία φορά κατά την εκκίνηση του μικροελεγκτή. Είναι αυτή που ορίζει όλες τις βασικές ρυθμίσεις. Η συνάρτηση loop() είναι κυκλική. Καλείται σε έναν ατελείωτο βρόχο σε όλο το χρόνο λειτουργίας του μικροελεγκτή.

Πρώτο πρόγραμμα

Για να κατανοήσουμε καλύτερα την αρχή λειτουργίας της πλατφόρμας, ας γράψουμε το πρώτο πρόγραμμα. Θα εκτελέσουμε αυτό το απλό πρόγραμμα (Blink) σε δύο εκδόσεις. Η μόνη διαφορά μεταξύ τους είναι η συναρμολόγηση.

int Led = 13; // δηλώστε τη μεταβλητή Led στον ακροδέκτη 13 (έξοδος) void setup() ( pinMode(Led, OUTPUT); // ορίστε τη μεταβλητή ) void loop() ( digitalWrite(Led, HIGH); // Εφαρμογή τάσης στον ακροδέκτη 13 καθυστέρηση (1000 );

Η αρχή λειτουργίας αυτού του προγράμματος είναι αρκετά απλή: το LED ανάβει για 1 δευτερόλεπτο και σβήνει για 1 δευτερόλεπτο. Για την πρώτη επιλογή, δεν χρειάζεται να συναρμολογήσουμε διάταξη. Δεδομένου ότι η πλατφόρμα Arduino έχει ένα ενσωματωμένο LED συνδεδεμένο στον ακροδέκτη 13.

Υλικολογισμικό Arduino

Για να ανεβάσουμε ένα σκίτσο στο Arduino, πρέπει πρώτα να το αποθηκεύσουμε. Στη συνέχεια, για να αποφύγετε προβλήματα κατά τη φόρτωση, πρέπει να ελέγξετε τις ρυθμίσεις του προγραμματιστή. Για να το κάνετε αυτό, επιλέξτε την καρτέλα "Εργαλεία" στον επάνω πίνακα. Στην ενότητα "Πληρωμή", επιλέξτε την πληρωμή σας. Θα μπορούσε να είναι το Arduino Uno, το Arduino Nano, το Arduino Mega, το Arduino Leonardo ή άλλα. Επίσης, στην ενότητα «Θύρα» πρέπει να επιλέξετε τη θύρα σύνδεσής σας (τη θύρα στην οποία συνδέσατε την πλατφόρμα σας). Μετά από αυτά τα βήματα, μπορείτε να ανεβάσετε το σκίτσο. Για να το κάνετε αυτό, κάντε κλικ στο βέλος ή επιλέξτε "Λήψη" στην καρτέλα "Σκίτσο" (μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε τη συντόμευση πληκτρολογίου "Ctrl + U"). Το υλικολογισμικό της πλακέτας ολοκληρώθηκε με επιτυχία.

Πρωτότυπο / διάταξη

Για τη συναρμολόγηση του breadboard, χρειαζόμαστε τα ακόλουθα στοιχεία: LED, αντίσταση, καλωδίωση (jumpers), breadboard. Για να μην κάψετε τίποτα και για να λειτουργήσουν όλα με επιτυχία, πρέπει να αντιμετωπίσετε το LED. Έχει δύο «πόδια». Το κοντό είναι ένα μείον, το μακρύ είναι ένα συν. Θα συνδέσουμε τη γείωση (GND) και μια αντίσταση στο κοντό (για να μειώσουμε το ρεύμα που παρέχεται στο LED για να μην το κάψουμε) και θα τροφοδοτήσουμε το μακρύ (σύνδεση στον ακροδέκτη 13). Μετά τη σύνδεση, ανεβάστε το σκίτσο στον πίνακα, εάν δεν το έχετε κάνει στο παρελθόν. Ο κωδικός παραμένει ίδιος.

Αυτό είναι το τέλος του πρώτου μέρους. Σας ευχαριστώ για την προσοχή σας.

Οι περισσότεροι ηλεκτρονικοί μηχανικοί προτιμούν να κατασκευάζουν τα έργα τους με βάση έναν μικροελεγκτή, για τον οποίο έχουμε ήδη γράψει αρκετές φορές. Στο επόμενο άρθρο θα δούμε απλά σχέδια ηλεκτρονικών συσκευών για αρχάριους και τα πιο ασυνήθιστα έργα που βασίζονται στον αναφερόμενο μικροελεγκτή.

Πρώτον, αξίζει να εξοικειωθείτε με τη λειτουργικότητα του μικροεπεξεργαστή Arduino Uno, στον οποίο είναι χτισμένα τα περισσότερα έργα, και επίσης να εξετάσετε τους λόγους για την επιλογή αυτής της συσκευής. Παρακάτω είναι οι παράγοντες για τους οποίους ένας αρχάριος εφευρέτης πρέπει να επιλέξει το Arduino uno:

1. Αρκετά εύκολη στη χρήση διεπαφή. Είναι σαφές πού βρίσκεται η επαφή και πού να στερεώσετε τα καλώδια σύνδεσης.
2. Το τσιπ στην πλακέτα συνδέεται απευθείας στη θύρα USB. Το πλεονέκτημα αυτής της εγκατάστασης είναι ότι η σειριακή επικοινωνία είναι ένα πολύ απλό πρωτόκολλο που έχει αντέξει στη δοκιμασία του χρόνου και το USB κάνει τη σύνδεση με σύγχρονους υπολογιστές πολύ βολική.
3. Είναι εύκολο να βρείτε το κεντρικό τμήμα του μικροελεγκτή, που είναι το τσιπ ATmega328. Διαθέτει περισσότερες δυνατότητες υλικού, όπως χρονόμετρα, εξωτερικές και εσωτερικές διακοπές, PWM pins και πολλαπλές λειτουργίες ύπνου.
4. Η συσκευή είναι ανοιχτού κώδικα, επομένως ένας μεγάλος αριθμός ραδιοερασιτέχνων μπορεί να διορθώσει σφάλματα και προβλήματα στο λογισμικό. Αυτό διευκολύνει τον εντοπισμό σφαλμάτων έργων.
5. Η ταχύτητα ρολογιού είναι 16 MHz, η οποία είναι αρκετά γρήγορη για τις περισσότερες εφαρμογές και δεν επιταχύνει τον μικροελεγκτή.
6. Είναι πολύ βολικό να ελέγχετε την ισχύ μέσα σε αυτό και έχει ενσωματωμένη λειτουργία ρύθμισης τάσης. Ο μικροελεγκτής μπορεί επίσης να αποσυνδεθεί από τη θύρα USB χωρίς εξωτερική πηγή τροφοδοσίας. Μπορείτε να συνδέσετε μια εξωτερική πηγή ρεύματος έως και 12 V. Επιπλέον, ο ίδιος ο μικροεπεξεργαστής θα καθορίσει την απαιτούμενη τάση.
7. Διαθεσιμότητα 13 ψηφιακών επαφών και 6 αναλογικών επαφών. Αυτές οι ακίδες σάς επιτρέπουν να συνδέσετε εξοπλισμό στην πλακέτα Arduino uno από μέσα τρίτων κατασκευαστών. Οι ακίδες χρησιμοποιούνται ως κλειδί για την επέκταση της υπολογιστικής ισχύος του Arduino uno στον πραγματικό κόσμο. Απλώς συνδέστε τις ηλεκτρονικές συσκευές και τους αισθητήρες σας στις υποδοχές που αντιστοιχούν σε καθεμία από αυτές τις ακίδες.
8. Μια κεφαλίδα ICSP είναι διαθέσιμη για παράκαμψη της θύρας USB και διασύνδεση απευθείας με το Arduino ως σειριακή συσκευή. Αυτή η θύρα είναι απαραίτητη για την επαναφορά του τσιπ εάν είναι κατεστραμμένο και δεν μπορεί πλέον να χρησιμοποιηθεί στον υπολογιστή σας.
9. Διαθεσιμότητα 32 KB μνήμης flash για αποθήκευση κώδικα προγραμματιστή.
10. Η λυχνία LED στην πλακέτα συνδέεται με την ψηφιακή ακίδα 13 για να διορθώσει γρήγορα τον κώδικα και να απλοποιήσει τη διαδικασία.
11. Τέλος, έχει ένα κουμπί για την επαναφορά του προγράμματος στο τσιπ.

Το Arduino δημιουργήθηκε το 2005 από δύο Ιταλούς μηχανικούς, τον David Cuartilles και τον Massimo Banzi, με στόχο να επιτρέψει στους μαθητές να μάθουν πώς να προγραμματίζουν τον μικροελεγκτή Arduino uno και να βελτιώσουν τις ηλεκτρονικές τους δεξιότητες και να τον χρησιμοποιούν στον πραγματικό κόσμο.

Το Arduino uno μπορεί να ανιχνεύσει το περιβάλλον λαμβάνοντας είσοδο από διάφορους αισθητήρες και είναι ικανό να επηρεάσει το περιβάλλον και άλλους ενεργοποιητές. Ο μικροελεγκτής προγραμματίζεται χρησιμοποιώντας τη γλώσσα προγραμματισμού Arduino (βασισμένη σε καλωδίωση) και το περιβάλλον ανάπτυξης Arduino (βασισμένο σε επεξεργασία).

Τώρα ας περάσουμε απευθείας στα έργα στο Arduino uno.

Το πιο εύκολο έργο για αρχάριους

Ας δούμε μερικά απλά και ενδιαφέροντα έργα Arduino uno που μπορούν να κάνουν ακόμη και αρχάριοι σε αυτήν την επιχείρηση - ένα σύστημα συναγερμού.

Έχουμε ήδη κάνει ένα μάθημα για αυτό το έργο -. Εν συντομία για το τι γίνεται και πώς.

Αυτό το έργο χρησιμοποιεί έναν αισθητήρα κίνησης για την ανίχνευση κινήσεων και εκπομπών υψηλής συχνότητας και μια οπτική οθόνη που αποτελείται από φώτα LED που αναβοσβήνουν. Το ίδιο το έργο θα σας παρουσιάσει πολλά πρόσθετα που περιλαμβάνονται στο Arduino Beginner Kit, καθώς και τις αποχρώσεις της χρήσης του NewPing.

Είναι μια βιβλιοθήκη Arduino που σας βοηθά να ελέγχετε και να δοκιμάζετε τον αισθητήρα απόστασης σόναρ. Αν και δεν είναι ακριβώς πλήρης προστασία του σπιτιού, προσφέρει μια ιδανική λύση για την προστασία μικρών χώρων όπως υπνοδωμάτια και μπάνια.

Για αυτό το έργο εσείς θα χρειαστεί:

1. Αισθητήρας ping υπερήχων – HC-SR04.
2. Piezo buzzer.
3. Λωρίδα LED.
4. Φωτισμός αυτοκινήτου με λωρίδα RGB. Σε αυτό το σεμινάριο του έργου Arduino, θα μάθετε πώς να φτιάξετε εσωτερικό φωτισμό αυτοκινήτου RGB χρησιμοποιώντας μια πλακέτα Arduino uno.

Σε πολλούς λάτρεις των αυτοκινήτων αρέσει να προσθέτουν επιπλέον φώτα ή να αναβαθμίζουν τους εσωτερικούς λαμπτήρες σε LED, αλλά με την πλατφόρμα Arduino μπορείτε να απολαύσετε περισσότερο έλεγχο και λεπτομέρεια οδηγώντας ισχυρά LED και λωρίδες φωτός.

Μπορείτε να αλλάξετε το χρώμα φωτισμού χρησιμοποιώντας τη συσκευή σας Android (τηλέφωνο ή tablet) χρησιμοποιώντας την εφαρμογή " Ελεγκτής Bluetooth RGB” (Dev Next Prototypes), το οποίο μπορείτε να κατεβάσετε δωρεάν από το Android Play Store. Μπορείτε επίσης να βρείτε ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα EasyEDA ή να παραγγείλετε το δικό σας κύκλωμα που βασίζεται σε Arduino σε ένα PCB.

Καταπληκτικά έργα Arduino Uno

Οι περισσότεροι επαγγελματίες στον τομέα της ανάπτυξης ηλεκτρονικών έργων στο Arduino uno λατρεύουν να πειραματίζονται. Ως αποτέλεσμα, εμφανίζονται ενδιαφέρουσες και εκπληκτικές συσκευές, οι οποίες συζητούνται παρακάτω:

1. Προσθήκη τηλεχειριστηρίου υπερύθρων στο σύστημα ηχείων σας. Στα ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης, ένα τηλεχειριστήριο είναι ένα στοιχείο μιας ηλεκτρονικής συσκευής, όπως μια τηλεόραση, μια συσκευή αναπαραγωγής DVD ή άλλη οικιακή συσκευή, που χρησιμοποιείται για τον ασύρματο έλεγχο της συσκευής από μικρή απόσταση. Το τηλεχειριστήριο, πρώτα απ 'όλα, είναι βολικό για τον άνθρωπο και σας επιτρέπει να εργάζεστε με συσκευές που δεν είναι κατάλληλες για άμεση λειτουργία των χειριστηρίων.
2. Τρομάζω. Το ρολόι πραγματικού χρόνου χρησιμοποιείται για τη λήψη ακριβούς χρόνου. Εδώ αυτό το σύστημα εμφανίζει την ημερομηνία και την ώρα στην οθόνη LCD και μπορούμε να ρυθμίσουμε το ξυπνητήρι χρησιμοποιώντας τα κουμπιά ελέγχου. Μόλις φτάσει η ώρα του συναγερμού, το σύστημα εκπέμπει ένα ηχητικό σήμα.
3. Βηματικός κινητήρας. σημαίνει έναν ακριβή κινητήρα που μπορεί να περιστραφεί ένα βήμα τη φορά. Μια τέτοια συσκευή κατασκευάζεται με χρήση ρομποτικής, τρισδιάστατων εκτυπωτών και μηχανών CNC.

   Για αυτό το έργο, αποκτήστε τον φθηνότερο βηματικό κινητήρα που μπορείτε να βρείτε. Οι κινητήρες είναι διαθέσιμοι στο διαδίκτυο. Αυτό το έργο χρησιμοποιεί ένα βηματόμετρο 28byj-48, το οποίο είναι κατάλληλο για τα περισσότερα άλλα παρόμοια έργα. Είναι εύκολο να συνδεθεί στην πλακέτα Arduino.
   - Θα χρειαστείτε 6 καλώδια με συνδέσμους θηλυκού σε αρσενικό. Απλά πρέπει να συνδέσετε το μοτέρ στην πλακέτα και τέλος! Μπορείτε επίσης να προσθέσετε ένα μικρό κομμάτι ταινίας στην περιστρεφόμενη κεφαλή για να δείτε ότι παράγει μια περιστροφική κίνηση.

4. Αισθητήρας απόστασης υπερήχων. Αυτό το έργο χρησιμοποιεί το δημοφιλές , έτσι ώστε η συσκευή να αποφεύγει τα εμπόδια και να κινείται προς διαφορετικές κατευθύνσεις.

Όταν ολοκληρώσετε την εργασία σας, το αποτέλεσμα των ενεργειών σας θα εμφανιστεί στην οθόνη. Για να είναι απλά και ξεκάθαρα τα πράγματα, συνιστάται η χρήση LCD με μετατροπέα I2C, επομένως χρειάζεστε μόνο 4 καλώδια για να συνδεθείτε στην πλακέτα Arduino.