5 Ιδέες έργου Arduino

Το Arduino είναι ένας δημοφιλής προγραμματιζόμενος πίνακας κυκλωμάτων μικροελεγκτών που ξεκίνησε γύρω στο 2005. Με βάση τα τσιπ ATmega της Atmel, παρέχει μια πλατφόρμα χαμηλού κόστους στην οποία μπορείτε να δημιουργήσετε μια μεγάλη ποικιλία ηλεκτρονικών κυκλωμάτων ελέγχου. Ο προγραμματισμός και η χρήση του Arduino είναι αρκετά απλός, καθιστώντας το ελκυστικό για μαθητές και χομπίστες, καθώς και για μηχανικούς ηλεκτρονικών. Η πλακέτα Arduino διαθέτει τυπικές κεφαλίδες ακίδων 2,54 mm, επιτρέποντας εύκολη σύνδεση σε ψωμιά και άλλα ηλεκτρονικά εργαλεία πρωτοτύπων. Ως μικροελεγκτής, ταιριάζει στον έλεγχο σε πραγματικό χρόνο των φώτων, των αισθητήρων, των κινητήρων και άλλου εξοπλισμού. Μια ακμάζουσα κοινότητα χρηστών και προμηθευτών υλικού και λογισμικού υποστηρίζει το Arduino, επιτρέποντάς σας να αντιμετωπίσετε ένα ευρύ φάσμα έργων.

Ένας τυπικός υπολογιστής ή ακόμη και ένα smartphone έχει πολύ περισσότερη μνήμη και δύναμη σε αριθμό από το Arduino, αλλά μην το αφήσετε να σας αποβάλει. Το Arduino ειδικεύεται σε απλές επαναλαμβανόμενες εργασίες, όπως τον έλεγχο της ταχύτητας ενός κινητήρα. Δεν θα εκτελεί πολλές εξελιγμένες εφαρμογές ταυτόχρονα με έγχρωμα γραφικά υψηλής ταχύτητας. Επειδή επικεντρώνεται στις ηλεκτρονικές εφαρμογές ελέγχου, οι δημιουργοί του επέλεξαν σχεδιασμό χαμηλού κόστους χρησιμοποιώντας μόνο λίγα συστατικά.

Από μόνη της, ένας πίνακας Arduino δεν κάνει πολλά. χρειάζεστε μερικά άλλα στοιχεία με τα οποία μπορεί να διασυνδεθεί και να δράσει ο πίνακας. Παρόλο που μπορείτε να αγοράσετε ένα αυτόνομο Arduino, τα καταστήματα χόμπι πωλούν εύχρηστα κιτ που σας βοηθούν να μάθετε τα βασικά του υλικού και του λογισμικού. Εκτός από τον ίδιο τον πίνακα Arduino, ένα καλό κιτ περιλαμβάνει ένα breadboard για πρωτότυπα, αντιστάσεις, δίοδοι εκπομπής φωτός (LED) και άλλα ηλεκτρονικά εξαρτήματα, καλωδίωση και τροφοδοτικό εναλλασσόμενου ρεύματος 9V "wall wart" το Arduino. Τα καλύτερα κιτ έχουν οδηγούς οδηγιών που σας καθοδηγούν στην κατασκευή κυκλωμάτων και στην κωδικοποίηση.

Για να προγραμματίσετε το Arduino, χρειάζεστε έναν υπολογιστή. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε υπολογιστή Windows, Mac ή Linux μηχανή. Θα πρέπει επίσης να κατεβάσετε ένα αντίγραφο του Arduino Interactive Development Environment (IDE), το οποίο είναι ένα πρόγραμμα επεξεργασίας κειμένου που χρησιμοποιείτε για να γράψετε τον κώδικα Arduino. Το IDE είναι ένα πρόγραμμα ανοιχτού κώδικα που διατίθεται χωρίς κόστος.

Ένα από τα απλούστερα και ευκολότερα έργα Arduino είναι το LED flasher. Σε αυτό το έργο, χρησιμοποιείτε το Arduino για να ανάψετε και να σβήσετε μια τυπική ενδεικτική λυχνία LED σε έναν κύκλο που επαναλαμβάνεται όσο παραμένει αναμμένος ο μικροελεγκτής. Συνδέετε το καλώδιο ανόδου του LED σε μία από τις ψηφιακές εξόδους του Arduino και την κάθοδο στη σύνδεση εδάφους του Arduino. Συνήθως, χρησιμοποιείτε LED με αντίσταση περιορισμού ρεύματος, αλλά μπορείτε να ξεφύγετε με ένα "γυμνό" LED. Η πλακέτα Arduino διαθέτει μόνο μικρές ποσότητες ρεύματος που δεν μπορούν να τηγανίσουν το LED. Αυτό το εύκολο έργο θα σας εξοικειώσει με το Arduino IDE, ανεβάζοντας προγράμματα στο Arduino με καλώδιο USB και τα βασικά στοιχεία της κωδικοποίησης. Η επιτυχία του να βλέπεις το φως να αναβοσβήνει ενισχύει την εμπιστοσύνη σου για πιο δύσκολα έργα.

Αν και το Arduino μπορεί να λειτουργήσει χωρίς αισθητήρες, όπως στο έργο αναλαμπής φωτός, είναι πιο χρήσιμο όταν ενεργεί σε δεδομένα από τον πραγματικό κόσμο. Ένας διακόπτης στιγμιαίας δράσης είναι ένας από τους απλούστερους τρόπους ελέγχου του Arduino. Ωστόσο, για να λειτουργήσει σωστά, πρέπει να συνδέσετε μια αντίσταση 10K ohm στο διακόπτη σε διαμόρφωση "pull-down". Καλώψτε έναν από τους αντιστάτες που οδηγεί στον θετικό πείρο 5 volt του Arduino και τον άλλο καλώδιο αντίστασης στον ψηφιακό πείρο που θέλετε να ελέγξετε. Συνδέστε τη μία πλευρά του διακόπτη στον ίδιο ψηφιακό πείρο και την άλλη πλευρά του διακόπτη στον πείρο γείωσης του Arduino. Η αντίσταση προς τα κάτω ωθεί τον ψηφιακό πείρο είτε σε υψηλή είτε σε χαμηλή τάση, οπότε ποτέ δεν «επιπλέει» σε αμφίσημη τιμή στο μεταξύ. Στον κωδικό προγράμματος, χρησιμοποιήστε τη δήλωση digitalRead () για να διαβάσετε την τιμή του διακόπτη. Χρησιμοποιήστε έναν άλλο ψηφιακό πείρο για να αναβοσβήσετε μια λυχνία ή να εκτελέσετε κάποια άλλη ενέργεια όταν πατάτε το διακόπτη.

Εκτός από τους διακόπτες, μερικοί από τους απλούστερους αισθητήρες που διατίθενται στο Arduino περιλαμβάνουν αυτούς για φως, θερμοκρασία και μαγνητισμό. Οι μεταβλητές αντιστάσεις είναι ένας άλλος τρόπος για τον έλεγχο ενός Arduino. Η πλακέτα διαθέτει ένα σετ αναλογικών ακίδων εισόδου που σας επιτρέπουν να ελέγχετε το Arduino με σήματα που ποικίλλουν συνεχώς εκτός από τη φύση του ψηφιακού πείρου.

Οι ψηφιακές καρφίτσες εξόδου του Arduino μπορούν να οδηγήσουν ένα μικρό ηχείο μεγέθους παλάμης. Ρυθμίζοντας έναν ψηφιακό πείρο σε υψηλές και χαμηλές τιμές σε ρυθμούς ήχου (περίπου εκατό φορές ανά δευτερόλεπτο), τα προγράμματά σας μπορούν να παράγουν ήχους στο ηχείο. Για να δημιουργήσετε ένα σήμα ήχου, δημιουργήστε έναν επαναλαμβανόμενο βρόχο που θέτει τον πείρο σε υψηλό επίπεδο, καθυστερεί για 5 χιλιοστά του δευτερολέπτου και, στη συνέχεια, ορίζει τον πείρο χαμηλό και εκτελεί άλλη καθυστέρηση 5 χιλιοστών του δευτερολέπτου. Με συνολικό χρόνο κύκλου 10 χιλιοστά του δευτερολέπτου, το ηχείο θα παράγει τόνο 100 hertz. Με τον σωστό προγραμματισμό, μπορείτε να δημιουργήσετε μουσικές κλίμακες και να παίξετε μελωδίες. Με διαφορετικό προγραμματισμό, μπορείτε να φτιάξετε έναν βομβητή ή σειρήνα.

Το Arduino IDE που εκτελείται στον υπολογιστή σας περιλαμβάνει ένα παράθυρο σειριακής οθόνης που λαμβάνει και εμφανίζει δεδομένα από τον μικροελεγκτή. Για πιο περίπλοκα προγράμματα, η σειριακή οθόνη μπορεί να είναι μια σωτηρία διότι μπορείτε να εμφανίσετε τιμές προγράμματος για να εντοπίσετε σφάλματα προγράμματος. Ένα απλό πρόγραμμα που στέλνει δεδομένα στη σειριακή οθόνη σάς βοηθά να εξοικειωθείτε με αυτό το σημαντικό χαρακτηριστικό.