Arduino on suosittu ohjelmoitava mikro-piirilevy, jonka alku oli noin 2005. Atmelin ATmega-siruihin perustuva se tarjoaa edullisen alustan, jolla voidaan luoda laaja valikoima elektronisia ohjauspiirejä. Arduinon ohjelmointi ja käyttö on melko yksinkertaista, mikä tekee siitä houkuttelevan opiskelijoille ja harrastajille sekä elektroniikkainsinööreille. Arduino-levyssä on vakiona 2,54 mm: n tappiotsikot, jotka mahdollistavat helpon yhteyden leipälautoihin ja muihin elektronisiin prototyyppityökaluihin. Mikrokontrollerina se soveltuu hyvin valojen, antureiden, moottoreiden ja muiden laitteiden reaaliaikaiseen ohjaukseen. Kukoistava käyttäjien yhteisö sekä laitteisto- ja ohjelmistotoimittajat tukevat Arduinoa, joten voit käsitellä monenlaisia projekteja.
Arduino vs. PC
Tyypillisellä tietokoneella tai jopa älypuhelimella on paljon enemmän muistia ja numeroiden puristustehoa kuin Arduinolla, mutta älä anna sen lykätä sinua. Arduino on erikoistunut yksinkertaisiin toistuviin tehtäviin, kuten moottorin nopeuden hallintaan. Se ei suorita useita hienostuneita sovelluksia samanaikaisesti nopealla värigrafiikalla. Koska sen painopiste on elektronisissa ohjaussovelluksissa, sen luojat valitsivat halvan suunnittelun vain muutamalla komponentilla.
Aloittelijoille: Starter Kit
Arduino-lauta itsessään ei tee paljon; tarvitset muutamia muita komponentteja, joihin hallitus voi liittyä ja toimia niiden mukaan. Vaikka voit ostaa itsenäisen Arduinon, harrastusliikkeet myyvät käteviä sarjoja, jotka auttavat sinua oppimaan laitteisto- ja ohjelmisto-perusteet. Itse Arduino-levyn lisäksi hyvään pakettiin kuuluu leipälauta prototyyppien tekemiseen, vastukset, valoa lähettävät diodit (LED) ja muut elektroniset komponentit, johdotus ja 9 V: n "seinä syylä" -verkkolaite virtalähteeksi Arduino. Paremmilla sarjoilla on käyttöoppaat, jotka opastavat sinut piirin rakentamisen ja koodaamisen läpi.
Arduinon ohjelmointiin tarvitaan tietokone. Voit käyttää Windows-tietokonetta, Macia tai Linuxia. Sinun on myös ladattava kopio Arduino Interactive Development Environment (IDE) -tekniikasta, joka on tekstieditori, jota käytät Arduino-koodin kirjoittamiseen. IDE on avoimen lähdekoodin ohjelma, joka on saatavilla ilmaiseksi.
Valo vilkkuu
Yksi yksinkertaisimmista ja helpoimmista Arduino-projekteista on LED-salama. Tässä projektissa käytät Arduinoa tavallisen LED-merkkivalon sytyttämiseen ja sammuttamiseen jaksossa, joka toistuu niin kauan kuin mikro-ohjain on päällä. Liität LEDin anodijohdon yhteen Arduinon digitaalisista lähdöistä ja katodin Arduinon maadoitusliitäntään. Tyypillisesti käytät ledejä, joissa on virtaa rajoittava vastus, mutta voit päästä eroon "paljaalla" LEDillä. Arduino-levy antaa vain vaatimattomia määriä virtaa, joka ei voi paistaa LEDiä. Tämä helppo projekti tutustuttaa sinut Arduino IDE -ohjelmaan, ohjelmien lataamiseen Arduinoon USB-kaapelilla ja koodauksen perusteisiin. Menestys nähdäksesi vilkkumisen lisää luottamusta haastavampiin projekteihin.
Painikkeiden painaminen
Vaikka Arduino voi toimia ilman antureita, kuten valonsilkutinprojektissa, se on hyödyllisempi, kun se toimii reaalimaailman tiedoilla. Hetkellinen toimintakytkin on yksi yksinkertaisimmista tavoista hallita Arduinoa. Jotta se toimisi oikein, sinun on kuitenkin kytkettävä kytkimeen 10K ohmin vastus "alasvetokokoonpanossa". Kytke toinen vastusjohdoista Arduinon positiiviseen 5 voltin nastaan ja toinen vastusjohto digitaaliseen nastaan, jota haluat ohjata. Kytke kytkimen toinen puoli samaan digitaaliseen tapiin ja kytkimen toinen puoli Arduinon maadoitustappiin. Alasvetovastus pakottaa digitaalisen tapin joko korkeaan tai matalaan jännitteeseen, joten se ei koskaan “kellu” epäselvällä arvolla välillä. Käytä ohjelmakoodissasi digitalRead () -käskyä lukeaksesi kytkimen arvon. Käytä toista digitaalista nastaa vilkkumaan ledillä tai suorita jokin muu toiminto, kun painat kytkintä.
Valo- ja muut anturit
Kytkimien lisäksi Arduinon käytettävissä oleviin yksinkertaisempiin antureihin kuuluvat valon, lämpötilan ja magneettisuuden anturit. Muuttuvat vastukset ovat toinen tapa hallita Arduinoa. Piirilevyssä on joukko analogisia tulonastoja, joiden avulla voit hallita Arduinoa jatkuvasti vaihtelevilla signaaleilla digitaalisen nastan on-off-luonteen lisäksi.
Äänet, sävelet ja äänet
Arduinon digitaalisilla lähtöliittimillä voidaan ajaa pieni kämmenen kokoinen kaiutin. Asettamalla digitaalisen nastan korkeisiin ja mataliin arvoihin äänenopeudella (noin sata kertaa sekunnissa), ohjelmasi voivat tuottaa ääniä kaiuttimessa. Luo äänisignaali luomalla toistuva silmukka, joka asettaa nastan korkeaksi, viivästyy 5 millisekunniksi ja asettaa nastan matalaksi ja suorittaa toisen 5 millisekunnin viiveen. Kokonaisjakson ollessa 10 millisekuntia kaiutin tuottaa 100 hertsin äänen. Oikealla ohjelmoinnilla voit luoda musiikkivaakoja ja soittaa kappaleita. Eri ohjelmoinnilla voit tehdä summerin tai sireenin.
Tietojen välittäminen: Sarjamonitori
Tietokoneellasi toimiva Arduino IDE sisältää sarjavalvontaikkunan, joka vastaanottaa ja näyttää tietoja mikrokontrollerista. Monimutkaisemmissa ohjelmissa sarjamonitori voi olla hengenpelastaja, koska voit näyttää ohjelman arvoja jäljittääksesi ohjelmavirheet. Yksinkertainen ohjelma, joka lähettää tietoja sarjamonitorille, auttaa sinua tutustumaan tähän tärkeään ominaisuuteen.