5 Arduino-projectideeën

De Arduino is een populaire programmeerbare microcontroller-printplaat die rond 2005 begon. Gebaseerd op Atmel's ATmega-chips, biedt het een goedkoop platform waarop een breed scala aan elektronische besturingscircuits kan worden gecreëerd. Het programmeren en gebruiken van de Arduino is vrij eenvoudig, waardoor het aantrekkelijk is voor zowel studenten en hobbyisten als elektronica-ingenieurs. Het Arduino-bord heeft standaard pin-headers van 2,54 mm, waardoor een eenvoudige aansluiting op breadboards en andere elektronische prototyping-tools mogelijk is. Als microcontroller is hij zeer geschikt voor realtime besturing van lampen, sensoren, motoren en andere apparatuur. Een bloeiende gemeenschap van gebruikers en hardware- en softwareleveranciers ondersteunt de Arduino, zodat u een breed scala aan projecten kunt aanpakken.

Een typische pc of zelfs een smartphone heeft veel meer geheugen en rekenkracht dan een Arduino, maar laat dat je niet afschrikken. De Arduino is gespecialiseerd in eenvoudige repetitieve taken, zoals het regelen van de snelheid van een motor. Het zal niet meerdere geavanceerde apps tegelijkertijd uitvoeren met snelle kleurenafbeeldingen. Omdat de focus ligt op elektronische besturingstoepassingen, kozen de makers voor een goedkoop ontwerp met slechts een handvol componenten.

Op zichzelf doet een Arduino-bord niet veel; je hebt een paar andere componenten nodig waarmee het bord kan communiceren en waarop kan worden gereageerd. Hoewel je een zelfstandige Arduino kunt kopen, verkopen hobbywinkels handige kits die je helpen de basisprincipes van hardware en software te leren. Naast het Arduino-bord zelf, bevat een goede kit een breadboard voor prototyping, weerstanden, light-emitting diodes (LED's) en andere elektronische componenten, bedrading en een 9V "wall wart" AC-adapter voor voeding de Arduino. Betere kits hebben instructiehandleidingen die u begeleiden bij het bouwen en coderen van circuits.

Om de Arduino te programmeren heb je een computer nodig. U kunt een Windows-pc, Mac of Linux-machine gebruiken. U moet ook een kopie downloaden van de Arduino Interactive Development Environment (IDE), een teksteditor die u gebruikt om Arduino-code te schrijven. De IDE is een open-sourceprogramma dat gratis beschikbaar is.

Een van de eenvoudigste en gemakkelijkste Arduino-projecten is de LED-flitser. In dit project gebruik je de Arduino om een ​​standaard LED-indicatielampje aan en uit te zetten in een cyclus die wordt herhaald zolang de microcontroller aan blijft. Je steekt de anodekabel van de LED in een van de digitale uitgangen van de Arduino en de kathode in de aardverbinding van de Arduino. Meestal gebruik je LED's met een stroombegrenzende weerstand, maar je kunt wegkomen met een "naakte" LED. Het Arduino-bord geeft slechts bescheiden hoeveelheden stroom af die de LED niet kunnen braden. Dit eenvoudige project maakt je vertrouwd met de Arduino IDE, het uploaden van programma's naar de Arduino met een USB-kabel en de basisprincipes van codering. Het succes van het zien van het licht dat knippert, bouwt uw vertrouwen op voor meer uitdagende projecten.

Hoewel de Arduino zonder sensoren kan werken, zoals in het lichtknipperproject, is het nuttiger wanneer het werkt op gegevens uit de echte wereld. Een drukknopschakelaar met kortstondige actie is een van de eenvoudigste manieren om de Arduino te besturen. Om het echter correct te laten werken, moet u een weerstand van 10K ohm op de schakelaar aansluiten in een "pull-down" -configuratie. Sluit een van de weerstandsdraden aan op de positieve 5-volt-pin van de Arduino en de andere weerstand op de digitale pin die u wilt bedienen. Sluit de ene kant van de schakelaar aan op dezelfde digitale pin en de andere kant van de schakelaar op de aardingspin van de Arduino. De pull-down-weerstand dwingt de digitale pin naar een hoge of lage spanning, zodat deze nooit "zweeft" op een dubbelzinnige waarde daartussenin. Gebruik in uw programmacode de instructie digitalRead() om de waarde van de schakelaar te lezen. Gebruik een andere digitale pin om een ​​LED te laten knipperen of voer een andere actie uit wanneer u op de schakelaar drukt.

Naast schakelaars zijn enkele van de eenvoudigere sensoren die beschikbaar zijn voor de Arduino, die voor licht, temperatuur en magnetisme. Variabele weerstanden zijn een andere manier om een ​​Arduino te besturen. Het bord heeft een set analoge ingangspinnen waarmee je de Arduino kunt besturen met signalen die continu variëren, naast het aan-uit karakter van de digitale pin.

De digitale uitgangspinnen van de Arduino kunnen een kleine luidspreker ter grootte van een handpalm aansturen. Door een digitale pin in te stellen op hoge en lage waarden bij audiosnelheden (ongeveer honderd keer per seconde), kunnen uw programma's tonen in de luidspreker produceren. Om een ​​audiosignaal te maken, maakt u een herhalende lus die de pin hoog zet, 5 milliseconden vertraagt ​​en vervolgens de pin laag zet en nog eens 5 milliseconden vertraging uitvoert. Met een totale cyclustijd van 10 milliseconden produceert de luidspreker een toon van 100 hertz. Met de juiste programmering kun je toonladders maken en deuntjes spelen. Met verschillende programmeringen kun je een zoemer of sirene maken.

De Arduino IDE die op uw computer draait, bevat een serieel monitorvenster dat gegevens van de microcontroller ontvangt en weergeeft. Voor complexere programma's kan de seriële monitor een redder in nood zijn, omdat u programmawaarden kunt weergeven om programmafouten op te sporen. Een eenvoudig programma dat gegevens naar de seriële monitor stuurt, helpt u vertrouwd te raken met deze belangrijke functie.