5 идей проекта Arduino

Arduino - это популярная печатная плата программируемого микроконтроллера, возникшая примерно в 2005 году. Основанный на микросхемах ATmega компании Atmel, он представляет собой недорогую платформу для создания широкого спектра электронных схем управления. Программирование и использование Arduino довольно просты, что делает его привлекательным для студентов и любителей, а также инженеров-электронщиков. Плата Arduino имеет стандартные разъемы для контактов 2,54 мм, позволяющие легко подключаться к макетным платам и другим инструментам электронного прототипирования. В качестве микроконтроллера он хорошо подходит для управления освещением, датчиками, двигателями и другим оборудованием в реальном времени. Процветающее сообщество пользователей и поставщиков оборудования и программного обеспечения поддерживает Arduino, что позволяет вам выполнять широкий спектр проектов.

Типичный ПК или даже смартфон имеет гораздо больше памяти и вычислительной мощности, чем Arduino, но пусть это вас не пугает. Arduino специализируется на простых повторяющихся задачах, таких как управление скоростью двигателя. Он не может одновременно запускать несколько сложных приложений с высокоскоростной цветной графикой. Поскольку его основное внимание уделяется приложениям электронного управления, его создатели выбрали недорогую конструкцию с использованием всего нескольких компонентов.

Сама по себе плата Arduino мало что делает; вам нужно несколько других компонентов, с которыми плата может взаимодействовать и работать с ними. Хотя вы можете купить автономный Arduino, в магазинах для хобби продаются удобные комплекты, которые помогут вам изучить основы аппаратного и программного обеспечения. Помимо самой платы Arduino, в хороший комплект входит макет для прототипирования, резисторы, светоизлучающие диоды (светодиоды) и другие электронные компоненты, проводка и адаптер переменного тока «настенная бородавка» на 9 В для питания Ардуино. В лучших наборах есть инструкции, которые проведут вас через построение схем и кодирование.

Чтобы запрограммировать Arduino, вам понадобится компьютер. Вы можете использовать ПК с Windows, Mac или Linux. Вам также необходимо загрузить копию интерактивной среды разработки (IDE) Arduino, которая представляет собой текстовый редактор, который вы используете для написания кода Arduino. IDE - это программа с открытым исходным кодом, доступная бесплатно.

Один из самых простых и легких проектов Arduino - это светодиодная мигалка. В этом проекте вы используете Arduino для включения и выключения стандартного светодиодного индикатора в цикле, который повторяется, пока микроконтроллер остается включенным. Вы подключаете анодный вывод светодиода к одному из цифровых выходов Arduino, а катод - к заземлению Arduino. Обычно вы используете светодиоды с токоограничивающим резистором, но вы можете обойтись и «голым» светодиодом. Плата Arduino излучает лишь скромный ток, который не может сжечь светодиод. Этот простой проект познакомит вас с Arduino IDE, загрузкой программ в Arduino с помощью USB-кабеля и основами кодирования. Успешное наблюдение за мигающим светом вселяет в вас уверенность в более сложных проектах.

Хотя Arduino может работать без датчиков, как в проекте светового указателя поворота, он более полезен, когда работает с данными из реального мира. Кнопочный переключатель мгновенного действия - один из простейших способов управления Arduino. Однако, чтобы он работал правильно, вам необходимо подключить к коммутатору резистор 10 кОм в конфигурации с понижением напряжения. Подключите один из выводов резистора к положительному 5-вольтовому выводу Arduino, а другой вывод резистора - к цифровому выводу, которым вы хотите управлять. Подключите одну сторону переключателя к тому же цифровому контакту, а другую сторону переключателя - к контакту заземления Arduino. Понижающий резистор вынуждает цифровой вывод подавать высокое или низкое напряжение, поэтому он никогда не «плавает» при неоднозначном значении между ними. В программном коде используйте оператор digitalRead () для чтения значения переключателя. Используйте другой цифровой контакт, чтобы мигать светодиодом или выполнять какое-либо другое действие при нажатии переключателя.

Помимо переключателей, некоторые из более простых датчиков, доступных для Arduino, включают датчики света, температуры и магнетизма. Переменные резисторы - еще один способ управления Arduino. Плата имеет набор аналоговых входных контактов, которые позволяют вам управлять Arduino с помощью сигналов, которые непрерывно меняются в дополнение к включению-выключению цифрового контакта.

Цифровые выходные контакты Arduino могут управлять небольшим динамиком размером с ладонь. Установив для цифрового пина высокие и низкие значения со скоростью звука (около ста раз в секунду), ваши программы могут воспроизводить тональные сигналы в динамике. Чтобы создать звуковой сигнал, создайте повторяющийся цикл, который устанавливает высокий уровень на контакте, задерживает 5 миллисекунд, а затем устанавливает низкий уровень на контакте и выполняет еще 5-миллисекундную задержку. При общем времени цикла 10 миллисекунд динамик будет воспроизводить тон с частотой 100 герц. При правильном программировании вы можете создавать музыкальные гаммы и играть мелодии. При разном программировании можно сделать зуммер или сирену.

IDE Arduino, работающая на вашем компьютере, включает окно последовательного монитора, которое принимает и отображает данные от микроконтроллера. Для более сложных программ монитор последовательного порта может быть спасением, потому что вы можете отображать программные значения для отслеживания программных ошибок. Простая программа, отправляющая данные на монитор последовательного порта, поможет вам познакомиться с этой важной функцией.