5 Arduino-projektidéer

Arduino är ett populärt programmerbart kretskort för mikrokontroller som började runt 2005. Baserat på Atmels ATmega-chips ger den en billig plattform för att skapa ett brett utbud av elektroniska styrkretsar. Programmering och användning av Arduino är ganska enkel, vilket gör den attraktiv för studenter och hobbyister såväl som elektronikingenjörer. Arduino-kortet har standardstifthuvuden på 2,54 mm som gör det enkelt att ansluta till paneler och andra elektroniska prototypverktyg. Som mikrokontroller är den väl lämpad för realtidsstyrning av lampor, sensorer, motorer och annan utrustning. En blomstrande gemenskap av användare och hårdvaru- och programvaruleverantörer stöder Arduino, så att du kan ta itu med ett brett spektrum av projekt.

En typisk dator eller till och med en smartphone har mycket mer minne och siffra kraft än en Arduino, men låt inte det skjuta upp dig. Arduino specialiserar sig på enkla repetitiva uppgifter, som att styra motorns hastighet. Det kör inte flera sofistikerade appar samtidigt med höghastighetsfärggrafik. Eftersom dess fokus är på elektroniska styrapplikationer valde dess skapare en billig design med bara en handfull komponenter.

I sig gör inte ett Arduino-kort mycket; du behöver några andra komponenter som styrelsen kan gränssnitt med och agera på. Även om du kan köpa en fristående Arduino så säljer hobbybutiker praktiska kit som hjälper dig att lära dig grundläggande hårdvara och programvara. Förutom själva Arduino-kortet innehåller ett bra kit ett brödbräda för prototypning, motstånd, ljusdioder (LED) och andra elektroniska komponenter, ledningar och en 9V ”väggvarta” nätadapter för strömförsörjning Arduino. Bättre kit har instruktionsguider som guidar dig genom kretsbyggnad och kodning.

För att programmera Arduino behöver du en dator. Du kan använda en Windows PC, Mac eller Linux-maskin. Du måste också ladda ner en kopia av Arduino Interactive Development Environment (IDE), som är en textredigerare som du använder för att skriva Arduino-kod. IDE är ett program med öppen källkod som är tillgängligt utan kostnad.

Ett av de enklaste och enklaste Arduino-projekten är LED-lampan. I det här projektet använder du Arduino för att sätta på och stänga av en standard-LED-indikatorlampa i en cykel som upprepas så länge mikrokontrollen förblir på. Du ansluter LED-lampans anod till en av Arduinos digitala utgångar och katoden till Arduinos jordanslutning. Normalt använder du lysdioder med ett strömbegränsande motstånd, men du kan komma undan med en "naken" lysdiod. Arduino-kortet lägger ut endast blygsamma mängder ström som inte kan steka lysdioden. Detta enkla projekt kommer att bekanta dig med Arduino IDE, ladda upp program till Arduino med en USB-kabel och grunderna för kodning. Framgången med att se ljuset blinka bygger ditt självförtroende för mer utmanande projekt.

Även om Arduino kan fungera utan sensorer, som i projektet med ljusblink, är det mer användbart när det fungerar på data från den verkliga världen. En tryckknappsbrytare är en av de enklaste sätten att styra Arduino. För att få det att fungera måste du dock ansluta ett 10K ohm-motstånd till omkopplaren i en "pull-down" -konfiguration. Anslut ett av motståndet till Arduinos positiva 5-voltsstift och det andra motståndet till det digitala stiftet du vill styra. Anslut ena sidan av strömbrytaren till samma digitala stift och den andra sidan av strömbrytaren till Arduinos jordstift. Nedrullningsmotståndet tvingar den digitala stiftet till antingen hög eller låg spänning så att den aldrig "flyter" med ett tvetydigt värde däremellan. I programkoden använder du uttalandet digitalRead () för att läsa omkopplarens värde. Använd en annan digital stift för att blinka en LED eller utföra någon annan åtgärd när du trycker på strömbrytaren.

Förutom omkopplare inkluderar några av de enklare sensorerna som är tillgängliga för Arduino de för ljus, temperatur och magnetism. Variabla motstånd är ett annat sätt att styra en Arduino. Kortet har en uppsättning analoga ingångsstift som låter dig styra Arduino med signaler som varierar kontinuerligt utöver den digitala stiftets on-off-karaktär.

Arduinos digitala utgångsstift kan driva en liten högtalare i palmstorlek. Genom att ställa in en digital stift till höga och låga värden vid ljudhastigheter (cirka hundra gånger per sekund) kan dina program producera toner i högtalaren. För att skapa en ljudsignal, skapa en upprepande slinga som ställer in stiftet högt, fördröjs i 5 millisekunder och sätter sedan stiftet lågt och utför ytterligare en fördröjning på 5 millisekunder. Med en total cykeltid på 10 millisekunder producerar högtalaren en ton på 100 hertz. Med rätt programmering kan du skapa musikskalor och spela låtar. Med olika programmering kan du skapa en summer eller siren.

Arduino IDE som körs på din dator innehåller ett seriellt bildskärmsfönster som tar emot och visar data från mikrokontrollern. För mer komplexa program kan den seriella bildskärmen vara en livräddare eftersom du kan visa programvärden för att spåra programfel. Ett enkelt program som skickar data till den seriella bildskärmen hjälper dig att bli bekant med denna viktiga funktion.