Arduino - alapok és tervezés

Arduino meghatározása

Az Arduino valójában egy mikrokontroller alapú készlet, amelyet akár közvetlenül is használhatunk a gyártótól vásárolva, akár otthon is elkészíthetjük a komponensek segítségével, nyílt forráskódú hardveres tulajdonsága miatt. Alapvetően kommunikációban és sok eszköz vezérlésében vagy működtetésében használják. Massimo Banzi és David Cuartielles alapította 2005-ben.

Arduino építészet:

Az Arduino processzora alapvetően a Harvard architektúrát használja, ahol a programkódnak és a programadatoknak külön memóriája van. Két memóriából áll - Programmemória és adatmemória. A kódot a Flash programmemória tárolja, míg az adatokat az adatmemória tárolja. Az Atmega328 32 KB flash memóriával rendelkezik a kódok tárolására (ebből 0,5 KB-ot használ a rendszerbetöltőhöz), 2 KB SRAM-mal és 1 KB EEPROM-mal, és 16MHz órajellel működik.

Arduino építészet

Arduino Pin Diagram

Az Arduino tábla tipikus példája az Arduino Uno. ATmega328-ból áll, egy 28 tűs mikrovezérlőből.

Arduino Pin Diagram

Az Arduino Uno 14 digitális bemeneti / kimeneti tűből áll (amelyek közül 6 PWM kimenetként használható), 6 analóg bemenetből, 16 MHz-es kristályoszcillátorból, USB-csatlakozásból, tápcsatlakozóból, ICSP fejlécből és egy reset gombból áll.

Hálózati csatlakozó : Az Arduino áramellátása lehet akár a számítógépről USB-n keresztül, akár külső forrásból, például adapterről vagy akkumulátorról. 7-12 V-os külső tápegységgel működhet. Az áramellátás külsőleg alkalmazható a Vin csapon keresztül, vagy az IORef csapon keresztül feszültségreferenciát adva.

Digitális bemenetek : 14 digitális bemeneti / kimeneti csapból áll, amelyek mindegyike 40mA áramot szolgáltat vagy vesz fel. Némelyikük speciális funkciókkal rendelkezik, mint például a 0 és az 1 érintkezők, amelyek Rx és Tx, illetve a soros kommunikációként működnek, a soros kommunikációhoz a 2 és 3 érintkezők, amelyek külső megszakítások, a 3,5, 6, 9, 11 érintkezők, amelyek pwm kimenetet és tűt biztosítanak 13 ahol LED van csatlakoztatva.

Analóg bemenetek : 6 analóg bemeneti / kimeneti érintkezője van, mindegyik 10 bites felbontást biztosít.

ARef : Hivatkozást nyújt az analóg bemenetekre

Visszaállítás : Alaphelyzetbe állítja a mikrovezérlőt.

Hogyan programozható egy Arduino?

Az Arduino legfontosabb előnye, hogy a programokat közvetlenül betölthetjük az eszközre anélkül, hogy hardveres programozókra lenne szükségük a program megírásához. Ez a 0,5 KB-os Bootloader jelenléte miatt történik, amely lehetővé teszi a program égését az áramkörbe. Csak annyit kell tennünk, hogy letöltjük az Arduino szoftvert és megírjuk a kódot.

Az Arduino eszközablak az eszköztárból áll, olyan gombokkal, mint az ellenőrzés, feltöltés, új, nyitás, mentés, soros monitor. Ez magában foglalja a kód megírására szolgáló szövegszerkesztőt, egy üzenetterületet, amely megjeleníti a visszajelzéseket, például a hibákat, a kimenetet megjelenítő szöveges konzolt és egy sor menüt, például a Fájl, Szerkesztés, Eszközök menü.

5 lépés egy Arduino programozásához

• Az Arduino nyelven írt programokat vázlatoknak nevezik. Az alapvázlat 3 részből áll

1. Változók nyilatkozata
2. Inicializálás: A setup () függvénybe van írva.
3. Vezérlő kód: A loop () függvénybe van írva.

• A vázlat .ino kiterjesztéssel kerül mentésre. Bármilyen művelet, például ellenőrzés, vázlat megnyitása, vázlat mentése az eszköztár gombjaival vagy az eszköz menü használatával végezhető el.
• A vázlatot a vázlatkönyv könyvtárban kell tárolni.
• Válassza ki a megfelelő táblát az eszközök menüből és a soros port számokból.
• Kattintson a feltöltés gombra, vagy az eszközök menüben válassza a feltöltést. Így a rendszerbetöltő feltölti a kódot a mikrovezérlőre.

Az Adruino alapvető funkciói közül kevés:

• digitalRead (pin): beolvassa a digitális értéket az adott csapnál.
• digitalWrite (pin, value): A digitális értéket az adott csapra írja.
• pinMode (pin, mode): A tűt bemeneti vagy kimeneti módba állítja.
• analogRead (pin): beolvassa és visszaadja az értéket.
• analogWrite (pin, value): Írja az értéket ahhoz a csaphoz.
• soros.kezd (átviteli sebesség): A soros kommunikáció kezdetét állítja be a bitsebesség beállításával.

Hogyan tervezhet saját Arduino-t?

Saját Arduino-t is megtervezhetünk az Arduino szállítója által megadott és a weboldalakon is elérhető vázlatot követve. Csak a következő alkatrészekre van szükségünk: kenyérlap, led, tápcsatlakozó, IC aljzat, mikrovezérlő, kevés ellenállás, 2 szabályozó, 2 kondenzátor.

• Az IC aljzat és a tápcsatlakozó a táblára van szerelve.
• Adja hozzá az 5v és 3.3v szabályozó áramköröket a szabályozók és kondenzátorok kombinációjával.
• Helyezzen megfelelő tápcsatlakozásokat a mikrokontroller csapjaira.
• Csatlakoztassa az IC aljzat visszaállító tűjét egy 10K-os ellenálláshoz.
• Csatlakoztassa a kristályoszcillátorokat a 9. és 10. csapokhoz
• Csatlakoztassa a vezetéket a megfelelő csaphoz.
• Szerelje fel a női fejléceket a táblára, és csatlakoztassa őket a chip megfelelő csapjaihoz.
• Szerelje fel a 6 férfi fejlécet, amelyek a programok feltöltésének alternatívájaként használhatók.
• Töltse fel a programot a kész Adruino mikrovezérlőjére, majd húzza ki és helyezze vissza a felhasználói készletre.

7 ok, amiért manapság az Arduino-t részesítik előnyben

1. Ez olcsó
2. Nyílt forráskódú hardver funkcióval rendelkezik, amely lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy saját készleteiket kifejlesszék, referenciaforrásként a már elérhető készletet használva.
3. Az Arduino szoftver kompatibilis minden típusú operációs rendszerrel, például a Windows, a Linux és a Macintosh stb.
4. Ez egy nyílt forráskódú szoftver funkcióval is rendelkezik, amely lehetővé teszi a tapasztalt szoftverfejlesztők számára, hogy az Arduino kódot egyesítsék a meglévő programozási nyelv könyvtárakkal, és kibővíthető és módosítható.
5. Könnyen használható kezdőknek.
6. Fejleszthetünk egy Arduino alapú projektet, amely teljesen önálló lehet, vagy olyan projekteket, amelyek közvetlen kommunikációt jelentenek a számítógépbe töltött szoftverrel.
7. Könnyű csatlakozást biztosít a számítógép CPU-jához USB-n keresztüli soros kommunikáció segítségével, mivel beépített táp- és visszaállítási áramköröket tartalmaz.

Tehát ez néhány alapvető ötlet az Arduino-val kapcsolatban. Sokféle alkalmazáshoz használhatja. Például olyan alkalmazásokban, amelyek egyes működtető elemek, például motorok, generátorok vezérlését tartalmazzák, az érzékelők bemenete alapján.

Fotók:

• Arduino Pin Diagram Flickr