- Kaj pravzaprav je Arduino?
- Nastavitev Arduino IDE
- Povezava plošče Arduino z računalnikom:
- Nalaganje programa za utripanje
- Potrebni materiali:
- Povezava strojne opreme:
- Programiranje vašega Arduina:
- Preverjanje naših rezultatov:
Ime Arduino je običajno večina študentov elektronike ali ljubiteljev elektronike. Njegova zmožnost hitrejšega in cenejšega gradnje z veliko podporo spletne skupnosti je idealna izbira za mnoge ljudi, ki šele začenjajo z elektroniko ali programiranjem. Zaradi poenostavljenega oblikovanja strojne opreme in programskega okolja se ga lahko naučijo tudi ljudje brez elektronike ali računalništva. Kaj je pravzaprav ta Arduino? Kako lahko začnete z njim? Kaj lahko z njim naredite za izboljšanje svojega življenjskega sloga?
Na ta vprašanja bomo poskušali odgovoriti v tej vadnici, ko bomo stopili skozi. Na vaš računalnik / prenosni računalnik bomo nastavili Arduino IDE in na Arduino naložili vzorčni program za utripanje. Nato bomo zgradili tudi majhno strojno opremo s pomočjo plošče za kruh s preprostim vezjem, sestavljenim iz stikala in LED, in v skladu s tem programirali naš Arduino. Se sliši dovolj zanimivo? !!
Kaj pravzaprav je Arduino?
Preden se začnemo učiti Arduino, moramo najprej vedeti, kaj je to. To je pomembno, ker je med ljudmi pogosto napačno prepričanje, da je Arduino mikrokrmilnik. To ni res, tukaj naj pojasnimo, da Arduino ni mikrokrmilnik. Kaj je torej?
Arduino je odprtokodna razvojna platforma, ki jo sestavljata enostavna strojna oprema in programsko okolje. Tu se enostavna strojna oprema nanaša na Arduino UNO, programsko okolje pa na Arduino IDE. Obstaja veliko strojne plošče, ki ni Arduino UNO, kot so Arduino Mega, nano, mini itd. Toda za namen te vadnice se bomo držali samo Arduino UNO. Arduino IDE je programska oprema, s katero bomo programirali ploščo Arduino UNO.
Nastavitev Arduino IDE
Prvi korak v našem postopku bo nastavitev ID-ja Arduino na prenosnem računalniku. Spodnja navodila so neposredna samo za uporabnike sistema Windows, pri drugih platformah pa je postopek skoraj enak. Če imate težave, lahko uporabniki Mac-a in Linux-a uporabijo ustrezne povezave. Prepričajte se tudi, da imate skrbniške pravice računalnika za enostavno namestitev.
1. korak: Prenesite Arduino IDE z uradnega spletnega mesta Arduino, tako da preprosto kliknete spodnjo povezavo
2. korak: S tem boste prenesli datoteko exe, ki bo najnovejša Arduino IDE vašega časa. Ko to dokumentiram, je najnovejša različica Arduino-1.8.5 in velikost datoteke je 90,4 MB. Obstaja zelo velika verjetnost, da se je posodobil do trenutka, ko to preizkušate.
Ko je prenos končan, zaženite datoteko exe. Če vas računalnik pozove, kliknite na da.
3. korak: Kliknite »Strinjam se«, da se strinjate z licenčno pogodbo Arduino.
Korak 4: Naprej Pri možnostih namestitve preverite, ali so vsa potrditvena polja označena, kot je prikazano spodaj, in nato kliknite Naprej.
5. korak: Zdaj moramo izbrati mesto, na katerem bo IDE nameščen. Privzeto bo nameščen v imeniku programskih datotek pogona C. Zelo priporočljivo je, da ga pustite kot takega in kliknete Namesti
5. korak: Videli bi, kako se IDE namešča v vaš računalnik. Počakajte, da se vrstica napredka dokonča. Zaslon bo prikazan spodaj. Ko bo končan, bo prikazano »dokončano«, nato kliknite na gumb zapre.
6. korak: Po zaprtju namestitvenega programa. Pojdite na namizje in poiščite datoteko Arduino exe in jo zaženite. Prikazala se bo nalepka za zagon in nato odprla IDE z minimalno najmanjšo kodo, kot je prikazano spodaj
Povezava plošče Arduino z računalnikom:
Ko je Arduino IDE nameščen v našem računalniku, bo naslednji korak povezava plošče Arduino UNO z našim računalnikom. Za to preprosto uporabite programski kabel (modra barva), da povežete ploščo Arduino z vrati USB v računalniku.
Ta modri barvni kabel za programiranje ima skupaj tri funkcije, ki so navedene spodaj
1. Zagotavlja potrebno moč za delovanje Arduino UNO, zato lahko svoje projekte izvajate tako, da jih neposredno napajate prek kabla USB
2. Programira mikrokrmilnik ATmega328 na plošči Arduino UNO. Program, ki ga napišete na IDE, se prek tega kabla pošlje v mikrokrmilnik
3. Deluje kot serijski komunikacijski kabel; z računalnikom lahko govori prek serijske komunikacije in deluje kot dobro orodje za odpravljanje napak. O tem boste razumeli več, ko bomo globoko segli.
Ko se plošča napaja, boste opazili majhno LED, ki ostane visoka. To pomeni, da se plošča napaja. Prav tako bi morali opaziti novo utripanje LED zaradi privzetega programa za utripanje, ki ga je prodajalec že naložil na vaš Arduino UNO
Ker to ploščo prvič povezujete z računalnikom, lahko traja nekaj časa, da se gonilniki samodejno začnejo nameščati. Preverimo, ali je ploščo naš računalnik uspešno odkril. V tem računalniku poiščite » Upravitelj naprav «.
Po odprtju upravitelja naprav se prikaže možnost, imenovana " Ports (COM & LPT)", kliknite nanjo in preverite, ali je plošča navedena pod to možnostjo, kot je prikazano spodaj
Opomba: Ime pristanišča za mojo ploščo Arduino se je pojavilo kot Arduino Uno, ime vašega Arduina pa se lahko razlikuje glede na prodajalca plošče. Lahko je CCH450 ali kaj podobnega, zato vas ne skrbi glede imena vrat.
Če ne najdete možnosti, imenovane " Ports (COM & LPT)", to pomeni, da vaša plošča ni odkrita. V tem primeru gre za težavo z gonilnikom, zato morate ročno namestiti ustrezne gonilnike za svojo ploščo.
V nekaterih primerih boste našli več kot ena vrata COM, navedena pod odsekom vrat, in ne boste vedeli, katera je za ploščo Arduino, saj bo tudi poimenovanje drugačno. V tem primeru samo odklopite ploščo in ponovno priključite. Preverite, katera vrata COM izginjajo in se spet pojavljajo, ta vrata COM so vaša Arduino UNO.
Ko najdete ustrezna vrata COM, si zapišite številko vrat COM na plošči. Tu je za mojo ploščo številka vrat COM številka 13. Ta številka se bo spremenila vsakič, ko spremenite vrata USB, na katera je plošča priključena.
Nalaganje programa za utripanje
Zdaj pa naložimo svoj prvi program na ploščo Arduino prek Arduino IDE, ki smo ga pravkar prenesli. Arduino IDE, ko je nameščen, ima nekaj primerov programov, ki so zelo priročni za začetnike. Odprimo enega od primerov programov tako, da izberemo Datoteka -> Primeri -> Osnove -> Utripa, kot je prikazano spodaj
S tem se odpre program Blink; cilj programa je utripati Led na plošči Arduino. Ko se program odpre, moramo izbrati pravilno tablo. Za izbiro plošče, ki jo uporabljamo, izberite Orodje -> Plošče -> Arduino UNO / Genuino, kot je prikazano spodaj
Nato moramo izbrati ustrezna vrata COM za našo ploščo. Opazili smo že, da je bila vrata COM za moj Arduino COM13. Zate bi lahko bilo drugače. Če želite izbrati vrata Com, izberite Orodja -> Vrata -> COM13
Če je vse pravilno, na dnu zaslona opazite Arduino UNO na COM 13. Po potrditvi, da kliknete ikono za nalaganje (označeno z modro), da naložite kodo na tablo, kot je prikazano spodaj
Ko pritisnete gumb, boste opazili » Sestavljanje skice « in nato, če je koda uspešno naložena, boste videli sporočilo kot » Končano nalaganje «, kot je prikazano spodaj
To je to, da smo prvi program uspešno naložili na ploščo Arduino. Kaj pa je? Kaj smo storili? Kakšen je rezultat programa? Če želite vedeti odgovor na vsa ta vprašanja, zgradimo majhno strojno opremo, s katero lahko ob pritisku gumba zasveti LED in si program napišemo sami od začetka
Potrebni materiali:
Za ta projekt so potrebni materiali
- Arduino UNO
- Programski kabel
- Pritisni gumb
- LED (poljubna barva)
- 1k upor
- Odbor za kruh
- Priključne žice
Povezava strojne opreme:
Celoten diagram povezave nastavitve je prikazan spodaj. Za povezave kot take morate slediti sliki.
V naši strojni opremi je vhodni gumb vhod, ki je povezan z drugim zatičem Arduina. Če si ga natančno ogledate, lahko opazite, da je ena stran gumba povezana z zemljo, druga pa s pinom 2. To pomeni, da bo vsakič, ko pritisnemo gumb, pin št. 2 povezan z zemljo
Nato je LED priključen na pin številka 3 prek upora 1k. Katodni zatič led (kratek zatič) je spet povezan z maso, anodni zatič (daljši zatič) pa je z uporom povezan z zatičem 3. Ta upor se imenuje upor za omejevanje toka, saj omejuje količino toka, ki teče skozi LED. Če ta tok ni omejen, bo čez LED tekel presežek toka, ki ga bo trajno poškodoval.
Programiranje vašega Arduina:
Zdaj, ko je naša strojna oprema pripravljena, lahko začnemo s programiranjem naše plošče Arduino UNO. Popolna Arduino programa bodo imeli na koncu te strani, v nadaljevanju smo se le, da bo skozi njih po vrsticah.
Za vsak program Arduino bi morali biti obvezni dve funkciji. Ti dve funkciji sta void setup () in void loop (), imenujeta se najmanjši minimum. Vse, kar napišemo v void setup () , se izvede enkrat in vse, kar napišemo v void loop, se bo izvajalo znova in znova. Obe funkciji sta prikazani spodaj, to dobite, ko izberete Datoteka -> Novo .
void setup () { // vstavite svojo nastavitveno kodo sem, da jo zaženete enkrat: } void loop () { // vstavite svojo glavno kodo sem, da se bo večkrat izvajala: }
Začnimo pisanju programa v setup () funkcijo. Običajno se deklaracije pinov izvajajo znotraj funkcije setup () . V naši strojni opremi moramo razglasiti, da je zatič 2 vhodni zatič, zatič 3 pa izhodni zatič. To lahko storite v naslednjih vrsticah
pinMode (2, INPUT); pinMode (3, IZHOD);
Tu pa imamo majhno spremembo, saj se zatič 2 uporablja kot VHOD in ga nikoli ne sme pustiti plavajočega. To pomeni, da mora biti vhodni zatič vedno priključen na + 5V ali na maso. V našem primeru bo vhod povezan z maso le, če pritisnemo gumb in če ne pritisnemo gumba, ostane lebdeč. Da bi se temu izognili, uporabimo nekaj, kar imenujemo notranji upor. Ta upor je prisoten v mikrokrmilniku ATmega 328 in ga ne vidite. Za uporabo tega upora moramo samo napisati vrstico na Arduino IDE.
Ta črta bo povezala zatič številka 2 + 5V skozi upor, tako da bo šel visoko, če ni povezan z zemljo. Tako spremenimo ključno besedo INPUT kot INPUT_PULLUP, kot je prikazano spodaj
pinMode (2, INPUT_PULLUP);
Zdaj, ko smo končali s funkcijo setup (), pojdimo na funkcijo loop (). Tukaj moramo preveriti, ali je zatič 2 ozemljen (LOW) in če je ozemljen, moramo LED sijati tako, da je pin3 HIGH. Če ni ozemljeno (sicer), moramo LED lučko ugasniti tako, da zatič 3 nastavimo na LOW. Dajmo te besede v program kot
if (digitalRead (2) == LOW) { digitalWrite (3, HIGH); } else { digitalWrite (3, LOW); }
Tu se izraz digitalRead () uporablja za branje stanja zatiča INPUT. Če je zatič priključen na ozemljitev, se bo vrnil NIZKO in če bo zatič priključen na + 5V, se bo vrnil VISOKO.
Podobno se izraz digitalWrite () uporablja za nastavitev statusa IZHODNEGA zatiča. Če nastavimo pin na HIGH, bo to pomenilo + 5V kot izhod, če pa pin nastavimo na LOW, bo 0V kot output.
Torej, za naš program, ko pritisnemo gumb pin 2, bo ozemljen (LOW), zato naredimo pin 3 za izhod + 5V (HIGH). Ta + 5V bo dovolj za vklop LED. Če ta pogoj ni izpolnjen, bo pin 3 nastavljen na 0 V (LOW), kar bo sčasoma ugasnilo LED.
Naš program je končan, naložimo kodo na našo Arduino ploščo, tako kot smo naložili zgornjo kodo utripanja.
Preverjanje naših rezultatov:
Ko smo kodo uspešno naložili na ploščo Arduino, je čas, da preverimo rezultate našega programa. Povezava strojne opreme mojega Arduina je prikazana spodaj, da preverimo izhod, moramo le pritisniti gumb in preveriti, ali se LED sveti. Potem, ko ga spustimo, se mora LED ugasniti.
Če imate kakršne koli težave pri pridobivanju tega dela, jih lahko v razdelku s komentarji poveste za pomoč. Lahko pa tudi forume uporabite za tehnično pomoč. Upam, da ste razumeli vadnico in naredili svoj prvi dojenčkov korak z Arduinom, ko se boste počutili udobno s tem osnovnim, se boste lahko še globlje potopili v raziskovanje Arduina.
Po poznavanju osnov o Arduinu lahko poskusite povezati osnovne komponente, kot so LCD 16x2, DC motor, servo motor, tipkovnica itd.
Preverite tudi vse vadnice in projekte za Arduino.