Arduino - Perusteet ja muotoilu

Määritellään Arduino

Arduino on itse asiassa mikrokontrolleripakkaus, jota voidaan käyttää joko suoraan hankkimalla myyjältä tai voidaan tehdä kotona komponentteja käyttämällä avoimen lähdekoodin laitteisto-ominaisuutensa ansiosta. Sitä käytetään periaatteessa viestinnässä ja monien laitteiden ohjauksessa tai käytössä. Sen perustivat Massimo Banzi ja David Cuartielles vuonna 2005.

Arduino-arkkitehtuuri:

Arduinon prosessori käyttää periaatteessa Harvard-arkkitehtuuria, jossa ohjelmakoodilla ja ohjelmatiedoilla on erillinen muisti. Se koostuu kahdesta muistista - Ohjelmamuisti ja datamuisti. Koodi tallennetaan flash-ohjelman muistiin, kun taas tiedot tallennetaan datamuistiin. Atmega328: ssa on 32 kt flash-muistia koodin tallentamiseen (josta 0,5 kt käytetään käynnistyslataimeen), 2 KB SRAM-muistia ja 1 kt EEPROM-muistia, ja se toimii kellotaajuudella 16 MHz.

Arduino-arkkitehtuuri

Arduino Pin -kaavio

Tyypillinen esimerkki Arduino-levystä on Arduino Uno. Se koostuu ATmega328-28-nastaisesta mikrokontrollerista.

Arduino Pin -kaavio

Arduino Uno koostuu 14 digitaalisesta tulo- / lähtönipistä (joista 6 voidaan käyttää PWM-lähtöinä), 6 analogitulosta, 16 MHz: n kideoskillaattorista, USB-liitännästä, virtaliittimestä, ICSP-otsikosta ja nollauspainikkeesta

Power Jack : Arduino voi olla virtaa joko tietokoneelta USB: n kautta tai ulkoisen lähteen, kuten sovittimen tai akun, kautta. Se voi toimia ulkoisella jännitteellä 7-12 V. Virtaa voidaan käyttää ulkoisesti tapin Vin kautta tai antamalla jänniteohjearvo IORef-tapin kautta.

Digitaalitulot : Se koostuu 14 digitaalisesta tulo- / lähtönipistä, joista kukin tuottaa tai vie 40mA virtaa. Joillakin niistä on erityistoimintoja, kuten nastat 0 ja 1, jotka toimivat vastaavasti Rx: nä ja Tx, sarjaliikenteessä, nastat 2 ja 3, jotka ovat ulkoisia keskeytyksiä, nastat 3,5, 6, 9, 11, jotka tarjoavat pwm-lähdön ja nastan 13, johon LED on kytketty.

Analogiset tulot : Siinä on 6 analogista tuloa / lähtöä, jotka tarjoavat 10 bitin tarkkuuden.

ARef : Siinä viitataan analogisiin tuloihin

Nollaa : Se nollaa mikro-ohjaimen alhaalla.

Kuinka ohjelmoida Arduino?

Tärkein etu Arduinolla on se, että ohjelmat voidaan ladata suoraan laitteeseen ilman, että ohjelman polttamiseen tarvitaan laitteisto-ohjelmoijaa. Tämä tapahtuu 0,5 kt: n käynnistyslataimen vuoksi, mikä sallii ohjelman polttamisen piiriin. Ainoa mitä meidän on tehtävä, on ladata Arduino-ohjelmisto ja kirjoittaa koodi.

Arduino-työkaluikkuna koostuu työkalupalkista, jossa on painikkeet, kuten Vahvista, lataa, uusi, avaa, tallenna, sarjamonitori. Se koostuu myös tekstieditorista koodin kirjoittamiseksi, viesti-alueelta, joka näyttää palautteen, kuten virheet, tekstikonsolin, joka näyttää lähdön, ja sarjan valikoista, kuten Tiedosto, Muokkaa, Työkalut-valikosta.

5 vaihetta Arduinon ohjelmointiin

• Arduinossa kirjoitetut ohjelmat tunnetaan luonnoksina. Perusluonnos koostuu 3 osasta

1. Muuttujien ilmoitus
2. Alustus: Se kirjoitetaan setup () -toimintoon.
3. Ohjauskoodi: Se kirjoitetaan loop () -funktioon.

• Luonnos tallennetaan .ino-laajennuksella. Kaikki toiminnot, kuten tarkistaminen, luonnoksen avaaminen, luonnoksen tallentaminen, voidaan tehdä työkalurivin painikkeilla tai työkaluvalikossa.
• Luonnos tulisi tallentaa luonnosluettelon hakemistoon.
• Valitse oikea kortti työkaluvalikosta ja sarjaportin numerot.
• Napsauta lähetyspainiketta tai valitse työkaluvalikosta lähetys. Käynnistyslatain lataa koodin siten mikrokontrolleriin.

Harvat Adruino-perustoiminnot ovat:

• digitalLue (pin): Lukee digitaalisen arvon annetulla tapilla.
• digitalWrite (nasta, arvo): Kirjoittaa digitaalisen arvon annettuun tappiin.
• pinMode (nasta, tila): Asettaa nastan tulo- tai lähtötilaan.
• analoginenLue (pin): Lukee ja palauttaa arvon.
• analogWrite (nasta, arvo): Kirjoittaa arvon tälle nastalle.
• sarja. aloita (baudinopeus): Asettaa sarjaliikenteen alun asettamalla bittinopeuden.

Kuinka suunnitella oma Arduino?

Voimme myös suunnitella oman Arduinomme noudattamalla Arduino-myyjän antamaa kaaviota, joka on saatavana myös verkkosivustoilla. Tarvitsemme vain seuraavat komponentit: leipälauta, led, virtaliitin, IC-liitäntä, mikro-ohjain, muutama vastus, 2 säätintä, 2 kondensaattoria.

• Piirilevy ja virtaliitin on asennettu levylle.
• Lisää 5v- ja 3.3v-säätöpiirit säätimien ja kondensaattoreiden yhdistelmillä.
• Lisää asianmukaiset virtaliitännät mikro-ohjaimen nastoihin.
• Liitä IC-liitännän nollausnasta 10K-vastukseen.
• Liitä kideoskillaattorit nastoihin 9 ja 10
• Liitä johto sopivaan tapiin.
• Asenna naarasotsikot levylle ja kytke ne sirun vastaaviin nastoihin.
• Asenna 6 urosotsikon rivi, jota voidaan käyttää vaihtoehtona ohjelmien lataamiseen.
• Lataa ohjelma valmiin Adruinon mikrokontrolleriin, väännä se sitten pois ja aseta takaisin käyttäjäpakettiin.

7 syytä, miksi Arduinoa pidetään parempana näinä päivinä

1. Se on halpaa
2. Siinä on avoimen lähdekoodin laitteisto-ominaisuus, jonka avulla käyttäjät voivat kehittää oman paketinsa käyttämällä jo saatavilla olevaa referenssilähteenä.
3. Arduino-ohjelmisto on yhteensopiva kaiken tyyppisten käyttöjärjestelmien kanssa, kuten Windows, Linux ja Macintosh.
4. Siinä on myös avoimen lähdekoodin ohjelmisto-ominaisuus, jonka avulla kokeneet ohjelmistokehittäjät voivat käyttää Arduino-koodia sulautuakseen olemassa oleviin ohjelmointikielikirjastoihin, ja niitä voidaan laajentaa ja muokata.
5. Sitä on helppo käyttää aloittelijoille.
6. Voimme kehittää Arduino-pohjaisen projektin, joka voi olla täysin erillinen, tai hankkeisiin, joihin liittyy suora viestintä tietokoneeseen ladatun ohjelmiston kanssa.
7. Sen mukana tulee helppo yhteys yhteyden muodostamiseen tietokoneen keskusyksikköön käyttämällä sarjaliikennettä USB: n kautta, koska se sisältää sisäänrakennetun virta- ja palautuspiirin.

Joten tämä on joitain perusajatuksia Arduinosta. Voit käyttää sitä monen tyyppisiin sovelluksiin. Esimerkiksi sovelluksissa, joissa ohjataan joitain toimilaitteita, kuten moottoreita, generaattoreita antureiden tulojen perusteella.

Valokuvien luotto:

• Arduino Pin -kaavio Flickr