Какое оборудование необходимо для начала работы с Arduino. Как выбрать комплектующие для первых проектов. На что обратить внимание при покупке платы Arduino и модулей.
Основные компоненты для старта с Arduino
Для начала работы с платформой Arduino необходимо собрать минимальный набор компонентов:
- Плата Arduino (например, Arduino Uno или Arduino Nano)
- USB-кабель для подключения платы к компьютеру
- Макетная плата для прототипирования схем
- Набор проводов-перемычек
- Базовый набор электронных компонентов (резисторы, светодиоды, кнопки и т.д.)
Этого набора достаточно для реализации простых проектов и знакомства с основами работы Arduino. По мере усложнения задач понадобятся дополнительные модули и датчики.
Выбор платы Arduino для новичков
Для начинающих оптимальным выбором является плата Arduino Uno. Она обладает следующими преимуществами:
- Доступная цена
- Простота использования
- Большое количество обучающих материалов
- Совместимость с большинством модулей и шилдов
- Достаточное количество пинов для базовых проектов
Arduino Uno построена на микроконтроллере ATmega328P и имеет 14 цифровых входов/выходов, 6 аналоговых входов, кварцевый генератор 16 МГц, разъем USB, разъем питания и кнопку сброса. Этого вполне хватает для реализации множества интересных проектов.
Необходимые аксессуары и модули
Чтобы расширить возможности Arduino, рекомендуется приобрести следующие компоненты:
- Макетная плата для беспаечного прототипирования
- Набор резисторов и конденсаторов различных номиналов
- Светодиоды разных цветов
- Тактовые кнопки
- Потенциометры
- Фоторезисторы
- Пьезодинамик для звуковой индикации
- Сервопривод для управления движением
- LCD-дисплей для вывода информации
С помощью этих компонентов можно собирать различные схемы и создавать интерактивные устройства на базе Arduino.
Датчики для расширения функционала
Для реализации более сложных проектов пригодятся различные датчики:
- Датчик температуры и влажности DHT11/DHT22
- Ультразвуковой дальномер HC-SR04
- Датчик движения PIR HC-SR501
- Акселерометр/гироскоп MPU-6050
- Датчик газа MQ-2
- Датчик освещенности на фоторезисторе
Эти сенсоры позволяют измерять различные параметры окружающей среды и создавать на их основе системы мониторинга, сигнализации и автоматизации.
Модули для беспроводной связи
Для разработки IoT-устройств и беспроводных проектов пригодятся следующие модули:
- Bluetooth-модуль HC-05/HC-06
- Wi-Fi модуль ESP8266
- NRF24L01 для радиосвязи на 2.4 ГГц
- GSM/GPRS модуль SIM800L
- LoRa модуль для дальней связи
С их помощью можно создавать сетевые устройства, управляемые со смартфона или через интернет.
Инструменты для пайки и монтажа
Для сборки постоянных схем и устройств понадобятся:
- Паяльник с регулировкой температуры
- Припой и флюс
- Набор отверток
- Пинцет
- Мультиметр
- Макетные платы для пайки
- Термоусадочные трубки
Эти инструменты позволят собирать надежные и компактные устройства на основе Arduino.
Питание для автономных проектов
Для создания автономных устройств на Arduino потребуются источники питания:
- Батарейный отсек с выключателем
- Аккумуляторы Li-ion 18650
- Повышающий DC-DC преобразователь
- Модуль заряда Li-ion аккумуляторов
- Солнечная панель для зарядки
С их помощью можно обеспечить длительную автономную работу Arduino-устройств.
Корпуса и механические компоненты
Для завершения проектов пригодятся:
- Пластиковые корпуса разных размеров
- Кнопки и переключатели
- Разъемы питания
- Винты, гайки, стойки
- Термоклей и двусторонний скотч
Эти компоненты помогут собрать законченное устройство в аккуратном корпусе.
Выбор комплектующих для конкретных проектов
При подборе компонентов для Arduino-проекта следует учитывать несколько факторов:
- Сложность проекта — для начала лучше ограничиться базовыми компонентами
- Функциональность — какие датчики и модули нужны для реализации идеи
- Питание — автономная работа или от сети
- Размеры — компактное устройство или настольный прибор
- Бюджет — стоимость компонентов может сильно различаться
Правильный подбор комплектующих позволит эффективно реализовать задуманный проект на Arduino.
Где приобрести оборудование для Arduino
Компоненты для Arduino можно купить в следующих местах:
- Специализированные магазины электроники
- Онлайн-магазины Arduino и робототехники
- Китайские торговые площадки (AliExpress, Banggood)
- Радиорынки в крупных городах
При покупке важно обращать внимание на качество компонентов и репутацию продавца. Для начала лучше приобрести готовый стартовый набор, включающий основные модули для обучения.
Сборка первого устройства на Arduino
Чтобы собрать простое устройство на Arduino, выполните следующие шаги:
- Установите среду разработки Arduino IDE на компьютер
- Подключите плату Arduino к компьютеру через USB
- Соберите схему на макетной плате, используя резисторы, светодиоды и провода
- Напишите простой скетч для управления светодиодами
- Загрузите скетч на плату Arduino
- Проверьте работу устройства и при необходимости отладьте код
Начните с простых проектов вроде мигающего светодиода или кнопочного выключателя. Постепенно усложняйте задачи, добавляя новые компоненты.
Изучаем Arduino: подборка железа / Амперка
Подборка аксессуаров и модулей для комфортного начала работы с книгой «Изучаем Arduino».
Матрёшка Z
Комфортное начало работы с Arduino: оригинальная плата, набор деталей и модулей для прохождения всех 20 обучающих проектов
6 740 ₽
Матрёшка Z (Iskra Uno)
Плата Iskra Uno (аналог Arduino), полный набор деталей и модулей для прохождения 20 обучающих проектов на C++
5 740 ₽
Arduino Uno Wi-Fi Rev2
Arduino Uno с модулем Wi-Fi, Bluetooth и инерциальным датчиком на борту
5 540 ₽
Arduino Uno
Сердце мира Arduino: компьютер размером с ладонь на базе процессора с частотой 16 МГц и памятью 32 КБ
2 940 ₽
Инфракрасный дальномер Sharp GP2Y0A41 (4–30 см)
Датчик для определения расстояния 4–30 см по отражённому световому сигналу
1 340 ₽
Изучаем Arduino (Второе издание)
Руководство Джереми Блума по освоению Arduino от А до Я с дополненным содержанием и сетевыми проектами (2-е издание)
1 040 ₽
Часы реального времени (Troyka-модуль)
Электронный хронометр с независимым питанием и календарём
600 ₽
3D-джойстик (Troyka-модуль)
Двухосевой аналоговый джойстик и кнопка в манипуляторе-«грибочке»
600 ₽
Набор перемычек
Набор проводов-перемычек для быстрого прототипирования
530 ₽
Батарейка Крона
Батарейка на 9 В типа «Крона», подходящая для питания цифровой части вашего устройства
530 ₽
Силовая сборка для управления двумя коллекторными моторами с током до 0,6 А на канал
500 ₽
Соединительные провода «папа-папа»
Пучок из 65 проводов-перемычек для прототипирования.
Это провода необходимые чаще всего
390 ₽
Breadboard Half
Полуразмерная макетная доска на 400 точек для быстрого прототипирования
390 ₽
Аналоговый термометр (Troyka-модуль)
Аналоговый сенсор для измерения температуры
390 ₽
Кабель USB (A — B)
Стандартный USB-кабель с разъёмом типа «B»
340 ₽
Кабель USB (A — Micro USB)
USB-кабель с разъёмом Micro B
340 ₽
Линейный регулятор напряжения L7805
Понижающий регулятор напряжения конвертирует входное напряжение 7–36 В в фиксированный выход 5 В
190 ₽
Светодиоды 5 мм (4 шт.
Набор светодиодов с диффузной линзой и цветом на выбор
80 ₽
Трёхцветный светодиод
Светодиод способный светиться красным, зелёным и синим
80 ₽
Кабель питания от батарейки Крона
Кабель для подключения стандартных батареек на 9 В типа «Крона»
80 ₽
Инвертирующий триггер Шмитта SN74HC14N
Шесть независимых инвертирующих триггеров Шмитта в корпусе DIP-14
80 ₽
Выходной сдвиговый регистр SN74HC595N
Микросхема, которая преобразует последовательный сигнал в параллельный 8 бит и экономит выходы микроконтроллера
80 ₽
Транзисторы биполярные (5 шт.
)
Биполярные транзисторы по 5 штук в комплекте
70 ₽
Потенциометр монтажный 10 кОм
Переменный резистор для пайки на плату или прототипирования на макетке
50 ₽
« 1 2 »
- Наборы на базе Arduino
Открытые уроки робототехники / Амперка
Мы открыли свой кружок юных инженеров. В первую группу собрались школьники от 11 до 14 лет. Их ждут 8 занятий по три академических часа.
Мы на практике покажем, как должны проходить такие уроки — поэтому все занятия снимаются на видео. Записи уроков мы прокомментируем и выложим на своём канале.
Подробности — на странице курса.
Iskra Neo
Российская плата на ATmega32U4, эквивалентная итальянской Arduino Leonardo
1 340 ₽
Troyka Shield
Универсальный хаб для быстрого и удобного подключения Troyka-модулей
740 ₽
Кнопка со светодиодом (Troyka-модуль)
Компактная тактовая кнопка со светодиодной подсветкой
330 ₽
Светодиод 5 мм (Troyka-модуль)
Модуль со светодиодом с цветом на выбор
220 ₽
Аналоговый термометр (Troyka-модуль)
Аналоговый сенсор для измерения температуры
390 ₽
Slot Box XL (#Структор)
Корпус для проектов с несколькими шилдами и внешними модулями
590 ₽
Датчик освещённости (Troyka-модуль)
Простейший аналоговый сенсор для измерения уровня освещённости в помещении
160 ₽
Потенциометр (Troyka-модуль)
Модуль с потенциометром для регулировки напряжения
330 ₽
Зуммер (Troyka-модуль)
Модуль с пьезодинамиком для простой звуковой индикации
260 ₽
Монохромная LED матрица 8×8 (Troyka-модуль)
64 красных светодиода на одноюнитовом модуле с управлением по I2C
870 ₽
SD картридер (Troyka-модуль)
Модуль для работы с картами формата microSD
600 ₽
Микросервопривод Feetech FS90 / 180°
Аналоговый сервопривод с углом поворота 180° и крутящим моментом 1,3 кг·см
530 ₽
Ультразвуковой дальномер HC-SR04
Cенсор для определения расстояния по отражённому звуковому сигналу
800 ₽
Кабель USB (A — Micro USB)
USB-кабель с разъёмом Micro B
340 ₽
- Анонс цикла на YouTube.
- Запись первого урока: Знакомимся с Ардуино
Усилитель класса D для Arduino — кремниевый переход
Опубликовано Мэтью Данн
Выход Arduino с широтно-импульсной модуляцией часто используется в сочетании с небольшим пьезоэлектрическим динамиком для создания тонов и музыки. Этот простой подход работает хорошо; но если вы попытаетесь масштабировать этот подход и использовать динамик большего размера, вы обнаружите, что выходной мощности цифрового вывода ввода-вывода недостаточно для его правильного управления. Чтобы громко управлять динамиком, вам нужно усилить небольшую мощность, которую обеспечивает Arduino.
Обычно задачу усиления слабого аудиосигнала в более сильный выполняет линейный усилитель. Линейные усилители имеют выходной сигнал, пропорциональный (некоторому кратному) их входному сигналу.
В одном из моих предыдущих постов я построил простой линейный усилитель. Однако в этом посте я собираюсь построить усилитель, который работает существенно иначе, его выход не кратен его входу, и поэтому он является нелинейным усилителем. Этот усилитель также особенно подходит для Arduino, так как он всегда только полностью включается или выключается. Введите усилитель класса D.
В усилителе класса D транзисторы работают как переключатели — проводя все свое время либо полностью включенными, либо полностью выключенными. Это означает, что усилители класса D могут создавать только прямоугольные волны с широтно-импульсной модуляцией, как и вывод ввода-вывода Arduino, только с гораздо более высоким выходным током.
Усиление сигнала таким способом включения-выключения имеет несколько ключевых преимуществ, главным из которых является высокая эффективность. Ток беспрепятственно проходит через усилитель (сопротивление почти нулевое) или вообще не протекает (сопротивление почти бесконечное), усилитель никогда не находится в промежуточном (умеренное сопротивление) состоянии, когда мощность теряется в виде тепла.
Практически вся мощность передается на нагрузку, что резко отличается от обычного линейного усилителя, где большая часть мощности рассеивается транзисторами в виде тепла.
Второе преимущество заключается в том, что усилители класса D не страдают от перекрестных искажений. Это тип ошибки на выходе транзисторных усилителей, которая возникает, когда сигнал «пересекает» среднюю точку.
У усилителей класса D есть недостаток, заключающийся в том, что вы не можете подключить выход напрямую к динамику. Мощные прямоугольные волны, создаваемые усилителем, могут даже повредить ваш динамик, вызвав перегрев его катушек! Сначала нам нужно преобразовать выходной сигнал усилителя в аналоговый сигнал. Чтобы преобразовать выход ШИМ усилителя в аналоговый сигнал, я собираюсь использовать фильтр нижних частот, известный как фильтр Баттерворта. Фильтр нижних частот усредняет высокие частоты. Если мы представим, что наши импульсы от Arduino представляют собой капли воды разного размера, то фильтр имеет эффект, аналогичный большому дырявому ведру.
Если в ведро попадают мелкие капли воды, давление воды поднимается медленно, если попадают крупные капли, уровень воды поднимается быстро. Это ведро позволяет нам преобразовывать капли дождя разного размера (прямоугольные волны разной ширины) в давление (напряжение).
R1 ограничивает ток на Aduino и от него до 5 мА (5 В / 1000 Ом).
Q1 и Q2 сконфигурированы как двухтактный выходной каскад, они обеспечивают усиление. Небольшой ток, втекающий или выходящий из баз транзистора, позволит гораздо большему току втекать в их эмиттеры или выходить из них. Практически любые небольшие сигнальные транзисторы PNP и NPN будут работать, так что смело экспериментируйте.
Назначение конденсатора C1 в этой цепи — пропускать через него только переменные токи. Идея здесь в том, что мы не хотим, чтобы ток протекал через динамик, когда музыка не играет. Подойдет любой конденсатор емкостью от 100 мкФ и выше, большие емкости могут работать лучше, если вы собираетесь потреблять много энергии от усилителя.
L1, L2, C2, C3, C4 образуют цепь фильтра нижних частот Баттерворта. Эти компоненты преобразуют цифровой сигнал с широтно-импульсной модуляцией в аналоговый выходной сигнал. Я использовал этот калькулятор, чтобы определить разумное значение отсечки для фильтра (30 кГц, намного выше звуковых частот) и в сочетании с некоторыми экспериментами пришел к указанным выше значениям индуктивности и конденсатора.
Вот запись Arduino и усилителя класса D, воспроизводящая 8-битный звук, хранящийся на SD-карте
Если вам нужен исходный код, который я использовал для генерации ШИМ-сигнала для этой демонстрации, вы можете сделать это здесь. https://s3.amazonaws.com/siliconjunction/SdPlayerSource.
zip
Вот более длинное видео, в котором я также пытаюсь добавить комментарии — извините! Я все еще тренируюсь!
Нравится:
Нравится Загрузка…
Опубликовано в Без рубрики Искать:вольт, ампер и метров. Урок мощности Arduino | Донован Бак
Урок Arduino Power
Около месяца назад я отправил этот твит
https://twitter.com/dtex/statuses/410949222716813313Я ошибался… На самом деле я сильно ошибался.
Так что же заставило меня подумать, что мой USB-кабель неисправен? Я тестировал свой Leapyrinth и заметил, что иногда доска двигалась очень медленно, делала дерганые движения или вообще переставала реагировать.
Подумав, что проблема может быть связана с питанием, я отключил USB-кабель, попробовал еще раз, и все отлично заработало. Оказывается, я обманул себя, и ощутимое улучшение производительности не имело ничего общего с кабелем USB.
Во время первых тестов, когда я играл в игру, впечатления были плохими. Во время игры оба сервопривода постоянно двигаются. К тому времени, когда я попытался переключить кабели, я был расстроен и торопился. Вместо того, чтобы играть в игру, я просто махал рукой влево и вправо над Прыжком. Это вызвало движение, которое двигало только сервопривод оси Z. Все работало намного плавнее. Позже, когда я нашел время, чтобы снова сыграть в игру, опыт был плохим.
Я все еще ломал голову над питанием своих творений на основе Arduino, поэтому я был почти уверен, что проблема именно в этом, и, поскольку это было то, что я меньше всего понимал, это казалось наиболее вероятным местом для ошибки.
Проверка напряжения
У Алома Шаха есть отличные инструкции для новичков в области электроники, таких как я.
https://www.youtube.com/watch?v=GZX3MyBkMvAНапряжение казалось простым, поэтому я сначала проверил это. Я проверил напряжение на каждом из моих USB-кабелей, и все они показали 4,97 В на контакте 5 В Arduino. Они также измерили 4,97 В независимо от того, был ли мой Mac подключен к сети или работал от батареи. Добавление удлинительного кабеля USB привело к падению напряжения до 4,96 В, так что это было, но, очевидно, проблема была не в этом. Теперь предполагается, что сервоприводы должны иметь рабочий диапазон от 4,8 В до 6 В, поэтому я подумал, что 5 В должно быть достаточно, но, как я узнал, для питания нужно больше, чем вольт.
Проверка потребления тока
Видео Алома Шаха о том, как измерять ток https://www.youtube.com/watch?v=7lwZkl0yBqA Ток (измеряется в амперах) является мерой расхода энергии. Иллюстрации на этом веб-сайте грубы, и я отказываюсь от упрощенных аналогий, но этот сайт и видео ниже действительно помогли мне понять взаимосвязь между током, напряжением и сопротивлением.
Я питал свою Arduino через USB, и два моих сервопривода работали от контакта 5V Arduino. Под нагрузкой один сервопривод потребляет около 300 мА, а при большой нагрузке может потреблять до 1 А. У Arduino есть отсечка 500 мА (как и у моего MacBook), так что очевидно, что это не будет работать очень хорошо. Что еще хуже, мои недавно созданные функции плавности игнорировали минимальные и максимальные значения, которые я установил на сервоприводах. Если сервоприводы превышали мой желаемый максимум, они заставляли платформы достигать своих пределов и отталкиваться, увеличивая нагрузку намного выше 500 мА для каждого сервопривода. Вот как я его подключил:
НЕ делайте этого! Оказывается, мне повезло, что мой Arduino не просто отключился у меня. Несмотря на то, что можно было запустить пару сервоприводов от контакта 5V моего Arduino, это была довольно плохая идея. Некоторые недорогие сервоприводы имеют удивительно низкий крутящий момент, но потребляют огромное количество тока, поэтому то, что ваш сервопривод хлипкий, не означает, что он эффективен.
