Что такое Arduino UNO. Какие характеристики имеет эта популярная плата для разработки. Как подключать и программировать Arduino UNO. Где применяется Arduino UNO в проектах.
Что представляет собой Arduino UNO
Arduino UNO — это популярная плата для разработки электронных проектов на базе микроконтроллера ATmega328P. Она является одной из самых распространенных плат семейства Arduino и отлично подходит как для начинающих, так и для опытных разработчиков.
Основные особенности Arduino UNO:
- Микроконтроллер ATmega328P
- 14 цифровых входов/выходов
- 6 аналоговых входов
- USB-разъем для подключения к компьютеру
- Разъем питания
- Кнопка сброса
- Светодиоды индикации
Плата имеет компактные размеры 68.6 мм x 53.4 мм, что позволяет легко интегрировать ее в различные проекты. При этом Arduino UNO обладает достаточной функциональностью для реализации широкого спектра задач.
Характеристики и возможности Arduino UNO
Рассмотрим основные технические характеристики платы Arduino UNO:
- Микроконтроллер: ATmega328P
- Рабочее напряжение: 5В
- Входное напряжение (рекомендуемое): 7-12В
- Входное напряжение (предельное): 6-20В
- Цифровые входы/выходы: 14 (из них 6 могут использоваться как ШИМ-выходы)
- Аналоговые входы: 6
- Постоянный ток через вход/выход: 40 мА
- Постоянный ток для вывода 3.3 В: 50 мА
- Flash-память: 32 КБ (из которых 0.5 КБ используются для загрузчика)
- SRAM: 2 КБ
- EEPROM: 1 КБ
- Тактовая частота: 16 МГц
Эти характеристики позволяют использовать Arduino UNO для решения широкого круга задач в области электроники и робототехники. Плата имеет достаточно входов/выходов для подключения различных датчиков и исполнительных устройств.
Подключение и программирование Arduino UNO
Подключение Arduino UNO к компьютеру осуществляется через USB-кабель. При этом плата определяется как виртуальный COM-порт, что упрощает загрузку программ.
Для программирования Arduino UNO используется среда разработки Arduino IDE. Она позволяет писать скетчи (программы) на языке C++ с использованием специальных библиотек Arduino.
Основные этапы работы с Arduino UNO:
- Подключение платы к компьютеру через USB
- Установка драйверов (обычно происходит автоматически)
- Запуск Arduino IDE
- Написание программы (скетча)
- Компиляция и загрузка скетча на плату
- Запуск программы на Arduino UNO
Arduino IDE предоставляет удобный интерфейс для написания и отладки программ. В комплекте идет множество примеров, которые помогут освоить программирование Arduino UNO.
Области применения Arduino UNO
Благодаря своей универсальности Arduino UNO находит применение в самых разных проектах:
- Робототехника — управление моторами, сервоприводами, считывание данных с датчиков
- Умный дом — автоматизация, управление освещением и климатом
- Интернет вещей — сбор данных с датчиков и передача в сеть
- Прототипирование электронных устройств
- Образовательные проекты по электронике и программированию
- Системы сбора и обработки данных
- Простые игровые устройства
Arduino UNO отлично подходит для быстрого макетирования различных устройств. На ее основе можно реализовать практически любую идею, связанную с электроникой и программированием микроконтроллеров.
Преимущества использования Arduino UNO
Arduino UNO обладает рядом преимуществ, которые сделали ее столь популярной:
- Низкий порог вхождения — простота освоения для начинающих
- Обширная документация и множество обучающих материалов
- Большое сообщество разработчиков
- Огромный выбор совместимых модулей и датчиков
- Открытая архитектура и исходные коды
- Кроссплатформенность — работает в Windows, macOS, Linux
- Невысокая стоимость самой платы и периферии
Все это делает Arduino UNO отличным выбором для изучения электроники и микроконтроллеров, а также для быстрой реализации различных проектов.
Расширение возможностей Arduino UNO
Возможности Arduino UNO можно значительно расширить с помощью дополнительных модулей и плат расширения:
- Шилды (shields) — платы расширения, устанавливаемые сверху на Arduino UNO
- Сенсоры и датчики — температуры, влажности, освещенности и т.д.
- Модули беспроводной связи — Wi-Fi, Bluetooth, LoRa и др.
- Дисплеи — LCD, OLED, e-ink
- Моторы и сервоприводы
- Модули памяти — SD-карты, EEPROM
- Часы реального времени
Это позволяет создавать на базе Arduino UNO сложные системы с широкими возможностями. При этом сохраняется простота разработки и низкая стоимость компонентов.
Сравнение Arduino UNO с другими платами Arduino
Arduino UNO занимает промежуточное положение в линейке плат Arduino:
- Arduino Nano — более компактная версия с схожими характеристиками
- Arduino Mega — расширенная версия с большим количеством входов/выходов
- Arduino Leonardo — использует другой микроконтроллер с встроенным USB
- Arduino Due — мощная 32-битная версия на ARM-процессоре
При этом Arduino UNO остается наиболее популярной и универсальной платой, подходящей для большинства проектов. Она обеспечивает оптимальный баланс между функциональностью, простотой использования и стоимостью.
Заключение
Arduino UNO является отличным выбором для начинающих разработчиков и макетирования электронных устройств. Эта плата обладает широкими возможностями, простотой использования и низкой стоимостью. Большое сообщество и обилие обучающих материалов делают Arduino UNO идеальной платформой для изучения микроконтроллеров и электроники.
Несмотря на появление более мощных плат, Arduino UNO остается очень популярной благодаря своей универсальности и огромной экосистеме совместимых компонентов. Эта плата позволяет легко реализовывать самые разные проекты — от простых светодиодных индикаторов до сложных систем умного дома и робототехники.
Arduino Uno: характеристики, распиновка, питание платы
Arduino UNO плата построена на микроконтроллере Atmega AVR для обучения, разработки, создания рабочих макетов устройств.
Размеры Уно
Arduino Uno R3 – самая популярная плата, построенная на базе процессора ATmega328. В зависимости от конкретной модели платы этой линейки используются различные микроконтроллеры, на момент написания статьи самой распространённой является версия именно R3.
Плату используют для обучения, разработки, создания рабочих макетов устройств. Ардуино, по своей сути, – это AVR микроконтроллер с возможностью упрощенного программирования и разработки. Это достигнуто с помощью специально подготовленного загрузчика, прошитого в память МК, и фирменной среды разработки.
Плата Ардуино УноРазмеры платы представлены на схеме ниже. Общие размеры Уно составляют 53,4 мм на 68,6 мм.
Характеристики
В основе платы лежит процессор ATmega 328. Кроме него на плате находится модуль USB для связи с компьютером и прошивки. Этот модуль называется «USB-TTL преобразователь». На фирменных платах Arduino Uno для этой целей используется дополнительный микроконтроллер ATmega16U2.
| Характеристики | Arduino Uno R3 |
|---|---|
| Микроконтроллер | ATmega328 |
| Рабочее напряжение | 5В |
| Напряжение питания (рекомендуемое) | 7-12В |
| Напряжение питания (предельное) | 6-20В |
| Цифровые входы/выходы | 14 (из них 6 могут использоваться в качестве ШИМ-выходов) |
| Аналоговые входы | 6 |
| Максимальный ток одного вывода | 40 мА |
| Максимальный выходной ток вывода 3.3V | 50 мА |
| Flash-память | 32 КБ (ATmega328) из которых 0.5 КБ используются загрузчиком |
| SRAM | 2 КБ (ATmega328) |
| EEPROM | 1 КБ (ATmega328) |
| Тактовая частота | 16 МГц |
Особенность этого чипа заключается в аппаратной поддержке USB, что позволяет организовывать связь без дополнительных преобразователей. В то время как
Однако так происходит не всегда: в более мелких платах, таких как Arduino Nano, используют преобразователи уровней на базе различных микросхем, например FT232, CP21XX, Ch440g и подобных. Это решение является более дешевым и не требует прошивки дополнительного связывающего контроллера, как описано выше.
Внимание! Не всё так однозначно с DCcduino UNO r3 на ch440g. В ней как раз и использован более дешевый, чем в оригинале, вариант преобразователя USB-TTL.
На плате есть выход 3.3 В, он нужен для подключения периферии и некоторых датчиков, его пропускная способность по току равна 50 мА.
ATmega328 работает на частоте 16 МГц. Она фиксирована кварцевым резонатором, который вы можете, по желанию, заменить, тем самым ускорив работу Uno r3.
Важно! После замены кварцевого резонатора функции, связанные со временем, такие как Delay, не будут соответствовать введенным значениям. Это функция задержки времени, по умолчанию её аргументом является требуемое время задержки в мс. Функция прописана в библиотеках Ардуино, с учетом стандартной тактовой частоты в 16 МГц. Поэтому после замены кварца заданное время не будет соответствовать написанному. Для этого нужно либо подбирать опытным путем и устанавливать зависимости, либо править файлы библиотек.
Память Ардуино Уно
Микроконтроллер Arduino Uno содержит 32 кб флэш-памяти, из которой пользователю доступно 31.5 кб, потому как 0.5 занимает загрузчик.
- ОЗУ
- EEPROM — 1 кб памяти.
Как осуществляется питание платы?
Чтобы включить плату, нужно на неё подать питание либо от USB порта, можно прямо от ПК, либо от внешнего источника питания – от 7 до 15 Вольт. На плате установлен линейный стабилизатор, типа L7805, или же LDO. Он нужен для того, чтобы на микроконтроллер подавалось стабилизированное напряжение 5 В.
При этом приоритетно выбирается внешний источник питания, а не ЮСБ-порт. Внешнее питание подключается к выводу с пометкой «Vin» в разделе Power на плате.
Расположение выводов, распиновка
Разработчики платы Arduino очень удобно и логично расположили выводы платы. Дело в том, что при разработке на «чистых» МК АВР приходилось обращаться к выводу порта, для этого нужно было запомнить название каждой ножки на чипе. Здесь это гораздо проще. На самой плате указано название каждого из пинов. Удобства добавляет и то, что пины разбиты на 3 группы:
- Digital – блок цифровых пинов.
- Analog – блок аналоговых пинов.
- Power – блок пинов, которые связаны с питанием и работой микросхемы.
Распиновка платыПри этом в разделе Digital пины, которые могут выдавать ШИМ-сигнал (PWM), помечены тильдой «~». Для служебных целей и проверки работоспособности контроллера на плате установлен светодиод, который подключен к 13-му выводу, а из среды разработки Arduino IDE к нему можно обращаться через встроенную директиву LED_BUILTIN. Такие схемы расположения пинов называются «Arduino UNO pinout», при этом, вместо UNO, может быть указано название другой платы, которая вас интересует.
Описание пинов платы
Микроконтроллер имеет 14 цифровых пинов, они могут быть использованы, как вход или выход. Из них 6 могут выдавать ШИМ-сигнал. Они нужны для регулировки мощности в нагрузке и других функций.
| Пин ардуино | Адресация в скетче | Специальное назначение | ШИМ |
|---|---|---|---|
| Цифровой пин 0 | 0 | RX | |
| Цифровой пин 1 | 1 | TX | |
| Цифровой пин 2 | 2 | Вход для прерываний | |
| Цифровой пин 3 | 3 | Вход для прерываний | ШИМ |
| Цифровой пин 4 | 4 | ||
| Цифровой пин 5 | 5 | ШИМ | |
| Цифровой пин 6 | 6 | ШИМ | |
| Цифровой пин 7 | 7 | ||
| Цифровой пин 8 | 8 | ||
| Цифровой пин 9 | 9 | ШИМ | |
| Цифровой пин 10 | 10 | SPI (SS) | ШИМ |
| Цифровой пин 11 | 11 | SPI (MOSI) | ШИМ |
| Цифровой пин 12 | 12 | SPI (MISO) | |
| Цифровой пин 13 | 13 | SPI (SCK) К выходу дополнительно подсоединен встроенный светодиод |
Вызов ШИМ-сигнала осуществляется через команду AnalogWrite (номер ножки, значение от 0 до 255). Для работы с аналоговыми датчиками присутствует 6 аналоговых входов/выходов.
| Пин | Адресация в скетче | Специальное назначение |
|---|---|---|
| Аналоговый пин A0 | A0 или 14 | |
| Аналоговый пин A1 | A1 или 15 | |
| Аналоговый пин A2 | A2 или 16 | |
| Аналоговый пин A3 | A3 или 17 | |
| Аналоговый пин A4 | A4 или 18 | I2C (SCA) |
| Аналоговый пин A5 | A5 или 19 | I2C (SCL) |
Их тоже можно использовать, как цифровые.
Аналоговый сигнал обрабатывается 10 битным аналогово-цифровым преобразователем (АЦП), а при чтении микроконтроллер выдаёт численное значение от 0 до 1024. Это равно максимальному значению, которое можно записать в 10 битах. Каждый из выводов способен выдать постоянный ток до 40 мА.
Принципиальная схема платы выглядит так (нажмите для увеличения):
Микроконтроллер ATMega 328
Как мы написали выше, ATmega328 работает на частоте 16 МГц. Распиновка микроконтроллера ниже (нажмите на изображение для увеличения):
Работа в комплексе с другими системами
Самое первое, с чем вы можете познакомиться, даже без приобретения дополнительных устройств для разработки – это связь по последовательному порту. Он активируется по команде Serial.begin (скорость, например 9600). Подробно о каждой команде вы можете прочитать в обучающем разделе на официальном сайте проекта Arduino.ru. Вы можете обмениваться с компьютером информацией. Плата, в зависимости от программного кода, может вам присылать данные, а вы их, через монитор портов в Arduino IDE, можете читать.
Кроме последовательного порта, в ардуино UNO реализована поддержка таких интерфейсов:
Через них можно осуществлять «общение» между несколькими платами, а также подключать разную периферию: датчики и дисплеи.
Платы расширения
В магазинах, специализирующихся на робототехнике и микроконтроллерах, можно встретить слово «шилд». Это специальная плата, которая напоминает Arduino Uno. Совпадает она с ней не только по форме, но и по количеству выводов.
Шилд устанавливается в клеммные колодки, при этом часть их них задействуется под функции шилда, а другая часть остаётся свободной для использования в проекте. В результате вы можете получить такой себе многоэтажный «бутерброд» из плат, которые реализуют множество функций.
Одним из самых популярных является Arduino Ethernet Shield. Он нужен для связи с Ардуино по обычному сетевому кабелю, витой паре. На нём расположен разъём rj45.
С подобным шилдом можно управлять вашим микроконтроллером по сети через веб-интерфейс, а также считывать параметры с датчиков, не отрываясь от компьютера. Существуют проекты с использованием такого комплекта в домашнем облачном хранилище, с ограничением по скорости, всё-таки Атмега328 слабовата для таких задач, и для этого лучше подойдут одноплатные компьютеры типа Raspberry pi.
Как преодолеть аппаратные ограничения
Большинство распространённых плат имеют аналогичные характеристики, среди них:
- Uno;
- Nano;
- Pro mini;
- и подобные.
Но с развитием ваших навыков разработки в этой среде появляется проблема нехватки мощности и быстродействия этой платформы. Первым шагом для преодоления ограничений является использование языка C AVR.
С его помощью вы ускорите на порядок скорость обращения к портам, частоту ШИМ и размер кода. Если вам и этого недостаточно, то вы можете воспользоваться мощными моделями с аналогичным подходом к разработке. Для этого подойдёт плата Arduino Mega2560. Еще более мощная – модель Due. В противном случае вам стоит ознакомиться с разновидностями одноплатных компьютеров и STM микроконтроллеров.
Ардуино Uno R3 – отличная плата для большинства проектов, которая служит для изучения устройств цифровой электроники.
ARDUINO UNO ДЛЯ НАЧИНАЮЩИХ
Введение
Робот — это машина, которая способна принимать информацию из внешней среды с помощью системы датчиков, самостоятельно обрабатывать ее и менять характер своих действий в соответствии с этим. Самое главное все эти операции должны происходить без участия человека. Именно по этой причине телеуправляемая модель, даже если она конструктивно сложна и имеет антропоморфный вид, не может считаться роботом, в то время как простой термостат или даже плавкий предохранитель в этом смысле являются простейшими роботами.
Конструирование робототехнической системы — это многоплановая задача, требующая знаний по широкому кругу научных и технических вопросов. Изготовление электромеханических исполнительных узлов, например, ходовой части робота, потребует знаний по общей механике, электротехнике. Создание алгоритма действий для робототехнической системы, требует знаний по информатике, в первую очередь навыков программирования. Для получения информации из внешней среды роботу необходимы различные датчики, использование которых потребует знания физических принципов работы этих датчиков. Создание всей системы в целом невозможно без знания электроники. Таким образом, процесс создания робототехнической системы потребует в процессе работы получения большого объема информации по различным естественно научным и физико-математическим дисциплинам, выходящего далеко за пределы объема школьной программы.
В настоящее время существует несколько основных путей позволяющих приступить к воплощению робототехнической системы. Первый использование готовых наборов для конструирования роботов, такие наборы изготовляет известный производитель конструкторов для детей фирма Lego. Они содержат все необходимые компоненты для изготовления робота: блок микроконтроллера, электродвигатели, датчики. Несомненное достоинство этого пути в том, что сконструировать робота на основе готового набора можно просто и быстро.
Все необходимое программное обеспечение прилагается к роботу и имеет интуитивно понятный интерфейс. Однако стоимость таких наборов неоправданно высока, за не слишком большой набор датчиков и исполнительных механизмов, а также за набор стандартных пластмассовых деталей придется отдать весьма значительную сумму. Таким образом, подобные конструкторы лучше всего подходят для младшей возрастной группы. Если в кружке в основном занимаются старшеклассники, то разумнее средства отпускаемы на оснащение кружка технического творчества, пустить на приобретение измерительных приборов, инструментов, материалов и комплектующих, а не на приобретение подобных наборов.
Второй путь это создание полностью оригинальной робототехнической системы, используя выпускаемые промышленностью микроконтроллеры, дискретные радиоэлементы, электродвигатели и т.п.. Действуя таким путем можно получить на выходе устройство, не уступающее по своим функциональным возможностям устройству, изготовленному в заводских условиях. Правда это потребует досконального знания выбранного микроконтроллера и Ассемблера специфичного для данного микроконтроллера. И это не говоря о наличии хотя бы минимального станочного парка, для обслуживания которого нужны специалисты с профильным образованием. В условиях кружка технического творчества этот путь мало реализуем, во всяком случае, если кружок только приступает к изучению вопросов робототехники.
Кроме приведенных выше вариантов, существует и третий путь – использование вычислительной платформы Arduino. Ее основой является специальная плата с микроконтроллером, а также специализированная среда разработки Wiring, созданная на основе языка C++.
Программное обеспечение полностью бесплатное, его можно скачать с официального сайта производителя. Имеются версии для всех основных операционных систем Windows, Linux, MacOS. При разработке программной части комплекса в данной среде от нас скрываются многие рутинные операции, что упрощает разработку. Однако с другой стороны программа пишется на языке высокого уровня, по этому при компиляции в машинные коды, полученная программа не будет оптимальной по размеру и времени выполнения.
Иными словами программа, написанная на языке Ассемблер, будет занимать места меньше, а выполняться быстрее. Если конструируется учебный робот, или бытовое электронное устройство, в большинстве случаев это не столь важно, в самом деле, если сигнализация среагирует на разбитое окно не через 0,1 с, а через 0,2 с, это ничего принципиально не изменит. Однако в ответственных случаях объем памяти требуемый для программы, и особенно, скорость работы могут стать критически важными, по этому среди специалистов по разработке аппаратно-программных комплексов отношение к данной платформе как минимум неоднозначное. Впрочем, в системах жизнеобеспечения, промышленных, авиационных и космических системах использовать Arduino никому и не придет в голову, к тому же любители крайне редко сталкиваются с необходимостью создания подобных систем.
В любительской же среде Arduino фактически стала стандартом. Применение законченных функциональных блоков Arduino очень сильно упрощает и, следовательно, ускоряет изготовление устройств. Нам важно как тот или иной блок реагирует на определенные сигналы и воздействия, но не принципиально его внутренне устройство. Фактически узлы Arduino являются, с точки зрения кибернетики, «черными ящиками». Однако, есть мнение, что Arduino – это своеобразный радиолюбительский фаст фуд, использование которого недостойно настоящего радиолюбителя.
На это можно возразить, что практически любое электронное устройство собирается из деталей заводского изготовления. В конечном счете, что такое любая микросхема, как не «черный ящик», нам важно как микросхема отвечает на тот или иной электронный сигнал, при этом ее внутреннее устройство, как правило, неизвестно, или мы его знаем только приблизительно. Если отрицать использование готовых узлов можно прийти к тому, что настоящий радиолюбитель должен сам делать радиолампы (как изготовить в кустарных условиях транзистор я не представляю) или, вообще, сначала осваивать добычу медной руды, выплавку метала и волочение проволоки.
В общем, Arduino позволяет с одной стороны изучить основы работы с микроконтроллерами и конструировать законченные устройства, с другой объем первоначальных знаний, необходимых для начала работы не слишком велик, и вполне доступен школьнику.
Описание аппаратной части Arduino
Физически Arduino представляет собой небольшую печатную плату. Самой распространенной на данный момент версией является Arduino UNO с габаритами 75×55 мм.
На плате располагается микроконтроллер ATMega328, этот микроконтроллер имеет 2 кб оперативной памяти и 32 кб памяти флэш-памяти для программ. Пользователю доступно несколько меньшая часть памяти программ, потому что часть памяти программ отведено под программу-загрузчик, которая управляет работой платы при загрузке в нее пользовательской программы. Платы заводского изготовления обычно поставляются уже с записанной в память программой-загрузчиком. Если отдельный микроконтроллер, программируемый на Ассемблере, достаточно легко довести до неработоспособного состояния неверными командами, то с Arduino это сделать несколько сложнее, т.к. программное обеспечение Arduino играет роль «защиты от дурака», защищая микроконтоллер от неверных действий начинающего пользователя. Кварцевый резонатор задает тактовую частоту работы микроконтроллера 16 МГц. Так же в микроконтоллере имеется внутренний кварцевый резонатор на частоту 8 МГц, но его обычно не используют.
Для связи с компьютером на плате имеется разъем USB-BF. На платах разных производителей в этой части возможны существенные различия, кроме USB-BF автору встречались платы с micro-USB, на старых и самодельных платах, скорее всего, будет 9-контактный разъем COM-порта. На плате Arduino UNO установлен специальный преобразователь, поэтому подключенная к компьютеру плата, определяется как новый COM-порт. Одно из преимуществ Arduino состоит в том, что благодаря наличию программы загрузчика и возможности подключения Arduino к персональному компьютеру для ее программирования не нужен отдельный программатор.
Подключенная к компьютеру плата Arduino питается через USB-порт. Если плата используется отдельно, то необходимо подключить к плате блок питания с выходным постоянным напряжением 7-12 В, разъем питания, вероятно, типа DS-210. На плате имеется стабилизатор напряжения, поэтому к качеству питающего напряжения устройство нетребовательно. Подойдет почти любой малогабаритный блок питания. В автономных условиях подходит 9 В батарея типа «Крона», или две последовательно соединенные батареи типа 3R12 (3336).
На плате располагается 14 цифровых портов ввода-вывода, 6 из которых поддерживают широтно-импульсную модуляцию (помечены на плате знаком «~»).
Кроме цифровых на плате есть 6 аналоговых портов. Аналоговые порты подключены в 10 битному аналогово-цифровому преобразователю, при необходимости их также можно использовать в качестве цифровых портов.
На плате имеются четыре светодиода – индикатор питания (обозначен, как ON), светодиод, подключенный к 13 порту (L), два светодиода индикации обмена данными через последовательный порт (TX и RX). Также на плате имеется кнопка для перезагрузки микроконтроллера.
Одним из достоинств Arduino является то, что кроме основной платы производится дополнительные платы, расширяющие возможности основного устройства. Такие платы расширения называют Shield, что дословно можно перевести как «щит» или «экран», обычно в русскоязычной литературе используется англицизм «шилд». Шилды позволяют подключать к Arduino электродвигатели, обеспечивают выход в компьютерные сети по протоколу Ethernet или WiFi, передачу информации по сети сотовой связи GSM, и выполняют многие другие функции. Для работы с такими платами существуют готовые программные библиотеки.
Плата Arduino UNO
Плата Arduino UNO хорошо подходит для отладки программ на стадии разработки и настройки конструкций. Но для множества практических приложений возможности Arduino UNO избыточны, ее размер для установки в готовые изделия может оказаться слишком большим. Кроме этого к Arduino UNO внешние устройства подключаются без пайки – с помощью разъемов. Со временем разъем может выпасть от вибрации или его контакты окислятся, что нарушит нормальный контакт, с очевидными последствиями для изготовленного устройства.
Для использования в готовых изделиях выпускаются платы ArdinoNano и ArdinoMini, они имеют меньшие физические размеры, и несколько меньшую стоимость. Эти платы совместимы программно с Arduino UNO, но не позволяют непосредственно подключать к ним шилды. ArdinoNano – плата уменьшенного размера, имеет разъем для непосредственной связи с компьютером, выводы позволяют использовать более надежное паяное соединение. ArdinoMini – еще более уменьшена, по сравнению с ArdinoNano, на плате отсутствует разъем для прямого подсоединения к компьютеру, для программирования требуется специальный переходник.
Если возможностей Arduino UNO недостаточно, можно применить расширенную версию ArdinoMega. Эта плата имеет расширенные возможности 54 цифровых порта из них 15 поддерживают ШИМ,16 — аналоговых портов, 128 кб (в поздних версиях 256 кб) — флэш-памяти для программ, 8 кб оперативной памяти.
Перечень различных вариантов аппаратной реализации Ardino этим платами не ограничивается, но подобные устройства ориентированы на специалиста достаточно высокой квалификации и для первоначального изучения подходят мало. Более подробно различные варианты плат описаны тут.
Основной стандарт плат Arduino, тоже изменялся со временем. Более подробно с различными версиями плат можно познакомиться на сайте разработчика. На данный момент самым современным вариантом является Arduino Leonardo. Однако на данный момент Arduino UNO распространена наиболее широко, так что в дальнейшем остановим свое внимание именно на Arduino UNO.
Надо отметить, что конструктивно Arduino не очень сложна и вполне доступна для самостоятельного изготовления, во всяком случае, если речь идет о подготовленном радиолюбителе-конструкторе. На сайте разработчика имеется вся необходимая документация для самостоятельного изготовления Arduino.
Вообще проект Ардуино полностью открытый, авторским правом охраняется только сам термин «Arduino», поэтому множество сторонних производителей выпускают свои конструкции: Freeduino, Japanino, Seeeduino, CraftDuino, Diavolino и т.п. Существуют платы, как полностью повторяющие оригинальные, так и собственные разработки, часть из которых совместима с Arduino только программно, из-за того, что платы имеют отличную конфигурацию. В целом, на современном уровне производства электронных устройств, платы Arduino не содержат в себе каких-то действительно высоких технологий, поэтому приемлемый для любителя уровень качества способны обеспечить не только производители оригинальных устройств, но и малоизвестные фирмы, которые предлагают аналогичные конструкции по существенно более низким ценам.
Если плата заявлена как копия Arduino UNO, то, скорее всего, все сказанное о Arduino UNO будет относиться и к ней, хотя конечно за конкретного китайского производителя поручиться нельзя. Собственно конкретная плата, которая использовалась автором, обозначена просто UNO, слово «Arduino» отсутствует, так что это плата безвестного азиатского производителя, который уважает авторское право разработчиков оригинального проекта. Не смотря на сомнительное происхождение, ни каких нареканий к качеству самой платы автор предъявить не может. С вами был Denev.
Форум по Ардуино
Обсудить статью ARDUINO UNO ДЛЯ НАЧИНАЮЩИХ
Что такое Arduino? Краткий обзор Arduino Uno
Arduino Uno — это почти идеальная плата контроллера для начинающих. Это небольшой, но многофункциональный компьютер способен контролировать практически любое устройство.
Процесс программирования его несложен и требует изучения всего небольшого количества правил. В качестве помощи предоставляется богатая документация и множество библиотек для поддержки различных компонентов (модулей).
Arduino — открытая физическая вычислительная платформа. Открытое аппаратное обеспечение [англ. Open Hardware] — это инициатива, предоставляющая открытый доступ к технической информации оборудования с целью повторения или улучшения его характеристик.
Благодаря этому вы найдете несколько проектов, основанных на этой платформе, которые помогут вам в создании ваших устройств. Пользователи Arduino часто встречаются в клубах, называемых Hackerspace, доступных в каждом большом городе.
Хакерспейс (Hackerspace) — мастерская-клуб, где энтузиасты могут заниматься любимым делом. Благодаря этой популярности, в интернете вы найдете много людей, которые готовы оказать посильную помощь в обучении и освоении Arduino.
Внешний вид Arduino UNO
Плата контроллера Arduino UNO проста. С левой стороны есть USB разъем, который соединяет Arduino с компьютером.
По краям платы сверху и снизу расположен ряд контактов черного цвета, называемые пинами [англ. «Pin»]. Они сконструированы таким образом, что к ним легко подключить провода не используя при этом паяльник.
Именно к этим контактам подключаются различные устройства и датчики, которые взаимодействуют с Arduino. Также эти разъемы позволяют установить на плату контроллера дополнительные модули (платы расширения), увеличивающие возможности Arduino. Эти модули называются Шилд [англ. «Shield»].
Распиновка Arduino UNO
Основные элементы на схеме обозначены синим цветом. Дополнительные, менее важные элементы обозначены зеленым цветом. Выводы питания с различным напряжением отмечены красным цветом. Выводы GND [минус] отмечены черным цветом.
Разъем «USB»
Разъем USB используется для подключения Arduino к компьютеру. Через этот разъем загружается программа (скетч) в микроконтроллер Ардуино. Этот разъем также служит для связи с компьютерной программой.
В процессе «общения» Arduino с компьютером мигают светодиоды:
- LED_TX — при передаче данных на компьютер
- LED_RX – при получении данных от компьютера
Разъем POWER
Разъем «POWER» служит для подключения блока питания. Внешний источник питания обычно используется тогда, когда Arduino должен работать без компьютера. Напряжение источника питания должно находиться в пределах от 7 до 12 В. По умолчанию Arduino может питаться от компьютера через разъем USB (5В).
Индикатор «ON»
Данный индикатор светится когда Arduino подключен и работает.
Кнопка «RESET»
После нажатия кнопки «RESET» ваша программа в Arduino запускается заново.
Выводы питания – «POWER»
Контакты питания расположены с левой стороны нижнего края платы. Они предназначены для обеспечения необходимого напряжения для проекта. На выбор у вас есть напряжение 3,3В и 5В. «GND» (масса) — это обозначение второго полюса питания, в народе называемый «минус». Вывод «VIN» — это напряжение с адаптера (блока питания).
Вывод «RESET»
Вывод «RESET» полностью выполняет ту же функцию, что и кнопка «RESET». Если на данный вывод соединить на некоторое время к землей (GND), то программа в Arduino запускается заново.
Вывод «IOREF»
Вывод «IOREF» позволяет адаптировать платы расширения и Arduino по напряжению.
«Digital» – Цифровой вывод
Данный тип выводов отмечен на рисунке как «Digital». Находятся на верхней кромке платы. Пронумерованы от 0 до 13. Каждый из них можно запрограммировать так, чтобы он выполнял роль входа или выхода.
Характеризуются они тем, что в качестве выходного сигнала присутствует 0В (лог.0) или 5В (лог.1). В качестве входа принимают также два уровня напряжения около 0В и напряжение между 2,5 и 5В. Они управляют устройствами в стиле вкл/выкл, например, для управления светом в доме.
«Analog» – Аналоговый вывод
Они отмечены на рисунке как «Analog». Пронумерованы от 0 до 5. Выполняют только функцию входа. Могут измерять напряжение от 0 до 5В. Аналоговые входы имеют разрешение 10 бит.
Распознают 1024 уровня напряжения, что дает точность примерно 0,005 В. Точность можно повысить, уменьшая программно диапазон опорного напряжений от 0 до 1,1В. С помощью вывода «AREF» можно подключить внешний источник опорного напряжения (ИОН) не превышающий 5В.
В случае если вам не хватает цифровых выводов, то вы также можете использовать аналоговые выводы в качестве цифровых. В этой роли они имеют обозначения от A0 до A5.
Светодиод «L»
Arduino имеет встроенный светодиод обозначенный как «L». Его можно включать и выключать с помощью программы. В Arduino UNO индикатор подключен к цифровому контакту номер 13.
«PWM» (ШИМ) вывод
Часть цифровых пинов имеет дополнительную функцию, обозначенную как ШИМ. Эта функция позволяет регулировать мощность, которая подается на светодиоды и электродвигатели. Благодаря ШИМ можно программно регулировать скорость вращения двигателя или яркость свечения светодиодов.
«INT» – вывод прерываний
Два цифровых пина имеют дополнительную функцию «INT». Они отвечают за прерывания. Прерывание необходимо, чтобы контроллер остановил выполнение текущей части кода программы и сразу выполнил специально подготовленный вами кусок кода.
«INT» вывод используется совместно с устройством, сигнал которого должн быть обработаны немедленно.
«Serial» — RS232 TTL
Основной последовательный интерфейс – «Serial». Его контакты вы найдете в группе цифровых пинов с номерами 0 и 1. Они помечены как «RX» (вход данных) и «ТХ» (вывод данных). Этот интерфейс работает в стандарте RS-232 TTL. Позволяет передавать последовательно данные, асинхронно со скоростью до 115200 бод. Этот же интерфейс используется для связи с компьютером через USB.
«I2C / TWI»
Другой последовательный интерфейс – «I2C», также называется «TWI». Это последовательная синхронная шина с тактовой частотой 100 или 400 кГц. Его выход расположен на левом конце цифровых контактных гнезд. Они помечены как «SCL» (Serial Clock) и «SDA» (Serial Data). Это позволяет подключать к одним и тем же выводам до 127 устройств.
«SPI»
«SPI» — это быстрая синхронная последовательная шина. В Arduino UNO ее таймер может работать с частотой до 8 Мгц. Выводы шины имеют маркировку «SCK» (Serial Clock), «MOSI» (Master Out Slave In), «MISO» (Master In Slave Out) и расположены в 6-контактном разъеме «ICSP» с правой стороны платы.
В Arduino UNO эти сигналы используются совместно с цифровыми выводами, пронумерованными от 10 до 13. Здесь же находится дополнительный сигнал «SS» для выбора устройства в шине.
Плата Arduino UNO доставит вам много удовольствия от знакомства с тайнами электроники и программирования. Удачи в ваших экспериментах и изобретениях.
что это, где применяется и полезные компоненты
Всем привет! Сегодняшняя статья будет посвящена Arduino. В двух словах – это семейство электронных конструкторов, предназначенных для создания простых систем автоматики. Каждый из них состоит из печатной платы с микроконтроллером и из периферийных блоков – всевозможных датчиков, индикаторов, шаговых моторов и всего остального. А теперь обо всем по порядку.
Что такое Ардуино – давайте рассмотрим поближе
Несмотря на то, что в Ардуино имеется микроконтроллер, он рассчитан на непрофессиональных пользователей. Это позволяет освоить его и взрослым, далеким от основ электроники, и детям школьного возраста. У оболочки для программирования достаточно низкий порог вхождения. Программирование очень простое и интуитивно понятное. Оно не требуют каких-то особых знаний, не предполагает вникание в работу регистров микропроцессора и в прочую «черную магию».
Но при всей простоте Arduino богатый набор его периферии позволяет построить на нем достаточно интересные решения, которые можно использовать в робототехнике, всевозможных штуковинах системы «умный дом», да и просто для развлечения.
Где можно применить Arduino
Помимо простоты использования есть еще один важный момент. Комплектующие Arduino стоят очень дешево, поэтому конструктор стал достаточно популярным. Он часто используется в клубах юных техников для занятий с детьми, для проведения студенческих лабораторных работ. А для многих вполне зрелых и состоявшихся людей программирование Arduino стало хобби.
Заказал целый набор компонентовИз-за этой массовости в сети появилось большое количество уроков и подробно описанных примеров, поэтому любой желающий, только получив в руки плату, может сразу же начать с ней работу и получить видимый результат. Для детей Ардуино это очень важно. Они видят, что у них все получается, что на их действие сразу же есть реакция. Можно просто включить-выключить светодиод, можно сделать это в определенной последовательности, можно что-нибудь написать или изобразить на дисплее.
Практически мгновенный результат приводит в восторг, поэтому занятия с Arduino быстро становятся не просто приятным времяпровождением, а полноценным хобби, которое развивает интерес к электронике. Кто знает, но дальнейшем такое хобби вполне может превратиться в интересную работу.
Весь рабочий софт можно скачать на официальном сайте Arduino. Там же можно воспользоваться онлайн-компилятором. Там же можно найти и готовые скетчи для программирования комплектующих.
Комплектов Arduino достаточно много. Это и оригинальные конструкторы Arduino, и совместимые с семейством китайские клоны. Все они различного размера, комплектации и, соответственно, возможностей. Рассмотрим некоторые из них. Кстати, по качеству не уступает оригиналам.
Комплект для начинающих Arduino UNO R3
Если нужно все и сразу, но без излишеств, то, наверное, это самый подходящий вариант. В набор входит плата с микроконтроллером, макетная плата типа Breadboard с комплектом проводов, позволяющая производить соединения без пайки, 4-разрядный семисегментный индикатор, LCD-дисплей, кнопочная панель, матрица светодиодов 8×8 элементов, джойстик, сервопривод с драйвером, реле, ИК-пульт и комплект светодиодов, кнопок, конденсаторов и резисторов россыпью.
Также в набор входят отдельные платки с датчиками:
- звука;
- уровня воды;
- температуры и влажности;
- RFID-считыватель c RFID-метками в виде ключа-таблетки и карточки;
- цифровой часовой модуль.
Комплект позволяет поочередно освоить работу микропроцессора, его взаимодействие с индикаторами и с датчиками. Позволяет на своей основе построить такие интересные проекты, как дубликатор ключей от домофона, систему управления освещением, сделать игрушечный светофор или анимированную рекламную доску, организовать систему полива комнатных растений и многое другое.
В магазин
Продвинутый набор Arduino UNO R3
Этот комплект отличается от предыдущего наличием дополнительных модулей расширения. Среди них ультразвуковой датчик расстояния, электронный гироскоп, электродвигатель постоянного тока вместе с микросхемой-драйвером, шаговый мотор и дополнительная макетная плата. Эти датчики могут оказаться полезными в качестве дополнения при управлении простыми роботами.
Еще одной особенностью этого набора является наличие большего числа «рассыпухи». Например, в комплекте можно найти сотню резисторов различных номиналов от 10 Ом до 1 МОм, диоды, пять видов транзисторов и несколько конденсаторов различных номиналов. Это дополнение предназначено для использования уже опытными людьми, освоившими базовые навыки построения электронных модулей и умеющих читать принципиальные схемы.
Можно взять со скидкой 57%
В магазин
Обучающий набор Arduino для детей и взрослых
Комплект-конкурент предыдущему набору. Внешний вид платы контроллера и плат датчиков несколько отличается, но их функциональность остается идентичной. Число составных элементов несколько большее. Например, имеется даже держатель для пальчиковых батареек.
Также имеются дополнительные датчики:
- датчик влажности почвы;
- газовый датчик;
- пироэлектрический датчик, реагирующий на движение.
Дополнительные датчики позволяют построить с помощью конструктора некое подобие охранной сигнализации и продемонстрировать ее работу. На прилагающемся диске имеется руководство пользователя на английском языке и примеры проектов.
В магазин
Оригинальный Arduino UNO R3
Это даже не набор, а просто одна плата UNO R3 с микроконтроллером, плюс USB-кабель и коробочка. Плата та же самая, какая использовалась в описанных выше комплектах.
Ее приобретение будет логичным, если в дополнительных датчиках и элементах россыпью необходимости нет. Например, если используются детали от других наборов, причем не обязательно Arduino. Или если предполагается использовать платку в составе какой-то отдельной штуки со своей периферией. В общем, если нужен отдельно контроллер, то такая возможность тоже есть.
В магазин
Самый дешёвый Arduino Nano
В случае, когда плата Ардуино UNO R3 избыточна, например, если не нужны лишние светодиоды, и элементы питания, или, если плата с контроллером должна быть меньших размеров, то решением может быть плата Nano. В отличие от UNO размером 69×54 мм, Nano занимает площадь всего в 19×42 мм. Кстати, стоит она тоже примерно в два-три раза дешевле.
Нюансом является то, что у используемого на плате Nano микропроцессора вдвое меньший объем флеш-памяти и оперативной памяти по сравнению с микропроцессором на UNO R3. Хотя, для большинства проектов, особенно, если это касается проектов начинающих, это не важно. Также в комплект не входит USB-кабель.
В магазин
Комплект проводов
Опытные пользователи могут обратить внимание, что для реализации нескольких проектов одновременно на одной плате имеющихся в базовых наборов проводников может не хватать. Особенно это касается длинных проводов.
Но, что называется, трагедии нет – провода вполне достаются отдельно, причем именно те, которые нужны. Например, в этот набор на выбор можно скомплектовать проводники длинной 10 см, 20 см или 30 см. Доступны провода со штыревым и с гнездовым соединениями.
В магазин
Сервоприводы
В базовые наборы Arduino входит по одному сервоприводу. Если одной штуки оказывается недостаточно, то недостающие гаджеты вполне можно скомплектовать отдельно. На выбор имеются как базовые SG90, так и более мощные MG90S.
Последняя модель отличается тем, что у нее редуктор сделан не из пластмассы, как у SG90, а с использованием металлических шестеренок. Это позволяет использовать механизм в системах, где предполагается большее усилие, а, значит, и большие нагрузки. Управление же и тем и другим сервоприводом одинаковое.
В магазин
Модуль для беспроводного управления 433 МГц
Стандартный набор состоит из приемника и передатчика на 433 МГц, либо только из приемника или только из передатчика – на выбор. Штука оказывается полезной для организации беспроводной связи между разными платами. Например, одна может управлять другой, или передавать по радио данные с датчиков.
На основе этого модуля вполне можно организовать радиоуправление простенькой игрушкой. На одну плату ставится джойстик и передатчик, на другую двигатели и приемник. Можно организовать работу и по-другому, все зависит только личной от фантазии.
В магазин
Wi-Fi модуль
Управление платой Arduino можно организовать и с помощью смартфона. Для этого понадобится расширение в виде Wi-Fi приемопередатчика. Платка-расширение очень простая и компактная.
Занимает всего 14×25 мм. А необходимые библиотеки для взаимодействия с ней главной платы Arduino вместе с примерами доступны в интернете, поэтому ее подключение также не составляет труда.
В магазин
Модули реле
Для построения систем «умный дом» или для использования Arduino в составе автомобильной электросети важным элементом является реле. Этот элемент позволяет управлять системами с напряжением, большим, чем напряжение питания Arduino и сильноточными электрическими цепями без вреда плате. Без этого элемента не обойтись при управлении мощными электродвигателями или освещением.
На выбор доступны несколько модулей. С одним реле, точно таким же, какой входит в базовые комплекты UNO R3, с одним реле и индикационными светодиодами, с двумя реле, с четырьмя или с восемью. Каждое из них управляется сигналами напряжением 5 вольт, но рассчитано на коммутацию электрических цепей напряжением до 250 вольт при токе 10 ампер или до 125 вольт при токе 15 ампер.
В магазин
Друзья, если вам понравилась статья, то ставьте лайк 👍 и добро пожаловать на наш канал!
Урок 2. Что такое Arduino Uno
Начинаем наш второй урок. В этом уроке мы рассмотрим все части Arduino. Arduino, по сути, — это крошечный компьютер, который может подключаться к электрическим цепям и к которому можно подключать огромное количество датчиков и сенсоров. Большинство проектов начинающих (и не только) электронщиков основаны на плате Arduino Uno.
Arduino Uno работает на чипе Atmega 328P и это самый большой чип на плате (см. изображение ниже). Этот чип способен выполнять программы, хранящиеся в его (очень ограниченной) памяти.
- Кнопка сброса
- USB соединение
- Питание платы
- Чип Atmel
- Земля
- Цифровые пины (входы/выходы)
- Подключение питания
- Аналоговые пины
Мы можем загружать программы на чип через USB (2) с помощью Arduino IDE. Порт USB также обеспечивает питание платы Arduino. В качестве альтернативы, мы могли бы запитать запрограммированную плату с помощью разъема питания, в этом случае нам не нужно USB-соединение.
Arduino имеет несколько рядов контактов, к которым мы можем подключить провода (см. изображение выше). Контакты питания также отмечены на рисунке выше. Arduino имеет напряжение 3,3 В или 5 В. В этом курсе мы будем использовать источник питания 5 В, но вы можете найти некоторые микросхемы или компоненты, для работы которых требуется напряжение 3,3 В. На Arduino вы также найдете несколько контактов с надписью «GND», это заземляющие контакты. Электрический ток всегда течет от некоторого положительного напряжения на землю, поэтому эти выводы важны и полезны для замыкания цепей, мы будем их часто использовать.
Выводы, помеченные символом ~, могут имитировать аналоговый выход
Arduino имеет 14 цифровых выводов, обозначенных 0-13 (см. изображение выше), которые подключаются к цепям для их включения или выключения, или для кнопок и других цепей с двумя состояниями (кнопка имеет два состояния, потому что она либо нажата, либо не нажата). Эти контакты могут действовать как входы или выходы, то есть они могут управлять цепью или получать данные от неё.
Рядом с разъемами питания находятся контакты аналогового входа с маркировкой A0-A5. Эти контакты используются для аналоговых измерений датчиков или других компонентов. Аналоговые входы особенно хороши для измерений с диапазоном возможных значений.
Например, аналоговый входной вывод позволит нам измерить величину изгиба датчика изгиба или величину, на которую повернут циферблат.
Давайте ниже пройдемся по всем компонентам, которые составляют плату Arduino, и какова каждая из их функций:
- Кнопка сброса (Reset Button) — это перезапустит любой код, который загружен на плату Arduino
- AREF или Analog Reference — используется для установки внешнего опорного напряжения
- Штырь заземления (GND, земля) — на Arduino есть несколько штырей заземления, и все они работают одинаково
- Цифровые входы/выходы — контакты 0-13 могут использоваться для цифрового ввода или вывода
- ШИМ (PWM) — выводы, помеченные символом (~), могут имитировать аналоговый выход
- USB-соединение — используется для включения питания Arduino и загрузки эскизов
- TX / RX — светодиоды индикации передачи и приема данных
- Микроконтроллер ATmega — это мозг и место хранения программ
- Светодиодный индикатор питания — этот светодиод загорается каждый раз, когда плата подключена к источнику питания
- Регулятор напряжения — контролирует количество напряжения, поступающего на плату Arduino
- Разъем питания платы (DC Power Jack) — разъем питания постоянного тока, используется для питания вашего Arduino с помощью блока питания
- 3,3 В контакт — этот контакт обеспечивает 3,3 вольт питания для ваших проектов
- Штырь 5 В — этот штырь подает 5 В на ваши проекты
- Штыри заземления — на Arduino есть несколько штырей заземления и все они работают одинаково
- Аналоговые контакты — эти контакты могут считывать сигнал с аналогового датчика и преобразовывать его в цифровой
Вы можете использовать аналоговый вход для измерения цифрового компонента (например, кнопки) или даже действовать как цифровой выход. По факту, это в принципе цифровые выводы с дополнительными возможностями.
Питание Arduino
Arduino Uno нуждается в источнике питания для работы и может питаться различными способами.
Вы можете делать то, что делает большинство людей, и подключать плату напрямую к компьютеру через USB-кабель. Если вы хотите, чтобы ваш проект был мобильным, рассмотрите возможность использования аккумуляторной батареи на 9 В. Последний способ заключается в использовании источника питания 9 В переменного тока.
Arduino Uno проекты: для начинающих, необычные проекты
Рассмотрим простые электронные устройств и проекты для начинающих на основе платы Ардуино Уно, список удивительных проектов.
Особенности проектов
Большинство электронщиков предпочитают создавать свои проекты на основе микроконтроллера Аrduino Uno, о которой и мы писали уже несколько раз.
Для начала стоит познакомиться с функционалом микропроцессора Ардуино уно, на котором строится большинство проектов, а также рассмотреть причины выбора данного приспособления. Ниже описаны факторы, по которым начинающему изобретателю стоит остановиться на Аrduino uno:
- Довольно простой в использовании интерфейс. Понятно, где какой контакт, и к чему прикреплять соединительные провода.
- Чип на плате подключается прямо к USB-порту. Преимущество этой установки заключается в том, что последовательная связь – это очень простой протокол, который проверен временем, а USB делает соединение с современными компьютерами очень удобным.
- Легко найти центральную часть микроконтроллера, которая представляет собой чип ATmega328. Он имеет больше аппаратных функций, таких как таймеры, внешние и внутренние прерывания, пины PWM и несколько режимов ожидания.
- Устройство с открытым исходным кодом, поэтому большое количество радиолюбителей могут исправить баги и неполадки в программном обеспечении. Это облегчает отладку проектов.
- Тактовая частота равна 16 МГц, что достаточно быстро для большинства приложений и не ускоряет работу микроконтроллера.
- Очень удобно управлять мощностью внутри него, и она имеет функцию встроенного регулирования напряжения. Также микроконтроллер можно отключить от USB-порта без внешнего источника питания. Можно подключить внешний источник питания до 12 В. Причем микропроцессор сам определит нужное напряжение.
- Наличие 13 цифровых контактов и 6 аналоговых контактов. Эти пины позволяют подключать оборудование к плате Arduino uno со стороннего носителя. Контакты используются в качестве ключа для расширения вычислительной способности Arduino uno в реальном мире. Просто подключите свои электронные устройства и датчики к разъемам, которые соответствуют каждому из этих контактов.
- Имеется в наличии разъем ICSP для обхода USB-порта и сопряжения с Arduino напрямую в качестве последовательного устройства. Этот порт необходим, чтобы перезагрузить чип, если он поврежден и больше не может использоваться на вашем компьютере.
- Наличие 32 КБ флэш-памяти для хранения кода разработчика.
- Светодиод на плате подключается к цифровому контакту 13 для быстрой отладки кода и упрощения этого процесса.
- Наконец, у него есть кнопка для сброса программы на чипе.
Arduino был создан в 2005 году двумя итальянскими инженерами – Дэвидом Куартиллесом и Массимо Банзи с целью, чтобы ученики научились программировать микроконтроллер Arduino uno и улучшить свои навыки в области электроники и использовать их в реальном мире.
Arduino uno может воспринимать окружающую среду, получая вход от различных датчиков, и способен влиять на окружающую среду, контролируя свет, двигатели и другие исполнительные механизмы. Микроконтроллер запрограммирован с использованием языка программирования Arduino (на основе проводки) и среды разработки Arduino (на основе обработки).
Теперь переходим непосредственно к проектам на Аrduino uno.
Самый простой проект для начинающих
Рассмотрим несколько простых и интересных проектов Ардуино uno, которые под силу сделать даже новичкам в этом деле — система сигнализации.
Мы уже делали урок по этому проекту — Датчик движения с Arduino, HC-SR04 и светодиодом (LED). Вкратце о то, что делается и как.
В этом проекте используется датчик движения для обнаружения движений и излучений высокого тона, а также визуальный дисплей, состоящий из мигающих светодиодных индикаторов. Сам проект познакомит вас с несколькими дополнениями, которые входят в комплект для начинающих Arduino, а также нюансами использования NewPing.
Он является библиотекой Arduino, которая помогает вам контролировать и тестировать ваш датчик расстояния сонара. Хотя это не совсем целая защита дома, она предлагает идеальное решение для защиты небольших помещений, таких как спальни и ванные комнаты.
Для этого проекта вам понадобятся:
- Ультразвуковой датчик «пинг» – HC-SR04.
- Пьезо-зуммер.
- Светодиодная лента.
- Автомобильное освещение посредством ленты RGB. В этом руководстве по проекту Arduino вы узнаете, как сделать внутреннее освещение автомобиля RGB, используя плату Arduino uno.
Многим автолюбителям нравится добавлять дополнительные огни или модернизировать внутренние лампочки до светодиодов, однако на платформе Arduino вы можете наслаждаться большим контролем и детализацией, управляя мощными светодиодами и световыми полосками.
Вы можете изменить цвет освещения с помощью устройства Android (телефон или планшет) с помощью приложения «Bluetooth RGB Controller» (Dev Next Prototypes), которое вы можете бесплатно загрузить с Android Play Store. Также вы можете найти схему электронной EasyEDA или заказать свою собственную схему на основе Arduino на печатной плате.
Удивительные проекты на Ардуино Уно
Большинство профессионалов в сфере разработки электронных проектов на Аrduino uno любят экспериментировать. Вследствие этого появляются интересные и удивительные устройства, которые рассмотрены ниже:
- Добавление ИК-пульта в акустическую систему. В бытовой электронике пульт дистанционного управления является компонентом электронного устройства, такого как телевизор, DVD-плеер или другой бытовой прибор, используемый для беспроводного управления устройством с короткого расстояния. Пульт дистанционного управления, в первую очередь, удобен для человека и позволяет работать с устройствами, которые не подходят для непосредственной работы элементов управления.
- Будильник. Часы реального времени используются для получения точного времени. Здесь эта система отображает дату и время на ЖК-дисплее, и мы можем установить будильник с помощью кнопок управления. Как только время сигнала тревоги наступит, система подает звуковой сигнал.
- Шаговый двигатель. Шаговый двигатель означает точный двигатель, который можно поворачивать на один шаг за раз. Такое устройство делают с помощью робототехники, 3D-принтеров и станков с ЧПУ.- Для этого проекта возьмите самый дешевый шаговый двигатель, который вы можете найти. Двигатели доступны в режиме онлайн. В этом проекте используется шагомер 28byj-48, который подходит для большинства других подобных проектов. Его легко подключить к плате Arduino.
— Вам понадобятся 6 кабелей с разъемами типа «женщина-мужчина». Вам просто нужно подключить двигатель к плате, и все! Вы также можете добавить небольшую часть ленты на вращающуюся головку, чтобы увидеть, что она производит вращательные движения. - Ультразвуковой датчик расстояния. В этом проекте используется популярный ультразвуковой датчик HC-SR04, чтобы устройство могло избежать препятствий и двигаться в разных направлениях.
Когда вы закончите работу, на экране появится результат ваших действий. Чтобы все было просто и понятно, рекомендуется использовать ЖК-дисплей с конвертером I2C, поэтому вам нужно всего лишь 4 кабеля для подключения к плате Arduino.
Сравнение плат Arduino [База знаний]
Сравнение плат Arduino. Какую выбрать?
Теория
КОМПОНЕНТЫ
ARDUINO
ИНТЕРФЕЙСЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
Итак, у вас есть замысел проекта, но вы сомневаетесь, какую плату выбрать в качестве мозга устройства? Попробуем помочь определиться.
Если вы просто хотите освоить элементы робототехники и конкретной цели кроме обучения пока нет, возможно лучшим выбором станет один из готовых обучающих наборов.
Но если вы уже освоились, и желаете разобраться, в чем различия каждой из плат, то начнем!
Таблица сравнения
1. Arduino Uno
Arduino Uno является стандартной платой Arduino и возможно наиболее распространенной. Она основана на чипе ATmega328, имеющем на борту 32 КБ флэш-памяти, 2 Кб SRAM и 1 Кбайт EEPROM памяти. На периферие имеет 14 дискретных (цифровых) каналов ввода / вывода и 6 аналоговых каналов ввода / вывода, это очень разносторонне-полезные девайсы, позволяющие перекрывать большинство любительских задач в области микроконтроллерной техники. Данная плата контроллера является одной из самых дешевых и наиболее часто используемых. При планировании нового проекта, если вы незнакомы, с платформой Arduino, советуем начать с Uno.
2. Arduino Leonardo
Та же Arduino Uno, но с другим микроконтроллером, который находится в том же классе, но имеет некоторые отличия положительного характера. Большее количество аналоговых входов (12 против 6) для сенсоров, больше каналов ШИМ (7 против 6), больше пинов с аппаратным прерыванием (5 против 2), раздельные независимые serial-интерфейсы для USB и UART. Arduino Leonardo может притворяться клавиатурой или мышью (HID-устройством) для компьютера. Это позволяет легко сделать своё собственное устройство ввода. Из-за распиновки чуть отличной от Arduino Uno возможна несовместимость с некоторыми платами расширения.
3. Arduino Nano
Arduino Nano — это функциональный аналог Arduino Uno, но размещённый на миниатюрной плате. Отличие заключается в отсутствии собственного гнезда для внешнего питания, использованием чипа FTDI FT232RL для USB-Serial преобразования (либо Ch440G, требуется установить соответствующие драйвера) и применением mini-USB кабеля для взаимодействия вместо стандартного. В остальном, начинка и способы взаимодействия совпадают с базовой моделью. Платформа имеет штырьковые контакты, что позволяет легко устанавливать её на макетную плату. Используйте Arduino Nano там, где важна компактность, а возможностей Arduino Mini либо не достаточно, либо не хочется заниматься пайкой.
4. Arduino Mega
Как Arduino Uno, но на базе более мощного микроконтроллера той же архитектуры. Отличный выбор «на вырост» или если Arduino Uno перестала справляться. В разы больше памяти: 256 КБ против 32 КБ постоянной и 8 КБ против 2 КБ оперативной. В разы больше портов: 60 из них 16 аналоговых и 15 с ШИМ. Немного длиннее базовой Arduino Uno: 101×53 мм против 69×53 мм.
5. Arduino Due
Одна из самых производительных плат от Arduino на микроконтроллере Cortex-M3 по форм-фактору аналогичная Arduino Mega. Процессор на 84 МГц и 512 КБ памяти. 66 пинов ввода-вывода, из которых 12 могут быть аналоговыми входами, 12 поддерживают ШИМ и все 66 могут быть настроены, как аппаратные прерывания. Встроенный контроллер шины CAN позволяет создавать сеть из Due или взаимодействовать с автомобильной электроникой. Два канала ЦАП позволяют синтезировать стереозвук с разрешением в 4,88 Гц. Родным напряжением для платы является 3.3 В, а не традиционные 5 В. Необходимо следить, чтобы выбираемая периферия поддерживала работу с этим уровнем или ставить преобразователи уровней напряжения.
6. Arduino Mini
Та же Arduino Uno, но в другом форм-факторе. Компактная: всего 30×18 мм. Из-за форм-фактора нельзя без ухищрений устанавливать платы расширения Arduino. Предполагается соединение с дополнительными модулями проводами и/или через макетную плату. На плате нет USB-порта, поэтому прошивать нужно через отдельный USB-Serial адаптер.
7. Arduino Micro
Arduino Micro — это Arduino Leonardo, исполненный на компактной плате. Отличие заключается в отсутствии собственного гнезда для внешнего питания, но оно может быть подведено непосредственно к контакту Vi. В остальном, начинка и способы взаимодействия совпадают с Arduino Leonardo. Он также имеет один микроконтроллер ATmega32u4 и для прошивки через USB, и для исполнения программ; также может выступать в роли клавиатуры или мыши; предоставляет то же количество памяти, цифровых, аналоговых и ШИМ-портов.
8. Arduino M0
Забудьте про экономию памяти программ и ресурсов на Arduino Uno. С платой Arduino M0 выполнять сложные математические расчёты, получать более точные аналоговые значения и при этом слушать музыку напрямую с микроконтроллера. Arduino M0 основана на 32-битном ARM-процессоре ATSAMD21G18 от Atmel с вычислительном ядром Cortex® M0. Микроконтроллер работает на частоте 48 МГц. А благодаря своей 32-битной архитектуре он выполняет большинство операций над целыми числами всего за один такт. В отличии от большинства плат Arduino, родным напряжением Arduino M0 Pro является 3.3 В, а не 5 В. Соответственно, выходы для логической единицы выдают 3.3 В, а в режиме входа ожидают принимать не более 3.3 В. Arduino M0 смотрит в сторону USB через виртуальный serial-порт, не через аппаратный. Это означает, что 0-й и 1-й контакты аппаратного порта остаются свободными и вы можете использовать их одновременно с коммуникацией с компьютером. Виртуальный serial-порт доступен через объект SerialUSB, а аппаратный — через объект Serial1.
9. Arduino LilyPad
Arduino LilyPad — довольно интересное устройство. Оно выпадает из привычных стереотипов об обычном Arduino, потому что имеет не прямоугольную, а круглую форму. Во-вторых, оно не поддерживает механические соединения с шилдами. Оно предназначено для, небольших автономных устройств. Круглая форма продиктовала то, что разъемы равномерно распределены по окружности, и его небольшой размер (2 дюйма в диаметре) делает его идеальным для переносных устройств. Это устройство легко спрятать, и несколько производителей разработали устройства, специально для LilyPad: экраны, датчики света, даже коробки для батарей питания, которые могут быть зашиты в ткань. Для того, чтобы сделать LilyPad как можно меньше и как можно легче, на сколько возможно, были принесены некоторые жертвы. У LilyPad нет регулятора напряжения на борту, так что ему для питания будет необходимо обеспечить по крайней мере 2.7 вольт, и не более 5.5 вольт.
Что такое Arduino? — learn.sparkfun.com
Избранные любимец 36Введение
Arduino — платформа с открытым исходным кодом, используемая для создания проектов электроники. Arduino состоит из физической программируемой печатной платы (часто называемой микроконтроллером) и части программного обеспечения или IDE (интегрированной среды разработки), которая работает на вашем компьютере и используется для записи и загрузки компьютерного кода на физическую плату.
Платформа Arduino стала довольно популярной среди людей, только начинающих заниматься электроникой, и на то есть веские причины. В отличие от большинства предыдущих программируемых плат, Arduino не требуется отдельное аппаратное обеспечение (называемое программистом) для загрузки нового кода на плату — вы можете просто использовать USB-кабель. Кроме того, в среде Arduino IDE используется упрощенная версия C ++, что облегчает обучение программированию. Наконец, Arduino предоставляет стандартный форм-фактор, который разбивает функции микроконтроллера на более доступный пакет.
Это Arduino Uno
Uno — одна из самых популярных плат в семействе Arduino и отличный выбор для начинающих. Мы поговорим о том, что на нем и что он может сделать, позже в этом уроке.
Это снимок экрана Arduino IDE.
Хотите верьте, хотите нет, но эти 10 строк кода — все, что вам нужно, чтобы мигать встроенным светодиодом на Arduino. Код может быть не совсем понятен прямо сейчас, но после прочтения этого руководства и множества других руководств по Arduino, которые ждут вас на нашем сайте, мы быстро научим вас быстро!
вы узнаете
В этом уроке мы рассмотрим следующее:
- Какие проекты можно реализовать с помощью Arduino
- Что находится на типичной плате Arduino и почему
- Различные сорта досок Arduino
- Некоторые полезные виджеты для использования с Arduino
Рекомендуемое Чтение
Arduino — отличный инструмент для людей всех уровней квалификации.Тем не менее, вам будет гораздо лучше учиться вместе с Arduino, если вы заранее разберетесь в некоторой базовой фундаментальной электронике. Мы рекомендуем вам хотя бы прилично понять эти концепции, прежде чем погрузиться в удивительный мир Arduino.
Ищете правильный Arduino?
Ознакомьтесь с нашим руководством по сравнению с Arduino ! Мы собрали все доски для разработки Arduino, которые у нас есть, чтобы вы могли быстро сравнить их, чтобы найти идеальную для ваших нужд.
Возьми меня туда!
Что это делает?
Аппаратное и программное обеспечение Arduino было разработано для художников, дизайнеров, любителей, хакеров, новичков и всех, кто заинтересован в создании интерактивных объектов или сред. Arduino может взаимодействовать с кнопками, светодиодами, моторами, динамиками, устройствами GPS, камерами, интернетом и даже вашим смартфоном или телевизором! Эта гибкость в сочетании с тем фактом, что программное обеспечение Arduino является бесплатным, аппаратные платы довольно дешевы, а программное и аппаратное обеспечение просты в освоении, привели к большому сообществу пользователей, которые предоставили код и выпустили инструкции для огромного множество Arduino-проектов.
Для всего, от роботов и грелки для грелки до честных гадалок, и даже от броска игральных костей Dungeons and Dragons, Arduino можно использовать в качестве мозга практически для любого проекта электроники.
_ Наденьте свой ботаник на свой рукав … эээ, рука. _
И это действительно только вершина айсберга — если вам интересно, где найти больше примеров проектов Arduino в действии, вот несколько хороших ресурсов для проектов на основе Arduino, чтобы ваши творческие соки работали:
Что на доске?
Существует множество разновидностей плат Arduino (объяснение на следующей странице), которые можно использовать для разных целей.Некоторые платы немного отличаются от представленных ниже, но большинство Arduinos имеют большинство общих компонентов:
Мощность (USB / Баррель)
Каждая плата Arduino нуждается в способе подключения к источнику питания. Arduino UNO может получать питание от USB-кабеля, идущего от вашего компьютера, или от настенного источника питания (например, такого), который подключен к разъему. На рисунке выше USB-соединение обозначено (1) , а цилиндрический разъем обозначен (2) .
USB-соединение также позволяет загружать код на плату Arduino. Больше о том, как программировать с Arduino, можно найти в нашем руководстве по установке и программированию Arduino.
ПРИМЕЧАНИЕ: ЗАПРЕЩАЕТСЯ использовать источник питания более 20 Вольт, так как вы будете подавлять (и тем самым разрушать) свой Arduino. Рекомендуемое напряжение для большинства моделей Arduino составляет от 6 до 12 Вольт.
контактов (5 В, 3,3 В, GND, аналоговый, цифровой, ШИМ, AREF)
Контакты на Arduino — это места, где вы соединяете провода для построения цепи (возможно, в сочетании с макетом и некоторым проводом).Они обычно имеют черные пластиковые «заголовки», которые позволяют вам просто подключить провод прямо к плате. Arduino имеет несколько различных типов выводов, каждый из которых имеет маркировку на плате и используется для различных функций.
- GND (3) : сокращение от «Ground». На Arduino есть несколько выводов GND, каждый из которых может использоваться для заземления вашей цепи.
- 5 В (4) и 3,3 В (5) : Как вы можете догадаться, 5-вольтовый вывод подает 5 вольт питания, а 3,3 В — 3.3 вольт мощности. Большинство простых компонентов, используемых с Arduino, работают от напряжения 5 или 3,3 Вольт.
- Analog (6) : площадь выводов под надписью «Analog In» (от A0 до A5 в UNO) — это выводы аналогового входа. Эти контакты могут считывать сигнал с аналогового датчика (например, датчика температуры) и преобразовывать его в цифровое значение, которое мы можем прочитать.
- Цифровой (7) : напротив аналоговых выводов расположены цифровые выводы (от 0 до 13 в UNO). Эти контакты могут использоваться как для цифрового входа (например, для сообщения о нажатии кнопки), так и для цифрового выхода (например, для питания светодиода).
- ШИМ (8) : Возможно, вы заметили тильду (~) рядом с некоторыми цифровыми контактами (3, 5, 6, 9, 10 и 11 в UNO). Эти контакты действуют как обычные цифровые контакты, но также могут использоваться для так называемой широтно-импульсной модуляции (ШИМ). У нас есть учебное пособие по ШИМ, но пока мы думаем, что эти контакты способны имитировать аналоговый выход (например, затухание и включение светодиода).
- AREF (9) : подставки для аналоговых ссылок. Большую часть времени вы можете оставить эту булавку в покое. Это иногда используется для установки внешнего опорного напряжения (от 0 до 5 вольт) в качестве верхнего предела для аналоговых входных выводов.
Кнопка сброса
Как и в оригинальном Nintendo, Arduino имеет кнопку сброса (10) . Нажатие на него временно подключит контакт сброса к земле и перезапустит любой код, который загружен на Arduino. Это может быть очень полезно, если ваш код не повторяется, но вы хотите протестировать его несколько раз. Однако, в отличие от оригинального Nintendo, удары по Arduino обычно не решают никаких проблем.
Индикатор питания
Прямо под и справа от слова «UNO» на вашей печатной плате, рядом с надписью «ВКЛ» находится маленький светодиодный индикатор (11) .Этот светодиод должен гореть всякий раз, когда вы подключаете Arduino к источнику питания. Если этот свет не включается, есть большая вероятность, что что-то не так. Время перепроверить свою схему!
светодиодов TX RX
TX коротка для передачи, RX коротка для приема. Эти маркировки появляются в электронике, чтобы показать контакты, отвечающие за последовательную связь. В нашем случае в Arduino UNO есть два места, где появляются TX и RX — один раз цифровыми контактами 0 и 1, а второй — рядом с индикаторами TX и RX (12) .Эти светодиоды дадут нам приятную визуальную индикацию всякий раз, когда наше Arduino получает или передает данные (например, когда мы загружаем новую программу на плату).
Основная IC
Черная вещь со всеми металлическими ножками — это микросхема или интегральная схема (13) . Думайте об этом как о мозгах нашего Arduino. Основная микросхема на Arduino немного отличается от типа платы к типу платы, но обычно от линии микросхем ATmega от компании ATMEL. Это может быть важно, так как вам может потребоваться узнать тип микросхемы (вместе с типом вашей платы) перед загрузкой новой программы из программного обеспечения Arduino.Эту информацию обычно можно найти в письменном виде на верхней стороне ИС. Если вы хотите узнать больше о разнице между различными микросхемами, то чтение таблиц часто является хорошей идеей.
Регулятор напряженияРегулятор напряжения (14) на самом деле не то, с чем вы можете (или должны) взаимодействовать на Arduino. Но потенциально полезно знать, что он там есть и для чего он нужен. Регулятор напряжения делает именно то, что говорит — он контролирует величину напряжения, которое подается на плату Arduino.Думайте об этом как о привратнике; это отключит дополнительное напряжение, которое может повредить цепь. Конечно, у него есть свои пределы, поэтому не подключайте Arduino к значениям выше 20 вольт.
Семья Ардуино
Arduino производит несколько разных плат, каждая с разными возможностями. Кроме того, часть аппаратного обеспечения с открытым исходным кодом означает, что другие могут модифицировать и производить производные плат Arduino, которые обеспечивают еще больше форм-факторов и функциональности.Если вы не уверены, какой из них подходит для вашего проекта, обратитесь к этому руководству за полезными советами. Вот несколько вариантов, которые хорошо подходят для новичков в мире Arduino:
Arduino Uno (R3)
Uno — отличный выбор для вашего первого Arduino. В нем есть все, что вам нужно, чтобы начать, и ничего, что вы не делаете. Он имеет 14 цифровых входов / выходов (из которых 6 могут использоваться в качестве ШИМ-выходов), 6 аналоговых входов, USB-соединение, разъем питания, кнопку сброса и многое другое. Он содержит все необходимое для поддержки микроконтроллера; просто подключите его к компьютеру с помощью USB-кабеля или включите адаптер переменного тока в постоянный ток или батарею, чтобы начать работу.
LilyPad Arduino
Это материнская плата LilyPad Arduino! LilyPad — это носимая технология электронного текстиля, разработанная Leah Buechley и совместно разработанная Leah и SparkFun. Каждый LilyPad был креативно разработан с большими соединительными прокладками и плоской спинкой, чтобы их можно было вшить в одежду с проводящей нитью. LilyPad также имеет собственное семейство плат ввода, вывода, питания и датчиков, которые также созданы специально для электронного текстиля. Они даже моющиеся!
RedBoard
В SparkFun мы используем много Arduinos, и мы всегда ищем самый простой, самый стабильный.Каждая плата немного отличается, и ни на одной плате нет всего, что мы хотим, поэтому мы решили создать собственную версию, которая сочетает в себе все наши любимые функции.
RedBoard можно запрограммировать через кабель USB Mini-B с помощью Arduino IDE. Он будет работать в Windows 8 без изменения настроек безопасности (в отличие от UNO мы использовали подписанные драйверы). Он более стабилен благодаря используемому нами чипу USB / FTDI, а также имеет ровную заднюю часть, что облегчает его встраивание в ваши проекты. Просто подключите плату, выберите «Arduino UNO» в меню доски, и вы готовы загрузить код.Вы можете питать RedBoard через USB или через разъем для бочек. Встроенный регулятор мощности может работать от 7 до 15 В постоянного тока.
Arduino Mega (R3)
Arduino Mega похож на старшего брата ООН. Он имеет множество ( 54! ) цифровых входов / выходов (14 могут использоваться в качестве ШИМ-выходов), 16 аналоговых входов, USB-соединение, разъем питания и кнопку сброса. Он содержит все необходимое для поддержки микроконтроллера; просто подключите его к компьютеру с помощью USB-кабеля или включите адаптер переменного тока в постоянный ток или батарею, чтобы начать работу.Большое количество выводов делает эту плату очень удобной для проектов, которые требуют несколько цифровых входов или выходов (например, множество светодиодов или кнопок).
Arduino Leonardo
Leonardo — первая плата разработки Arduino, использующая один микроконтроллер со встроенным USB. Это означает, что это может быть дешевле и проще. Кроме того, поскольку плата обрабатывает USB напрямую, доступны библиотеки кодов, которые позволяют ей эмулировать клавиатуру компьютера, мышь и многое другое!
Расширенная семья
Несмотря на то, что ваша плата Arduino хороша, сама по себе она ничего не может поделать — нужно что-то подключить.Здесь вы найдете множество учебных пособий, а также ссылки в разделе «Что это делает», но мы редко говорим об общих видах вещей, которые вы легко можете подключить. В этом разделе мы представим базовые датчики , а также экраны Arduino , два наиболее удобных инструмента для воплощения ваших проектов в жизнь.
Датчики
С помощью простого кода Arduino может контролировать и взаимодействовать с широким спектром датчиков — вещи, которые могут измерять свет, температуру, степень изгиба, давление, близость, ускорение, угарный газ, радиоактивность, влажность, атмосферное давление, вы назовите это, вы можете почувствовать это!
Лишь несколько датчиков, которые легко совместимы с Arduino
Щиты
Кроме того, существуют такие вещи, как щиты — в основном это предварительно смонтированные печатные платы, которые устанавливаются поверх вашего Arduino и предоставляют дополнительные возможности — управление двигателями, подключение к Интернету, обеспечение сотовой или другой беспроводной связи, управление ЖК-экран и многое другое.
Частичный выбор доступных щитов для увеличения мощности вашего Arduino
Для получения дополнительной информации о щитах, проверьте:
Ресурсы и дальнейшее развитие
Теперь, когда вы знаете все о семействе Arduino, какую плату вы, возможно, захотите использовать для своего проекта, и что есть тонны датчиков и экранов, которые помогут поднять ваши проекты на новый уровень. Вот некоторые дальнейшие чтения, которые могут помочь вам узнать больше о мире электроники.
Ищете правильный Arduino?
Ознакомьтесь с нашим руководством по сравнению с Arduino ! Мы собрали все доски для разработки Arduino, которые у нас есть, чтобы вы могли быстро сравнить их, чтобы найти идеальную для ваших нужд.
Возьми меня туда!
SparkFun Учебники
Установка библиотеки Arduino
Как установить пользовательскую библиотеку Arduino? Это просто! В этом руководстве рассказывается, как установить библиотеку Arduino с помощью диспетчера библиотек Arduino.Для библиотек, не связанных с Arduino IDE, мы также рассмотрим ручную установку библиотеки Arduino.
Установка Arduino IDE
Пошаговое руководство по установке и тестированию программного обеспечения Arduino в Windows, Mac и Linux.
Arduino Tutorials
Руководство по сравнению плат Arduino
Стандартное руководство по сравнению с Arduino Руководство по сравнению Arduino Uno или Pro Mini? Bluetooth или беспроводной? Когда дело доходит до Arduinos, есть много вариантов.Мы собрали все разработки Arduino …
RedBoard против Uno
В этом уроке мы обсудим различия и сходства между RedBoard и Arduino Uno (SMD и PTH). Платформы разработки
Начало работы с Arduino Shields
Прочие учебные пособия по Arduino Shield
Руководство по сборке щита Photon IMU
Узнайте, как использовать SparkFun Photon IMU Shield для вашего устройства Photon, в котором размещена встроенная в чип система LSM9DS1 с 3-осевым акселерометром, 3-осевым гироскопом и 3-осевым магнитометром.
Qwiic pHAT для Raspberry Pi Hookup Guide
Начните взаимодействовать с вашими платами с поддержкой Qwiic с вашим Raspberry Pi. Qwiic pHAT соединяет шину I2C (GND, 3,3 В, SDA и SCL) на Raspberry Pi с массивом разъемов Qwiic.
Начинающий Средний Продвинутый Нажмите на кнопки над , чтобы ознакомиться с учебниками, относящимися к функциональности доски на основе сложности темы.
Начинающий
Последовательная связь
Концепции асинхронной последовательной связи: пакеты, уровни сигналов, скорости передачи, UART и многое другое!
логических уровней
Узнайте разницу между устройствами на 3,3 В и 5 В и уровни логики.
Аналогов противЦифровой
Этот учебник охватывает понятие аналоговых и цифровых сигналов, поскольку они относятся к электронике.
типов данных в Arduino
Узнайте о распространенных типах данных и их значении в среде программирования Arduino.
Как работать с перемычками и следами печатной платы
Обработка PCB перемычек и следов является необходимым навыком.Узнайте, как вырезать трассировку печатной платы, добавить перемычку припоя между контактными площадками, чтобы перенаправить соединения, и восстановить трассировку с помощью метода зеленого провода, если трассировка повреждена.
Средний
I2C
Введение в I2C, один из основных встроенных протоколов связи, используемых сегодня.
Процессор прерывается с помощью Arduino
Что такое прерывание? В двух словах, есть метод, с помощью которого процессор может выполнять свою обычную программу, постоянно отслеживая какое-либо событие или прерывание.Существует два типа прерываний: аппаратные и программные прерывания. В этом руководстве мы сосредоточимся на аппаратных прерываниях.
Advanced
Установка загрузчика Arduino
Из этого туториала вы узнаете, что такое загрузчик и почему вам нужно его установить или переустановить. Мы также рассмотрим процесс записи загрузчика, перепрограммировав шестнадцатеричный файл на микроконтроллер Arduino.
Интегральные схемы
Введение в интегральные схемы (ИС). Электроника вездесущие черные фишки. Включает в себя акцент на различные пакеты IC.
Что такое цепь?
Каждый электрический проект начинается с цепи. Не знаете, что такое схема? Мы здесь, чтобы помочь.
Как использовать макет
Добро пожаловать в удивительный мир макетов. Здесь мы узнаем, что такое макет и как его использовать для создания самой первой схемы.
Что такое электричество?
Мы можем видеть электричество в действии на наших компьютерах, освещая наши дома, как молнии в грозах, но что это? Это не простой вопрос, но этот урок проливает свет на него!
Электроэнергия
Обзор электроэнергии, скорость передачи энергии.Мы поговорим об определении мощности, ваттах, уравнениях и номинальных мощностях. 1,21 гигаватт учебного веселья!
Полярность
Введение в полярность в электронных компонентах. Узнайте, что такое полярность, в каких частях она есть и как ее определить.
Как использовать мультиметр
Изучите основы использования мультиметра для измерения непрерывности, напряжения, сопротивления и тока.
Направляющие для наших наборов для начинающих
Другие учебные пособия по Arduino
Simon Splosion Wireless
Это учебное пособие, демонстрирующее одну из многих техник «взлома» Саймона. Мы выделим технику, чтобы взять ваш Simon Says Wireless.
, Microduino: клон Arduino размером почти с четверть за $ 20
Микродойно и четверть.
Типичная плата микроконтроллера Arduino довольно маленькая, размером с кредитную карту. Это делает его пригодным для встраивания во все виды электронных устройств.
Но можно пойти еще меньше, как показывают производители нового Arduino-совместимого продукта под названием «Microduino». На 1 «× 1,1», это почти как четверть.Microduino вызывает большой интерес, более чем утроив свою цель на Kickstarter за 20 000 долларов всего за несколько дней в кампании.
Microduino по существу делит возможности Arduino Uno на две платы, одна из которых выступает в качестве ядра микроконтроллера, а вторая используется для связи с ПК. Как только Arduino-совместимая программа загружена на базовую плату, дополнительный модуль для связи с ПК не нужен. Основная плата может быть просто помещена в любой проект, который создает пользователь.
Базовая плата также может быть сопряжена с модулями расширения, обеспечивающими такие возможности, как Wi-Fi, память microSD, Ethernet, GPS, драйвер двигателя / шагового двигателя, датчики, OLED, Bluetooth, усилитель и многое другое. Потенциальные проекты включают в себя дистанционное управление бытовыми объектами или велосипедный компьютер с регистратором данных GPS и дисплеем.
Ядро и платы расширения можно укладывать друг на друга, чтобы сохранить тонкий профиль:
Ожидается, что поставки будут осуществлены в ноябре 2013 года.Пакеты начинаются с $ 20 для основной платы и коммуникационного модуля ПК, и они постепенно растут в зависимости от того, сколько плат расширения вы хотите. 330 долларов принесут вам все. Microduino на самом деле не самый маленький клон Arduino на рынке. Femtoduino, обладающий «такой же мощностью и количеством выводов для Arduino Uno», измеряет всего 0,81 «× 0,6».
, Arduino — Arduino101
Начало работы с Arduino / Genuino 101
Arduino / Genuino 101 — это плата обучения и разработки, которая содержит модуль Intel® Curie ™, предназначенный для интеграции низкого энергопотребления и высокой производительности ядра с простотой использования Arduino. 101 добавляет возможности Bluetooth Low Energy и имеет встроенный 6-осевой акселерометр / гироскоп, предоставляя захватывающие возможности для создания творческих проектов в мире соединений. Более подробную информацию о технических характеристиках и документации можно найти на странице продукта Arduino / Genuino 101.
Arduino / Genuino 101 программируется с использованием программного обеспечения Arduino (IDE), нашей интегрированной среды разработки, общей для всех наших плат и работающей как в режиме онлайн, так и в автономном режиме. Для получения дополнительной информации о том, как начать работу с программным обеспечением Arduino, посетите страницу «Начало работы».
Используйте Arduino / Genuino 101 в Arduino Web IDE
Все платы Arduino, включая эту, работают в Arduino Web Editor «из коробки», нет необходимости устанавливать что-либо .
Arduino Web Editor размещается в Интернете, поэтому он всегда будет в курсе последних функций и поддержки всех плат. Следуйте этому простому руководству, чтобы начать кодирование в браузере и загрузить свои эскизы на свою доску.
Используйте Arduino / Genuino 101 в Arduino Desktop IDE
Если вы хотите запрограммировать свой 101 в автономном режиме, вам нужно установить Arduino Desktop IDE и добавить в него Intel Curie Core. Эта простая процедура выполняется путем выбора меню Инструменты , затем плат и последних плат , как описано на странице Arduino Boards Manager.
Здесь вы можете найти Intel Curie или 101 , чтобы найти ядро. Нажмите на коробку и нажмите кнопку установить . В нижней панели окна вы можете выполнить процедуру загрузки и установки, включая установку соответствующего драйвера, необходимого операционной системе для использования платы 101. Для получения дополнительной информации о ядрах см. Руководство по установке дополнительных ядер Arduino.
Установка драйверов для Arduino / Genuino 101
Теперь, когда ядро Curie установлено, вы можете подключить плату к компьютеру с помощью стандартного USB-кабеля.В самый первый раз ваш компьютер может пройти процесс установки нового оборудования.
Всякий раз, когда пользователь хочет установить IDE из zip-файла или из магазина Windows и устанавливает плату 101 из диспетчера плат, драйвер не устанавливается, и поэтому плата не распознается.
Эта проблема легко решается путем ручной установки.
Перейдите в папку « документов », а затем сюда: \ ArduinoData \ packages \ Intel \ hardware \ arc32 \ 2.0,2 \ драйверы . Папка содержит dpinst-x86.exe и dpinst-amd54.exe , которые являются исполняемыми файлами установки. Выберите подходящий для вашей 32 или 64-битной ОС и дважды щелкните по нему.
После этой ручной процедуры установка драйвера будет происходить правильно при подключении платы.
На старых компьютерах с Windows время, необходимое для установки драйвера, превышает 5 секунд, разрешенных прошивкой платы. Если плата исчезает во время установки драйвера, процесс прерывается и драйвер не устанавливается.Чтобы решить эту проблему, продолжайте нажимать каждую секунду MASTER RESET, пока установка драйвера не будет завершена.
Выберите тип платы и порт
Из Инструменты выберите Board Arduino / Genuinio 101
, а затем порт с тем же именем.
Откройте свой первый эскиз
Теперь все готово для загрузки вашего первого эскиза.
Перейдите к файлу в программном обеспечении Arduino (IDE) и откройте дерево примеров; выберите 01.Basic , а затем Blink
Этот эскиз просто мигает встроенным светодиодом, подключенным к цифровому выводу 13, с интервалом в одну секунду для включения и выключения, но очень полезно попрактиковаться в загрузке эскиза в программное обеспечение Arduino (IDE) и загрузке на подключенную плату. ,
Загрузить программу
Нажмите второй круглый значок слева на верхней панели программного обеспечения Arduino (IDE) или нажмите Ctrl + U или выберите меню Sketch , а затем Загрузить .
Эскиз будет скомпилирован и затем загружен. Через несколько секунд бот
. констант — Arduino Ссылка
Описание
Константы — это предопределенные выражения на языке Arduino. Они используются для облегчения чтения программ. Мы классифицируем константы по группам:
Определение логических уровней: истина и ложь (логические константы)
В языке Arduino для представления истины и ложности используются две константы: истинных и ложных .
ложь
ложно легче определить.false определяется как 0 (ноль).
верно
true часто называют 1, что является правильным, но true имеет более широкое определение. Любое целое число, отличное от нуля, является истинным в булевом смысле. Значения -1, 2 и -200 также определены как истина в булевом смысле.
Обратите внимание, что истинных и ложных констант набираются в нижнем регистре в отличие от ВЫСОКИЙ , НИЗКИЙ , ВХОД и ВЫХОД .
Определение уровней выводов: ВЫСОКИЙ и НИЗКИЙ
При чтении или записи на цифровой вывод имеется только два возможных значения, которые может принять / быть установлен на вывод: HIGH и LOW .
ВЫСОКИЙ
Значение HIGH (относительно вывода) несколько отличается в зависимости от того, установлен ли вывод на INPUT или OUTPUT . Когда вывод сконфигурирован как INPUT с pinMode () и считан с digitalRead () , Arduino (ATmega) сообщит HIGH , если:
Контакт также может быть сконфигурирован как INPUT с pinMode () , и впоследствии может быть ВЫСОКОМ с digitalWrite () .Это активирует внутренние нагрузочные резисторы 20 кОм, которые будут подтягивать входного штыря до значения HIGH , если только он не будет вытянут LOW внешней схемой. Это можно сделать альтернативно, передав INPUT_PULLUP в качестве аргумента функции pinMode () , как более подробно описано в разделе «Определение режимов цифровых выводов: INPUT, INPUT_PULLUP и OUTPUT» далее.
5 вольт (5В платы)
3.3 вольт (3,3 В платы)
В этом состоянии он может быть источником тока, например, зажечь светодиод, который подключен через последовательный резистор к земле.
НИЗКИЙ
Значение LOW также имеет различное значение в зависимости от того, установлен ли вывод на INPUT или OUTPUT . Когда вывод сконфигурирован как INPUT с pinMode () и считан с digitalRead () , Arduino (ATmega) сообщит LOW, если:
Когда вывод настроен на OUTPUT с pinMode () , и установлен на НИЗКИЙ с digitalWrite () , то на контакте будет 0 вольт (и 5 В, и 3).3В платы). В этом состоянии он может пропускать ток, например, зажечь светодиод, подключенный через последовательный резистор к напряжению +5 вольт (или +3,3 вольт).
Определение режимов цифровых выводов: INPUT, INPUT_PULLUP и OUTPUT
Цифровые выводы могут использоваться как INPUT , INPUT_PULLUP или OUTPUT . Изменение контакта с помощью pinMode () изменяет электрическое поведение контакта.
выводов, настроенных как INPUT
Пины Arduino (ATmega), настроенные как INPUT с pinMode () , находятся в состоянии высокого сопротивления .Контакты, сконфигурированные как INPUT , предъявляют чрезвычайно малые требования к цепи, которую они дискретизируют, что эквивалентно последовательному резистору в 100 МОм перед контактом. Это делает их полезными для чтения датчика.
Если ваш вывод сконфигурирован как INPUT , и вы читаете переключатель, когда переключатель находится в разомкнутом состоянии, входной контакт будет «плавающим», что приведет к непредсказуемым результатам. Чтобы обеспечить правильное считывание при разомкнутом переключателе, необходимо использовать подтягивающий или понижающий резистор.Назначение этого резистора — вывести штырек в известное состояние, когда переключатель разомкнут. Обычно выбирается резистор 10 кОм, так как это достаточно низкое значение, чтобы надежно предотвратить плавающий вход, и в то же время достаточно высокое значение, чтобы не потреблять слишком большой ток, когда переключатель замкнут. Обратитесь к руководству по цифровому чтению для получения дополнительной информации.
Если используется понижающий резистор, входной контакт будет НИЗКИЙ , когда переключатель разомкнут, и ВЫСОКИЙ , когда переключатель замкнут.
Если используется подтягивающий резистор, входной контакт будет ВЫСОКИЙ , когда переключатель разомкнут, и НИЗКИЙ , когда переключатель замкнут.
контактов, настроенных как INPUT_PULLUP
Микроконтроллер ATmega на Arduino имеет внутренние подтягивающие резисторы (резисторы, которые подключаются к источнику питания внутри), к которым вы можете получить доступ. Если вы предпочитаете использовать их вместо внешних подтягивающих резисторов, вы можете использовать аргумент INPUT_PULLUP в pinMode () .
Контакты, сконфигурированные как входы с INPUT или INPUT_PULLUP , могут быть повреждены или разрушены, если они подключены к напряжениям ниже уровня земли (отрицательные напряжения) или выше положительной шины питания (5 В или 3 В).
выводов, настроенных как выходной
Пины, сконфигурированные как OUTPUT с pinMode () , находятся в состоянии с низким импедансом . Это означает, что они могут обеспечить значительную величину тока для других цепей.Контакты ATmega могут подавать (обеспечивать ток) или потреблять (поглощать ток) до 40 мА (миллиампер) тока для других устройств / цепей. Это делает их полезными для питания светодиодов, потому что светодиоды обычно используют менее 40 мА. Нагрузки более 40 мА (например, двигатели) потребуют транзистора или другой схемы интерфейса.
Контакты, сконфигурированные как выходы, могут быть повреждены или разрушены, если они подключены либо к заземлению, либо к положительным силовым шинам.
Определение встроенных модулей: LED_BUILTIN
Большинство плат Arduino имеют вывод, подключенный к встроенному светодиоду последовательно с резистором.Константа LED_BUILTIN — это номер контакта, к которому подключен встроенный светодиод. На большинстве плат этот светодиод подключен к цифровому выводу 13.
,
Здесь вы можете найти Intel Curie или 101 , чтобы найти ядро. Нажмите на коробку и нажмите кнопку установить . В нижней панели окна вы можете выполнить процедуру загрузки и установки, включая установку соответствующего драйвера, необходимого операционной системе для использования платы 101. Для получения дополнительной информации о ядрах см. Руководство по установке дополнительных ядер Arduino.
После этой ручной процедуры установка драйвера будет происходить правильно при подключении платы.
, а затем порт с тем же именем.
Этот эскиз просто мигает встроенным светодиодом, подключенным к цифровому выводу 13, с интервалом в одну секунду для включения и выключения, но очень полезно попрактиковаться в загрузке эскиза в программное обеспечение Arduino (IDE) и загрузке на подключенную плату. ,
Эскиз будет скомпилирован и затем загружен. Через несколько секунд бот
истинных и ложных . ложно легче определить.false определяется как 0 (ноль). true часто называют 1, что является правильным, но true имеет более широкое определение. Любое целое число, отличное от нуля, является истинным в булевом смысле. Значения -1, 2 и -200 также определены как истина в булевом смысле. истинных и ложных констант набираются в нижнем регистре в отличие от ВЫСОКИЙ , НИЗКИЙ , ВХОД и ВЫХОД . HIGH и LOW . HIGH (относительно вывода) несколько отличается в зависимости от того, установлен ли вывод на INPUT или OUTPUT . Когда вывод сконфигурирован как INPUT с pinMode () и считан с digitalRead () , Arduino (ATmega) сообщит HIGH , если: pinMode () , и впоследствии может быть ВЫСОКОМ с digitalWrite () .Это активирует внутренние нагрузочные резисторы 20 кОм, которые будут подтягивать входного штыря до значения HIGH , если только он не будет вытянут LOW внешней схемой. Это можно сделать альтернативно, передав INPUT_PULLUP в качестве аргумента функции pinMode () , как более подробно описано в разделе «Определение режимов цифровых выводов: INPUT, INPUT_PULLUP и OUTPUT» далее.5 вольт (5В платы)
3.3 вольт (3,3 В платы)
LOW также имеет различное значение в зависимости от того, установлен ли вывод на INPUT или OUTPUT . Когда вывод сконфигурирован как INPUT с pinMode () и считан с digitalRead () , Arduino (ATmega) сообщит LOW, если: OUTPUT с pinMode () , и установлен на НИЗКИЙ с digitalWrite () , то на контакте будет 0 вольт (и 5 В, и 3).3В платы). В этом состоянии он может пропускать ток, например, зажечь светодиод, подключенный через последовательный резистор к напряжению +5 вольт (или +3,3 вольт). INPUT , INPUT_PULLUP или OUTPUT . Изменение контакта с помощью pinMode () изменяет электрическое поведение контакта. INPUT с pinMode () , находятся в состоянии высокого сопротивления .Контакты, сконфигурированные как INPUT , предъявляют чрезвычайно малые требования к цепи, которую они дискретизируют, что эквивалентно последовательному резистору в 100 МОм перед контактом. Это делает их полезными для чтения датчика. INPUT , и вы читаете переключатель, когда переключатель находится в разомкнутом состоянии, входной контакт будет «плавающим», что приведет к непредсказуемым результатам. Чтобы обеспечить правильное считывание при разомкнутом переключателе, необходимо использовать подтягивающий или понижающий резистор.Назначение этого резистора — вывести штырек в известное состояние, когда переключатель разомкнут. Обычно выбирается резистор 10 кОм, так как это достаточно низкое значение, чтобы надежно предотвратить плавающий вход, и в то же время достаточно высокое значение, чтобы не потреблять слишком большой ток, когда переключатель замкнут. Обратитесь к руководству по цифровому чтению для получения дополнительной информации. НИЗКИЙ , когда переключатель разомкнут, и ВЫСОКИЙ , когда переключатель замкнут. ВЫСОКИЙ , когда переключатель разомкнут, и НИЗКИЙ , когда переключатель замкнут. INPUT_PULLUP в pinMode () . INPUT или INPUT_PULLUP , могут быть повреждены или разрушены, если они подключены к напряжениям ниже уровня земли (отрицательные напряжения) или выше положительной шины питания (5 В или 3 В). OUTPUT с pinMode () , находятся в состоянии с низким импедансом . Это означает, что они могут обеспечить значительную величину тока для других цепей.Контакты ATmega могут подавать (обеспечивать ток) или потреблять (поглощать ток) до 40 мА (миллиампер) тока для других устройств / цепей. Это делает их полезными для питания светодиодов, потому что светодиоды обычно используют менее 40 мА. Нагрузки более 40 мА (например, двигатели) потребуют транзистора или другой схемы интерфейса. LED_BUILTIN — это номер контакта, к которому подключен встроенный светодиод. На большинстве плат этот светодиод подключен к цифровому выводу 13.