Arduino - pamati un dizains

Arduino definēšana

Arduino faktiski ir uz mikrokontrolleru balstīts komplekts, ko var izmantot vai nu tieši, iegādājoties no pārdevēja, vai arī to var izgatavot mājās, izmantojot komponentus, pateicoties tā atvērtā pirmkoda aparatūras funkcijai. To galvenokārt izmanto sakaros un daudzu ierīču kontrolē vai darbībā. To 2005. gadā dibināja Massimo Banzi un Deivids Cuartielles.

Arduino arhitektūra:

Arduino procesors pamatā izmanto Hārvardas arhitektūru, kur programmas kodam un programmas datiem ir atsevišķa atmiņa. Tas sastāv no divām atmiņām - programmas atmiņa un datu atmiņa. Kods tiek glabāts zibatmiņas programmas atmiņā, savukārt dati tiek glabāti datu atmiņā. Atmega328 ir 32 KB zibatmiņa koda glabāšanai (no kuriem 0,5 KB tiek izmantoti sāknēšanas ielādētājam), 2 KB SRAM un 1 KB EEPROM un darbojas ar takts frekvenci 16MHz.

Arduino arhitektūra

Arduino tapu diagramma

Tipisks Arduino dēļa piemērs ir Arduino Uno. Tas sastāv no ATmega328 - 28 kontaktu mikrokontrollera.

Arduino tapu diagramma

Arduino Uno sastāv no 14 digitālajām ieejas / izejas tapām (no kurām 6 var izmantot kā PWM izejas), 6 analogajām ieejām, 16 MHz kristāla oscilatoru, USB savienojumu, barošanas ligzdu, ICSP galveni un atiestatīšanas pogu

Spēks Džeks : Arduino var darbināt vai nu no datora, izmantojot USB, vai izmantojot ārēju avotu, piemēram, adapteri vai akumulatoru. Tas var darboties ar ārēju barošanu no 7 līdz 12 V. Jaudu var izmantot ārēji caur tapu Vin vai caur IORef tapu norādot sprieguma atskaiti.

Digitālās ieejas : Tas sastāv no 14 digitālajām ieejas / izejas tapām, no kurām katra nodrošina vai uzņem 40mA strāvu. Dažām no tām ir īpašas funkcijas, piemēram, tapas 0 un 1, kas attiecīgi darbojas kā Rx un Tx, sērijveida sakariem, 2. un 3. tapas, kas ir ārējie pārtraukumi, tapas 3,5, 6, 9, 11, kas nodrošina pwm izvadi un kontaktu 13, kur ir pievienots LED.

Analogās ieejas : Tam ir 6 analogās ieejas / izejas tapas, no kurām katra nodrošina 10 bitu izšķirtspēju.

ARef : Tas sniedz atsauci uz analogajām ieejām

Atiestatīt : Tas atiestata mikrokontrolleru, kad tas ir zems.

Kā programmēt Arduino?

Vissvarīgākā Arduino priekšrocība ir tā, ka programmas var tieši ielādēt ierīcē, neprasot aparatūras programmētājam programmas ierakstīšanu. Tas tiek darīts, jo ir 0,5 KB Bootloader, kas ļauj programmu sadedzināt ķēdē. Viss, kas mums jādara, ir lejupielādēt programmatūru Arduino un uzrakstīt kodu.

Arduino rīka logs sastāv no rīkjoslas ar pogām, piemēram, pārbaudīt, augšupielādēt, jaunu, atvērt, saglabāt, sērijas monitoru. Tas sastāv arī no teksta redaktora koda ierakstīšanai, ziņojuma apgabala, kurā tiek parādīta atgriezeniskā saite, piemēram, kļūdu parādīšana, teksta konsole, kas parāda izvadi, un virkne izvēlņu, piemēram, izvēlne Fails, Rediģēt, Rīki.

5 soļi, lai programmētu Arduino

• Arduino rakstītās programmas ir pazīstamas kā skices. Pamata skice sastāv no 3 daļām

1. Mainīgo deklarācija
2. Inicializācija: Tas ir ierakstīts setup () funkcijā.
3. Kontroles kods: tas ir ierakstīts funkcijā loop ().

• Skice tiek saglabāta ar paplašinājumu .ino. Visas darbības, piemēram, verificēšana, skices atvēršana, skices saglabāšana, var veikt, izmantojot rīkjoslas pogas vai rīku izvēlni.
• Skice jāuzglabā skiču kataloga direktorijā.
• Rīku izvēlnē izvēlieties pareizo dēli un sērijas porta numurus.
• Noklikšķiniet uz augšupielādes pogas vai izvēlieties augšupielādi rīku izvēlnē. Tādējādi sāknēšanas ielādētājs kodu augšupielādē mikrokontrollerī.

Dažas no pamata Adruino funkcijām ir:

• digitalRead (pin): nolasa digitālo vērtību pie dotās tapas.
• digitalWrite (tapa, vērtība): uzraksta ciparu vērtību dotajā tapā.
• pinMode (tapa, režīms): iestata tapu ievades vai izvades režīmā.
• analogRead (pin): nolasa un atgriež vērtību.
• analogWrite (tapa, vērtība): uzraksta vērtību šai tapai.
• sērijas.sākt (pārraides ātrums): iestata sērijveida sakaru sākumu, iestatot bitu pārraides ātrumu.

Kā izveidot savu Arduino?

Mēs varam arī izveidot savu Arduino, ievērojot Arduino pārdevēja sniegto shēmu, kas pieejama arī vietnēs. Mums ir nepieciešami tikai šādi komponenti: maizes dēlis, LED, strāvas ligzda, IC kontaktligzda, mikrokontrolleris, daži rezistori, 2 regulatori, 2 kondensatori.

• IC kontaktligzda un strāvas ligzda ir uzstādīta uz tāfeles.
• Pievienojiet 5v un 3.3v regulatoru ķēdes, izmantojot regulatoru un kondensatoru kombinācijas.
• Pievienojiet pareizus barošanas savienojumus mikrokontrollera tapām.
• Pievienojiet IC kontaktligzdas atiestatīšanas tapu 10K rezistoram.
• Pievienojiet kristāla oscilatorus 9. un 10. tapai
• Savienojiet vadu ar atbilstošo tapu.
• Uzlieciet sieviešu galvenes uz tāfeles un pievienojiet tās attiecīgajām mikroshēmas tapām.
• Uzstādiet 6 vīriešu galvenes, kuras var izmantot kā alternatīvu programmu augšupielādei.
• Augšupielādējiet programmu gatavā Adruino mikrokontrollerī, pēc tam to nolieciet un ievietojiet atpakaļ lietotāja komplektā.

7 iemesli, kāpēc mūsdienās priekšroka tiek dota Arduino

1. Tas ir lēts
2. Tas nāk ar atvērtā koda aparatūras funkciju, kas ļauj lietotājiem izstrādāt savu komplektu, izmantojot jau pieejamo kā atsauces avotu.
3. Arduino programmatūra ir saderīga ar visu veidu operētājsistēmām, piemēram, Windows, Linux un Macintosh utt.
4. Tam ir arī atvērta pirmkoda programmatūras funkcija, kas pieredzējušiem programmatūras izstrādātājiem ļauj izmantot Arduino kodu, lai apvienotos ar esošajām programmēšanas valodas bibliotēkām, un to var paplašināt un modificēt.
5. Iesācējiem to ir viegli izmantot.
6. Mēs varam izstrādāt Arduino balstītu projektu, kas var būt pilnīgi atsevišķs, vai projektus, kas saistīti ar tiešu saziņu ar datorā ielādētu programmatūru.
7. Tas nāk ar ērtu iespēju izveidot savienojumu ar datora centrālo procesoru, izmantojot sērijveida sakarus, izmantojot USB, jo tajā ir iebūvēta strāvas un atiestatīšanas shēma.

Tātad šī ir pamatideja attiecībā uz Arduino. To var izmantot daudzu veidu lietojumprogrammām. Piemēram, lietojumos, kas saistīti ar dažu izpildmehānismu, piemēram, motoru, ģeneratoru, vadību, pamatojoties uz sensoru ievadi.

Fotoattēlu kredīts:

• Arduino Pin diagramma no Flickr