Inleiding tot Arduino: 18 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:14

Heb je je ooit afgevraagd om je eigen apparaten te maken, zoals een weerstation, autodashboard voor het bewaken van brandstof, snelheid en locatietracking of het besturen van je huishoudelijke apparaten die worden bestuurd door smartphones of heb je je ooit afgevraagd over het maken van geavanceerde robots die kunnen praten, lopen en zijn armen of hoe zit het met het maken van uw eigen mp3-spelerapparaten, het maken van een apparaat voor vingerafdrukdetectie, automatisch bewateringssysteem voor planten, aardbevingssensor, walkie-talkie of op afstand bestuurbare CCTV-camera's gebaseerd bewakingssysteem. Als je het je ooit hebt afgevraagd en bereid bent om je bijdrage te leveren aan het digitaliseren van de wereld, geloof dan dat je alle dingen kunt maken die je wilt maken en dan moet je wat basiselektronica en over microcontrollers weten. De microcontroller is een compact ontwerp met geïntegreerde schakelingen dat invoer ontvangt van verschillende sensoren, zoals temperatuursensor, bewegingsdetectiesensor, afstandszoekersensor, enz. en is geprogrammeerd om de gewenste uitvoer te krijgen van actuatoren, zoals leds, motoren, relais, enz. De open source van vandaag kennen wereld leren, begrijpen en maken van dergelijke apparaten is geen moeilijke taak met de grote bijdrage van de Arduino-gemeenschap aan de wereld die toegankelijk is voor elke hobbyist en ingenieurs over de hele wereld.

Arduino is een open-source hardware- en softwareplatform voor hobbyisten en ingenieurs om invoer van verschillende sensoren te lezen, die invoer te verwerken en de gewenste uitvoer te leveren door verschillende actuatoren te bedienen, d.w.z. in principe kun je zeggen dat Arduino het brein van veel projecten kan zijn.

Stap 1: Soorten Arduino

Er zijn verschillende soorten Arduino-kaarten met verschillende aantallen analoge, digitale en PWM-pins en het mooie is dat je gemakkelijk met elk van hen kunt gaan werken. Verschillende Arduino-toevoegingen worden hier vermeld.

● Arduino Uno

● Arduino Due

● Arduino Mega

● Arduino Leonardo-bord

●Lillypad Arduino-bord

Stap 2: Arduino Uno

De meeste beginners gaan aan de slag met Arduino Uno, het is aan boord met een ATMegga328-microcontroller met een geheugen van 2 KB SRAM EN 32 KB flash, het heeft 14 digitale I/0, waarvan 6 PWM en 6 analoge uitgangspinnen. een resetknop, een stroomaansluiting, een USB-aansluiting en meer. Het bevat alles wat nodig is om de microcontroller op te houden; sluit hem eenvoudig aan op een pc met behulp van een USB-kabel en geef de voeding om aan de slag te gaan met een AC-naar-DC-adapter of batterij.

Stap 3: Arduino Due

De belangrijkste microcontroller van Arduino Due is AT91SAM38XE met een geheugen van 96 KB SRAM, 512 KB flash bestaat uit 54 digitale pinnen waarvan 12 PWM en 16 analoge ingangspinnen

Stap 4: Arduino Mega

Het bevat ATmea2560 als microcontroller met een geheugen van 8KB

SRAM en 256KB flash met 54 digitale IO-pinnen waarvan 12 PWM en 16 analoge ingangspinnen, een resetknop, een stroomaansluiting, een USB-aansluiting en een resetknop. Het bevat alles wat nodig is om de microcontroller op te houden; sluit hem eenvoudig aan op een pc met behulp van een USB-kabel en geef de voeding om aan de slag te gaan met een AC-naar-DC-adapter of batterij. Het enorme aantal pinnen maakt dit Arduino-bord erg handig voor het ontwerpen van projecten die een aantal digitale ingangen of uitgangen nodig hebben, zoals veel knoppen.

Stap 5: Arduino Leonardo

De belangrijkste microcontroller is ATmega32u4 met een geheugen van 2,5 KB SRAM en 32 KB flash met 20 digitale IO-pinnen en 12 analoge ingangspinnen. Het eerste ontwikkelbord van een Arduino is het Leonardo-bord. Dit bord gebruikt één microcontroller samen met de USB. Dat betekent dat het ook heel eenvoudig en goedkoop kan zijn. Omdat dit bord USB rechtstreeks verwerkt, zijn er programmabibliotheken verkrijgbaar waarmee het Arduino-bord een toetsenbord van de computer, muis, enz. kan volgen.

Stap 6: LilyPad Arduino-bord

Het Lily Pad Arduino-bord is een draagbare e-textieltechnologie. Elk bord is fantasierijk ontworpen met enorme verbindingspads en een gladde achterkant zodat ze met geleidende draad in kleding kunnen worden genaaid. Deze Arduino bestaat ook uit I/O-, power- en ook sensorboards die speciaal zijn gebouwd voor e-textiel. Deze zijn zelfs wasbaar!

Stap 7: Tools voor Arduino-ontwikkelomgeving

Arduino programmeertaal:

Arduino is geprogrammeerd in C++ dat wordt gebruikt in verschillende aspecten van projecten zoals softwareontwikkeling, maar voor Arduino wordt C++ gebruikt met extra functies. U kunt Arduino-schets maken, Arduino-schets is de naam die aan het Arduino-codebestand wordt gegeven. Je schrijft de code in Arduino IDE. Deze schetsen kunnen worden opgeslagen in de projectmappen en de IDE geeft de mogelijkheid om C++-code in machinetaal te compileren en te uploaden naar het Arduino-bord.

Arduino IDE

Arduino IDE (Integrated Development Environment) is de C++-tool voor het bewerken, compileren en uploaden van codes waarmee u uw programma kunt schrijven om IO-pinnen voor verschillende doeleinden te programmeren en u kunt open-sourcebibliotheken gebruiken voor het schrijven van geavanceerde programma's die zijn geïntegreerd met verschillende functies die we later zullen bespreken uitgebreid ingaan op bibliotheken.

Stap 8: Arduino IDE-installatie

Stap 1. Download Arduino IDE

Stap 2. Wacht tot het downloadproces is voltooid.

Stap 3. Installeer de software en kies de componenten die u wilt installeren, evenals de installatielocatie.

Stap 4. Accepteer de installatie van het stuurprogramma wanneer dit wordt gevraagd door Windows 10

Stap 9: Arduino-stuurprogramma installeren

Ga naar Start->type Apparaatbeheer'>dubbelklik op het eerste resultaat om Apparaatbeheer te starten.

1. Ga naar Poorten > zoek de Arduino UNO-poort

2. Als u die poort niet kunt vinden, gaat u naar Andere apparaten en zoekt u Onbekend apparaat

3. Selecteer de Arduino UNO-poort > klik op Stuurprogramma bijwerken.

4. Selecteer de optie ‘Browse my computer for Driver software’ > ga naar de downloadlocatie van de Arduino-software > selecteer het bestand arduino.inf/Arduino UNO.inf (afhankelijk van uw softwareversie)

5. Wacht tot Windows het installatieproces van het stuurprogramma voltooit.

Nu je de Arduino-software en het stuurprogramma op je computer hebt geïnstalleerd, is het tijd om je eerste schets te openen. Selecteer je boardtype en poort en upload een programma om ervoor te zorgen dat je board in de lucht is.

Stap 10: Grafische weergave van Arduino IDE

Aangezien Arduino IDE wordt gebruikt om de code te bewerken, op te slaan, te compileren en te uploaden naar Arduino, is hier de grafische weergave van Arduino IDE.

Stap 11: Een nieuw bestand openen in Arduino IDE

Om een nieuw bestand te openen klik op bestand->nieuw

Stap 12: Arduino Sketch opslaan

Nieuw bestand wordt geopend

Stap-1: Om de Arduino-schets op te slaan, ga naar Bestand-> opslaan. Er verschijnt een venster om de schets op te slaan

Stap-2: Hernoem de Arduino Sketch en klik op de knop Opslaan. De schets wordt opgeslagen.

Stap 13: Voorbeelden van Arduino-programma's

Arduino IDE bevat veel voorbeeldprogramma's om van te leren en projecten van te maken. Deze voorbeelden gaan over het knipperen van een led, analoge en digitale ingangsuitgang, seriële communicatie, sensor, enz.

Om led blink voorbeeld programma te openen klik op File->Example->Basics->Blink

Stap 14: Arduino-bibliotheken

Volgens de Arduino-gemeenschap zijn bibliotheken een verzameling code waarmee u eenvoudig verbinding kunt maken met een sensor, display, module, enz. De ingebouwde LiquidCrystal-bibliotheek maakt het bijvoorbeeld gemakkelijk om met karakter-LCD-displays te praten. Er zijn honderden extra bibliotheken beschikbaar op internet om te downloaden”. Bibliotheken bevatten veelgebruikte methoden en functies, zoals apparaatstuurprogramma's of hulpprogramma's. Met behulp van bibliotheken wordt het gemakkelijk om te programmeren zonder veel regels te coderen. U kunt pre-build-functies voor uw programma gebruiken. Er zijn verschillende open-sourcebibliotheken beschikbaar op internet, Arduino IDE biedt ook bibliotheken die zijn gebouwd door de Arduino-gemeenschap, zoals een bibliotheek voor het besturen van servomotoren, Ethernet, enz. Arduino IDE biedt ook de mogelijkheid om externe bibliotheken te installeren en te gebruiken. maak je eigen bibliotheken en installeer ze in Arduino IDE.

Installatiemethode Arduino Bibliotheek

Er zijn twee methoden waarmee we de bibliotheek in Arduino IDE kunnen installeren, de ene is via Arduino IDE Library Manager en de andere is door het gebruik van een.zip-bestand. De meeste bibliotheken zijn beschikbaar in Arduino Library Manager, maar er zijn veel bibliotheken die de ontwikkelaar zelf maakt en maak ze beschikbaar op github, zodat we beide opties hebben, maar we kunnen elk van beide gebruiken.

Installatie van bibliotheek met Bibliotheekbeheer

Om de bibliotheek te installeren met bibliotheekbeheer, klikt u op schets->bibliotheek opnemen->bibliotheken beheren

Nadat deze bibliotheekmanager hier is geopend, kunt u bibliotheken zien die al zijn geïnstalleerd. In dit voorbeeld zullen we RTCZero installeren, hiervoor moet je zoeken naar de RTCZero-bibliotheek wanneer je deze vindt, kies de versie en klik op de installatieknop, de installatie wordt gestart.

Een.zip-bibliotheek importeren

Bibliotheken worden vaak gedistribueerd als een ZIP-bestand of map. De naam van de map is de naam van de bibliotheek. In de map bevinden zich een.cpp-bestand, een.h-bestand en vaak een keywords.txt-bestand, een map met voorbeelden en andere bestanden die vereist zijn door de bibliotheek.

Om de zip-bibliotheek te installeren, klikt u op schets->Bibliotheek opnemen->Zip-bibliotheek toevoegen

Het bladervenster wordt geopend. Stel de locatie in waar de zip-bibliotheek is opgeslagen en klik op de knop openen

Stap 15: Arduino IDE-sneltoetsen

Arduino IDE heeft een aantal korte toetsen waarmee we verschillende functies kunnen uitvoeren, zoals compileren, uploaden, opslaan enz.

Stap 16: Arduino's IO-pinnen

Arduino is een prototyping-bord dat meestal wordt geleverd met verschillende configuraties van I / O (invoer / uitvoer) pinnen, de pinnen zijn analoge of digitale pinnen,

Analoge pin

Analoge pinnen zijn eigenlijk invoerpinnen die meestal worden gebruikt om fysieke gegevens als invoer te lezen of het is een pin die fysieke gegevens van sensoren kan lezen, een sensor is een apparaat dat fysieke energie kan omzetten in elektrische energie. Arduino kan deze elektrische energie lezen als een elektrisch signaal met behulp van analoge pinnen

Digitale pin

De digitale pin kan zowel INPUT- als OUTPUT-pin zijn, dus zoals het wordt genoemd, kan het INPUT lezen en OUTPUT schrijven in digitale vorm. De digitale gegevens zijn in de vorm van HOOG of LAAG, waarbij HOOG betekent AAN en LAAG betekent UIT, bijvoorbeeld als een led is aangesloten op de digitale pinnen van Arduino en u programmeert deze pin om HOOG te zijn, uiteindelijk zal de led AAN gaan en door deze te programmeren om LAAG te worden de led gaat UIT.

Pulsbreedtemodulatiepennen

Sommige van de digitale pinnen in Arduino hebben extra functionaliteit voor het leveren van analoge uitvoer en worden PWM-pinnen genoemd. u wilt de helderheid van de led regelen of de motor is aangesloten op de PWM-pin en u wilt de snelheid van de motor regelen. U kunt de waarde van 0-255 toewijzen om de helderheid of snelheid te regelen.

Stap 17: Arduino LED-knipperprogramma

Als Arduino IDE en driver zijn geïnstalleerd, maak verbinding met het programma

Arduino om een LED te laten knipperen, zijn componenten vereist die hieronder worden vermeld:

Componenten gebruikt voor LED Blink Project

● Arduino Uno

● USB-kabel type A/B

● 220 Ohm Weerstand

● LED

● Broodplank

Schematisch

Sluit Arduino Uno's pin 5 aan op 220 ohm weerstand en sluit een andere pin van weerstand aan op Led's anode (+) pin en sluit Arduino Uno's GND pin aan op LED's kathode (-) pin.

Programma schrijven om een LED te laten knipperen

Stap 1. Open de Arduino IDE.

Stap 2. Open een nieuwe schets

Stap 3. Sla nieuwe schets op als LED BLINK PROGRAM en sla het programma op

Stap 4. Selecteer het bord door te klikken op Tools->Board:-> Arduino Uno

Stap 5. Selecteer de COM-poort door op Extra->Poort. te klikken

Stap 6. Klik op de knop Compileren

Stap 7. Wacht tot de compilatie is voltooid en klik vervolgens op de knop Uploaden

U ziet het bericht "Klaar met uploaden" terwijl u dit bericht ziet, lijkt de led die is aangesloten op pin 5 van Arduino na een seconde te knipperen.

Stap 18: Seriële monitor

De Arduino IDE heeft een functie die een grote hulp kan zijn bij het debuggen van schetsen of het besturen van Arduino vanaf het toetsenbord van uw computer. De seriële monitor is een afzonderlijk pop-upvenster dat fungeert als een afzonderlijke terminal die communiceert door seriële gegevens te ontvangen en te verzenden.

U kunt het led-knipperprogramma wijzigen om te zien of de status van de LED die is aangesloten op pin 5 van Arduino HOOG of LAAG is op uw computer met behulp van Arduino IDE's seriële monitor met behulp van de seriële communicatiemogelijkheid van Arduino, hiervoor moet u eerst de seriële baudrate tot 9600 baudrate wordt eenvoudig gedefinieerd als de transmissiesnelheid van gegevens van Arduino naar computer of vice versa in termen van bits per seconde, dus het instellen van de baudrate op 9600 is alsof de transmissiesnelheid 9600 bits per seconde is.

Programma schrijven om een LED te laten knipperen

Stap 1. Open de Arduino IDE.

Stap 2. Open een nieuwe schets

Stap 3. Sla nieuwe schets op als LED BLINK PROGRAM en schrijf het programma

Stap 4. Selecteer het bord door te klikken op Tools->Board:->Arduino Uno

Stap 5. Selecteer de COM-poort door op Extra->Poort. te klikken

Stap 6. Klik op de knop Compileren

Stap 7. Wacht tot de compilatie is voltooid en klik vervolgens op de knop Uploaden

Stap 8. Open de seriële monitor door op Ctrl+Shift+m te drukken of door op de rechterbovenhoek te klikken.

Stap 9. Stel de baudrate van de seriële monitor in, aangezien zowel Arduino als computer dezelfde baudrate moeten hebben voor seriële communicatie.

Hier ziet u dat zodra de LED HOOG of LAAG wordt, het bericht serieel wordt afgedrukt op de seriële monitor