Arduino basishandleiding voor beginners: 6 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

1. Wat is Arduino?

Arduino is een platform voor embedded systemen, grotendeels gebaseerd op 8-bit microcontrollers uit de AVR-familie. De uitzondering is Arduino Due, die een 32-bits ARM Cortex-kern gebruikt. Met andere woorden, het is een printplaat met een microcontroller en zijn uitgangen die in staat zijn om externe apparaten te bedienen, bijv. sensoren, motorcontrollers, displays, enz. Dankzij goudpin-connectoren kunnen modules worden aangesloten met behulp van openbaar beschikbare verbindingskabels.

De meeste versies van Arduino hebben geen externe programmeur nodig. Het enige dat u hoeft te doen, is verbinding maken met uw computer met een miniUSB-USB-kabel.

Een van de voordelen van het platform is zijn eigen gratis omgeving met ontelbare bibliotheken, voorbeelden, tutorials voor het omgaan met verschillende soorten externe apparaten.

2. Voor wie is het platform bedoeld?

Arduino is bedoeld voor zowel beginners als gevorderde elektronische programmeurs.

De persoon die het avontuur met dit type systeem begint, zal veel tijd en zenuwen besparen bij het configureren van programmeurs, het controleren van verbindingen en het installeren van stuurprogramma's. Het is algemeen bekend dat je het beste kunt leren van voorbeelden. Voor Arduino zijn er veel op de projectwebsite en op het hele internet.

Meer gevorderde gebruikers zullen genieten van talrijke bibliotheken, zowel standaard (inclusief: EEPROM, Ethernet, Display, Servo, SPI, TWI, WiFi), als bestanden die beschikbaar zijn gesteld door producenten van elektronische modules (bijvoorbeeld onze leverancier - Pololu).

Voorbeeld:

Ondersteuning voor het populaire 16x2 LCD-scherm komt neer op een paar eenvoudige regels code:

LiquidCrystal-lcd (12, 11, 5, 4, 3, 2); // toename van leads

lcd.begin (16, 2); // Specificeer het weergavetype met 16 kolommen, 2 regels

lcd.print ("Hallo wereld"); // Geef tekst op om weer te geven

De volledige code met de woorden "Hello World" en het aansluitschema van het display is te vinden op: Arduino.cc.

3. Welke versie te kiezen?

De keuze van de uitvoering is afhankelijk van het beoogde gebruik van de module. In onze winkel zijn beschikbaar:

Stap 1: Arduino Uno R3

Arduino Uno R3

De eenvoudigste versie van de module. Op het bord vind je:

· Atmega328 microcontroller (32kB Flash, SRAM 2kB, 16MHz kloksnelheid)

· 14 digitale in-/uitgangen - waarop bijvoorbeeld LED's, knoppen, displays enz. kunnen worden aangesloten.

· 6 PWM-uitgangen - bijvoorbeeld voor het regelen van het toerental van motoren, het instellen van de servopositie

· 6 analoge ingangen - waardoor alle soorten sensoren kunnen worden bediend, transducers met analoge uitgang

Communicatie-interfaces:

· UART - een van de gemakkelijkste manieren om gegevens uit te wisselen met een pc

· I2C / TWI - ondersteuning voor sensoren, tijdcircuits

· SPI - communicatie met snelle transducers of externe geheugens

Stroomvoorziening:

· USB of externe bron (bijv. AC-adapter)

Arduino Uno is een goede keuze voor relatief eenvoudige, kleine projecten. U kunt het met succes implementeren, bijvoorbeeld motorbesturing, verlichtingscontroller met gebruikersinterface, LCD-display. De module wordt ook aanbevolen aan gebruikers die de wereld van microcontrollers en embedded systemen betreden.

Stap 2: Arduino Leonardo

Arduino Leonardo

· Een andere versie, waarop we kunnen vinden:

· ATmega32u4-microcontroller (32kB Flash, 2,5kB SRAM, 16MHz kloksnelheid)

· 20 digitale in-/uitgangen - waarop bijvoorbeeld LED's, knoppen, displays enz. kunnen worden aangesloten.

· 7 PWM-uitgangen

· 12 analoge ingangen - twee keer meer dan de Uno-versie, dit betekent de mogelijkheid om meer sensoren aan te sluiten met een analoge uitgang

Communicatie-interfaces:

· UART - een van de gemakkelijkste manieren om gegevens uit te wisselen met een pc

· I2C / TWI - ondersteuning voor sensoren, tijdcircuits

· SPI - communicatie met snelle transducers of externe geheugens

· USB - hiermee kunt u populaire computerapparaten aansluiten

· Stroomvoorziening: USB of externe bron (bijv. AC-adapter)

Als ons project een apparaat wil gebruiken dat verbinding maakt via een USB-interface, is Arduino Leonardo de perfecte keuze. Het systeem heeft een geïntegreerde USB-controller, waardoor het zich onderscheidt van de andere.

De producent levert ook versies met "low profile". Het bord heeft geen connectoren, de gebruiker kan deze naar eigen inzicht solderen. Alle elementen bevinden zich in aan het oppervlak gesoldeerde behuizingen. De optie is handig wanneer ons project zich in een kleine ruimte moet voortplanten.

Stap 3: Arduino Mega 2560

Arduino Mega 2560

Versie ontworpen om uitgebreidere projecten uit te voeren. Het heeft maar liefst 54 digitale in-/uitgangen, meer geheugen en meer communicatie-interfaces dan Arduino UNO en Leonardo. De plaat bevat: ATmega2560 uit de AVR-familie (Flash 256kB, SRAM 8kB, EEPROM 4kb kloksnelheid 16MHz)54 digitale ingangen/uitgangen voor algemeen gebruik14 PWM-uitgangen16 analoge ingangen -Communicatie-interfaces:4 xUART - een van de gemakkelijkste manieren om gegevens uit te wisselen met een PCI2C / TWI - ondersteuning voor sensoren, tijdcircuitsSPI - communicatie met snelle transducers of externe geheugens Voeding: USB of externe bron (bijv. AC-adapter) De module is duurder dan de vorige versies, maar heeft meer opties. Atmega2560 microcontroller heeft een rijke periferie en een grote hoeveelheid geheugen. 256kB Flash - hiermee kunt u uitgebreide code ondersteunen, 4kB EEPROMU voor het schrijven van veel gegevens.

Stap 4: Arduino Mega ADK

Arduino Mega ADK

Naast de voordelen van Arduino Mega, heeft ADK ook de mogelijkheid om verbinding te maken met het Android-systeem via een USB-interface die wordt bestuurd door de MAX34210-chip. De modulespecificatie is vergelijkbaar met Arduino Mega:

· ATmega2560 uit de AVR-familie (Flash 256kB, SRAM 8kB, EEPROM 4kb kloksnelheid 16MHz)

· 54 digitale in-/uitgangen voor algemeen gebruik

· 14 PWM-uitgangen

· 16 analoge ingangen

Communicatie-interfaces:

· 4 xUART - een van de gemakkelijkste manieren om gegevens uit te wisselen met een pc

· I2C / TWI - ondersteuning voor sensoren, tijdcircuits

· SPI - communicatie met snelle transducers of externe geheugens

· Stroomvoorziening: USB of externe bron (bijv. AC-adapter)

De ADK-versie is ontworpen voor projecten waarbij wordt gecommuniceerd met Android. Op de ingebouwde USB-controller kun je ook een camera, gamecontroller of bewegingscontroller aansluiten.

Stap 5: Arduino Leonardo Ethernet

Arduino Leonardo Ethernet

Het belangrijkste voordeel van de module is de eenvoudige aansluiting op het netwerk. De module heeft een netwerkaansluiting met een Ethernet-controller. Er is ook een microSD-geheugenkaartsleuf op het bord. Specificatie vergelijkbaar met Arduino Leonardo:

· Atmega32u4-microcontroller (32kB Flash, 2,5kB SRAM, · 16MHz kloksnelheid)

· 20 digitale in-/uitgangen - waarop bijvoorbeeld LED's, knoppen, displays enz. kunnen worden aangesloten.

· 7 PWM-uitgangen - bijvoorbeeld voor het regelen van het toerental van motoren, het instellen van de servopositie

· 12 analoge ingangen - waardoor alle soorten sensoren kunnen worden bediend, transducers met analoge uitgang

Communicatie-interfaces:

· UART - een van de gemakkelijkste manieren om gegevens uit te wisselen met een pc

· I2C / TWI - ondersteuning voor sensoren, tijdcircuits

· SPI - communicatie met snelle transducers of externe geheugens

· Voeding: externe bron (bijv. AC-adapter)

De Ethernet-versie is ontworpen voor projecten die verbinding met het netwerk vereisen. Het gemak is ook een geïntegreerd microSD-kaartslot, waarop meer gegevens kunnen worden opgeslagen dan in het geheugen van de microcontroller zelf.

Stap 6: Arduino Due

Arduino Due

Dankzij Arduino Due kan de gebruiker systemen maken met behulp van de ARM 32-bit Cortex M3-microcontroller op basis van Arduino-bibliotheken. De specificatie is als volgt:

· Voedingsspanning: 7V tot 12V (aanbevolen), 6V-20V (maximaal)

· Mikrokontroler: AT91 SAM3X8E, rdzeń 32-bit ARM Cortex M3

· De maximale klokfrequentie: 84MHz

· SRAM-geheugen: 96 kB Flash-geheugen: 512 kB

· Pinnen I / O: 54

· PWM-kanalen: 12

· Aantal analoge ingangen: 12 (A/D-converterkanalen)

· D/A-omzetter (digitaal-analoog)

· DMA-controller

· Seriële interfaces: UART, SPI, I2C, CAN, USB

· Debugger JTAG

Het bord is bedoeld voor gebruikers die kennis willen maken met de nieuwste oplossingen in de wereld van microcontrollers. Het heeft zeker meer mogelijkheden dan op AVR gebaseerde versies, rijke perifere circuits, inclusief digitaal-naar-analoogomzetter.

Naast het bovenstaande biedt Arduino ook:

Arduino Zero M0 Pro - 32 bit Cortex M0 - Atmel ATSAMD21G18 32-bit microcontroller module uitgerust met ARM Cortex M-0 core. Het heeft 256 KB Flash-geheugen, 32 KB RAM, 14 digitale I/O's, 12 PWM-kanalen, 6 analoge ingangen en één uitgang, en populaire communicatie-interfaces. De module werkt met 3,3 V.

Arduino Yún - WiFi - Arduino-verbinding en Linux-systeem. Met de module op basis van het ATmega32u4-systeem dat in Leonardo wordt gebruikt, kunt u het apparaat draadloos programmeren en bedienen via het WiFi-netwerk en de juiste bibliotheek. Er is ook een Arduino Yun PoE-versie - gevoed vanuit een Ethernet-netwerk.

Arduino Micro - een miniatuurmodule op basis van Arduino Leonardo, wordt gekenmerkt door een klein formaat. Het heeft een AVR Atmega32U4-microcontroller. Uitgerust met 20 digitale I/O en populaire communicatie-interfaces.

4. Voorbeelden van gebruik

- Arduino en oriëntatie in de driedimensionale ruimte.

Een voorbeeld van het gebruik van een 3-assige gyroscoop, versnellingsmeter en magnetometer (MinImu9-systeem) voor oriëntatie in de 3D-ruimte.

- Arduino en LCD-scherm.

Lcd-schermondersteuning met HD44780-controller met behulp van de Arduino-module.

- DC-motorbesturing met behulp van het Arduino-platform.

Voorbeeld van handlingmodules (H-bruggen) die worden gebruikt om de richting en snelheid van DC-motoren te regelen.

- Aansluiting op een Ethernet-netwerk

Arduino-verbinding met Ethernet ENC28J60-module.