Aan de slag met Arduino: wat u moet weten: 4 stappen (met afbeeldingen)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

Ik werk al vele jaren met Arduino en elektronica en ben nog steeds aan het leren. In deze steeds groter wordende wereld van microcontrollers is het gemakkelijk om te verdwalen en rondjes te rennen om informatie te vinden.

In dit Instructable, zal ik je laten zien:

Wat een Arduino is en doet.

Waar te beginnen met Arduino.

Hoe bruikbare bronnen te vinden.

Dit zijn allemaal dingen die ik door ervaring heb geleerd en het zijn beproefde methoden voor succes. Ik zal niet ontkennen dat er waarschijnlijk honderden verschillende tutorials zijn om met Arduino te beginnen, maar dit zijn de dingen die ik het nuttigst vond in mijn vroege dagen. Dus volg mee en laten we de wondere wereld van Arduino verkennen.

Let op: sommige van de foto's in deze Instructable zijn screenshots. De afbeeldingen die ze bevatten zijn eigendom van hun respectievelijke eigenaren en kunnen auteursrechtelijk beschermd zijn. Ik heb ze hier samengesteld als randapparatuur om te helpen bij de ontwikkeling van mijn Instructable als een educatieve hulpbron zonder winstoogmerk, in overeenstemming met de Fair Use-doctrine.

Stap 1: Arduino: wat is het en wat doet het?

Arduino is een open source elektronicaplatform ontworpen voor makers, gebaseerd op eenvoudige en gebruiksvriendelijke hardware en een verwisselbare reeks sensoren, manipulatoren en displays. De term, in bredere zin, wordt over het algemeen gebruikt om te verwijzen naar een groot veld van microcontrollers gebaseerd op Atmel-microchips.

In termen van leken zijn ze als vereenvoudigde, miniatuurcomputers. Zoals je je misschien kunt voorstellen, is dit een enorm, steeds groter wordend veld, met honderden variaties van microcontrollers, configuraties en sensorapparatuur. Hier heb ik het teruggebracht tot de basis.

In deze Instructable zal ik 3 van de meest populaire Arduino-borden bespreken (die toevallig ook mijn favorieten zijn):

de Uno, de nano, en de Mega

Ik zal ook ingaan op het gebruik van de IDE (het programma dat we gebruiken om de Arduino te coderen), schilden en sensoren.

Voor meer informatie over specifieke boards, raadpleeg de stap 'Bronnen'

Handige termen en definities:

Microcontroller: elk programmeerbaar circuit gebaseerd op een luscode van voorwaarden en vertragingen. Niet te verwarren met een microprocessor, die ofwel verwijst naar de besturingschip zelf of naar een veel complexer bord zoals de RaspberryPi.

Bord: De hardware waarop Arduino is gebaseerd, wordt over het algemeen gebruikt om naar de microcontroller zelf te verwijzen ("het Arduino Uno-bord")

Shield: een uitbreiding van een bord, meestal ontworpen om perfect op de reeds bestaande pinconfiguratie te passen, die de lay-out vergroot en functies toevoegt die nog niet in het basisbord zijn ingebouwd (bijv. voegt de mogelijkheid toe om internetfuncties te gebruiken, het Bluetooth-schild voegt Bluetooth-connectiviteit toe, enz.)

IDE (meer specifiek de Arduino IDE): de software die het meest wordt gebruikt om code te schrijven en te uploaden naar een Arduino-bord. Er is ook de mogelijkheid om het te gebruiken voor andere, niet-Arduino-borden zoals de RaspberryPi.

Bibliotheek: een toevoeging aan de code als een apart bestand, gebruikt om extra functies toe te voegen en compatibiliteit met schilden en componenten mogelijk te maken zonder de noodzaak om extreem lange en complexe functies en algoritmen te kennen.

Sensor: alles dat fysieke invoer kan opnemen en kan overbrengen naar een elektrisch signaal

De Uno:

De Arduino Uno is verreweg het meest iconische en waarschijnlijk het meest populaire Arduino-bord dat je kunt krijgen. Het heeft 14 digitale I/O-pinnen, die kunnen variëren tussen aan en uit, waarvan er 6 in staat zijn om PWM te gebruiken, of pulsbreedtemodulatie, die de uitgangsspanning varieert door de pin aan en uit te zetten, varieert snel (de 'pulse ') met wisselende intervallen (de 'breedte') om de output hoger of lager te maken (de 'modulatie'). Het heeft ook 6 analoge ingangspinnen. Alle pinnen kunnen worden gebruikt als invoer of uitvoer, en sommige pinnen hebben speciale functies bij gebruik met specifieke schilden en bibliotheken.

Leuk weetje: de Arduino Uno heeft meer rekenkracht dan de kamergrote computers die werden gebruikt voor de vroege Apollo-maanmissies, en hij past in je hand!

De meeste schilden zijn gebaseerd op en gebouwd voor de Arduino Uno, en dit wordt over het algemeen beschouwd als het beste bord om mee te beginnen als beginner. En ik ben het er volledig mee eens. De Uno is misschien niet de meest veelzijdige, maar het is zeker het gemakkelijkst in te stellen en te gebruiken, en de meeste projecten en tutorials voor Arduino beginnen met de Uno.

De nano:

Dit ding is, zoals de naam al aangeeft, een kleiner bord. Het heeft minder geheugen dan een Uno, maar deelt verder de meeste van dezelfde functies in een veel kleiner pakket. Het idee achter de Nano is draagbare en geminiaturiseerde circuits voor gebruik in krappe ruimtes of op gewichtgevoelige projecten, zoals drones. Dit heeft minder algemene pinnen vanwege het kleinere formaat, maar het is ook goedkoper dan de Uno en past op meer plaatsen.

De Mega:

Nogmaals, de naam zegt het al. Dit bord is langer dan de Uno en heeft in totaal 54 digitale I/O-pinnen, waarvan 15 PWM-compatibel, en 16 analoge ingangspinnen. Dit bord is voor grotere, betere en grotere projecten. En ja, ik herhaalde mezelf bewust. Dit bord is enorm en het is compatibel met de meeste van dezelfde schilden als de Uno, omdat het dezelfde initiële pinconfiguratie deelt. Het heeft ook een groter geheugen, zodat het gemakkelijker grotere programma's kan uitvoeren.

De IDE:

De Arduino IDE is een relatief eenvoudig platform om te gebruiken wat codering betreft. Voor Arduino-borden gebruikt het zijn eigen programmeertaal, maar het deelt veel van dezelfde kenmerken als populaire codeertalen zoals Java en C. De leercurve is erg zacht en er zijn honderden voorbeelden online en zelfs ingebouwd in de software die u door bepaalde aspecten van de code leiden. Ik gebruik dit al sinds ik 13 was, en ik weet nog steeds niet de helft van wat alles doet, dus maak je geen zorgen, je hoeft geen aas te zijn om Arduino te gebruiken.

schilden:

Verschillende schilden worden verschillend gebruikt. Blijkbaar. En ze hebben ook verschillende sets code die nodig zijn om ze uit te voeren. Maar hyperventileren nog niet, ik ben nog niet klaar. Voor de meeste schilden die je momenteel kunt kopen, is er al een ingebouwde voorbeeldcode op de IDE, of een erg leuke tutorial online. Het enige wat je hoeft te doen is het te vinden. Zie "Bronnen" hoe u dit kunt doen.

Sensoren:

Net als bij schilden, zullen verschillende sensoren, manipulatoren en displays verschillende codes hebben. Hetzelfde proces voor het vinden van voorbeelden is van toepassing.

Dus nu je wat meer weet over Arduino, gaan we verder met Waar te beginnen.

Stap 2: Hoe en waar te beginnen met Arduino

Zoals ik in de laatste stap al zei, bestrijken Arduino-microcontrollers een enorm scala aan verschillende boards en apparatuur. In deze stap zal ik u enkele tips geven over waar u moet beginnen en wat u als eerste moet doen.

Waarschijnlijk het nuttigste advies dat ik u van tevoren kan geven, is dit: Begin eenvoudig. Arduino leren gebruiken is een proces dat tijd kost, en als je te veel tegelijk probeert te doen, raak je alleen maar gefrustreerd. Ik begon mijn hobby in Arduino met knipperende LED's. En weet je wat ik het liefste doe, van alle dingen waar ik Arduino voor gebruik? Knipperende LED's. Dus echt, wat je ambitie voor het gebruik van Arduino ook is, ik zou serieus aanraden om eerst de Blink en de Fade-voorbeelden in de Arduino IDE te proberen en ermee te spelen voordat je iets ingewikkelds probeert.

Waar te beginnen:

Stel jezelf de volgende vraag: Waar wil je Arduino voor gebruiken? Deze vraag zal bepalen waar je op moet letten in een Arduino-bord voordat je je eerste krijgt.

Als je het niet echt weet, of gewoon iets simpels als een kleine robot in gedachten hebt, zou ik de Uno aanraden. Als je wearables of geminiaturiseerde circuits wilt maken, raad ik de Nano aan (of de Micro, afhankelijk van de complexiteit van wat je wilt doen). Als je een groot project wilt, zoals een 3D-printer, een grote robot of een sensornetwerk, zou ik de Mega aanraden. Als zware verwerking en gegevensverwerking uw favoriete project is, dan is de Zero of de Due een goed idee. En als u een computerinterface wilt, d.w.z. een aangepast toetsenbord, joystick of muis, dan is de Leonardo iets voor u. En daar houdt de lijst niet op. Er zijn een steeds groter aantal Arduino-boards, en degene die ik hier heb genoemd, zijn slechts de basis. Er zijn boards zoals de Yún of de Tian die Linux kunnen draaien en zich in feite gedragen als kleine versies van volwaardige computers, en een heleboel variaties op de andere boards die ik heb genoemd, die verschillende functies en specialiteiten toevoegen voor een specifieke reeks van projecten.

Voor meer details over specifieke boards, en voor een volledige lijst van boards, zie mijn volgende stap, 'Bronnen'.

Wat eerst halen:

Begin met het krijgen van het bord zelf. En wees niet gek als je de prijskaartjes op de officiële Arduino-site ziet. Hoewel ik eerlijk kan zeggen dat Arduino's van het merk Arduino van veel hogere kwaliteit zijn en gegarandeerd in goede staat verkeren, houd ik er niet van om zoveel geld uit te geven aan slechts één item. Ga naar Amazon en ze hebben gekloonde versies van de Arduino, die echt hetzelfde zijn, gemaakt door verschillende bedrijven, voor minder dan de helft van de prijs. Of ik zou hetzelfde bord en een set onderdelen kunnen krijgen, voor dezelfde prijs zou ik een echte Arduino kunnen krijgen. Als je echter het geld te besteden hebt, koop dan bij de officiële Arduino-mensen, want zij zijn de jongens die de meeste nieuwe microcontrollers ontwikkelen en de software ondersteunen die wordt gebruikt om ze te coderen. De keuze is echt aan jou.

Als je van plan bent om een Uno of een Mega aan te schaffen, zou ik je serieus aanraden om een starterskit aan te schaffen. Ik heb in mijn volgende stap een lijst met links naar een paar verschillende samengesteld. Starterkits worden niet alleen geleverd met de Arduino zelf, maar ook met een hele reeks handige sensoren en componenten, waaronder de beste vriend van elke circuitbouwer: een breadboard. En het beste deel? De starterkits zijn eigenlijk goedkoper dan alle componenten afzonderlijk te kopen. Door veel. Een project dat me bijvoorbeeld ongeveer € 100 zou hebben gekost om te bouwen, kostte me slechts € 50 omdat ik een aantal goede starterskits vond, en toen kon ik nog drie projecten bouwen met de overgebleven componenten.

Als je geen Uno of Mega krijgt, zou ik toch een starterskit aanbevelen die alleen met de sensoren en extra componenten wordt geleverd, en geen Arduino-bord. Dit is overigens wel iets om op te letten. Zorg er bij het kopen van een starterskit voor dat deze alle componenten op de foto's bevat, want sommigen zullen "voor Arduino" zeggen en een Uno tonen, maar er niet echt een hebben. Meestal is er een onderdelenlijst waar u kunt de inhoud van de kit controleren.

Als je eenmaal een Arduino hebt, is de volgende stap het downloaden van de IDE en het vinden van een aantal goede tutorials. Lees verder in mijn volgende stap om de beste plaatsen te vinden om deze te krijgen.

Stap 3: Bronnen

In deze stap zal ik wijzen op een aantal zeer handige bronnen voor alle doe-het-zelvers die Arduino gebruiken, en hoe ze meer kunnen vinden. Ik zal ook een lijst toevoegen met goede plaatsen om Arduino-producten te kopen en een paar van mijn favoriete starterkits.

De IDE:

De IDE staat centraal in alle Arduino-projecten. Gelukkig is het ook gratis te downloaden, hoewel je een donatie kunt doen aan de mensen die het hebben geschreven als je dat wilt. Alle versies ervan vind je via deze link. Hier is ook een handig naslagwerk te vinden.

Bibliotheken:

De Arduino IDE wordt geleverd met een aantal ingebouwde bibliotheken voor uitgebreide functionaliteit, maar ik merk dat ik altijd een paar componenten heb die niet direct worden ondersteund. Wanneer dit gebeurt, google ik meestal het onderdeel met de zoektermen "Arduino-bibliotheek" ernaast, om te vinden welke bibliotheek het populairst is (en daarom waarschijnlijk het nuttigst). Een andere manier om ze te vinden is via de Arduino-website, Arduino.cc. De beste plaats voor bijvoorbeeld codes en bibliotheken is echter Github.com. Deze jongens hebben alles als het gaat om bibliotheken, broncode, variaties op de IDE of iets anders dat met software te maken heeft.

Borden:

Om meer te weten te komen over de meeste Arduino-boards en de meest populaire schilden, is deze pagina de bron voor u, met links naar alle specificaties, schema's en uitleg voor elk Arduino-component.

Code en Referentie:

Om erachter te komen wat elke regel code doet en hoe deze wordt gebruikt, is het referentiegedeelte van de Arduino-website de plek om naartoe te gaan. De enige beperking is dat het geen van de speciale functies bevat voor bibliotheken die niet door Arduino zijn gemaakt.

Tutorials en begeleiding:

Voor tutorials over Arduino is de tutorials-pagina een goede plek om te beginnen. Voor meer diepgaande tutorials en projecten zijn https://learn.adafruit.com/ en https://create.arduino.cc/projecthub goede plekken om te kijken, naast hier op Instructables.

Voor begeleiding van ervaren communityleden is het officiële Arduino-forum waarschijnlijk de beste plek om naartoe te gaan.

Meer bronnen vinden:

Vaak kun je het beste Googlen wat je zoekt. Soms kan informatie echter ongrijpbaar zijn. In deze gevallen merk ik dat ik me verdiept in projecten en tutorials, en het Arduino-forum, op zoek naar verwijzingen naar goede bronnen. Als ik er geen vind, ga ik gewoon naar het forum en vraag het, want je kunt er maar beter op wedden dat met alle duizenden mensen die op het forum rondlopen, iemand zal weten hoe hij je kan helpen.

Startpakketten:

Hier zijn enkele van mijn favoriete kits die ik aanbeveel aan beginners die Arduino leren. Ze hebben alle componenten die je nodig hebt om de basis (en enkele van de complexiteiten) van codering en circuits te leren.

De best geprijsde kits van de hoogste kwaliteit die ik tot nu toe heb gevonden, met de meeste ondersteuning en beste klantenservice, worden verkocht door een bedrijf genaamd Elegoo. Hoewel ze hun kits ook via Amazon verkopen, heb ik de officiële site gelinkt omdat deze meestal een betere beschrijving heeft van de meegeleverde componenten in de kits. Het zijn echter geen officiële Arduino-borden of -kits, dus houd er rekening mee dat je de Arduino-site niet ondersteunt wanneer je ze koopt.

Als je het geld te besteden hebt, zou ik je echt aanraden om de officiële Arduino/Genuino Starter Kit te kopen. Het heeft de beste doorloop en documentatie voor beginners van elke kit op de markt, en de projecten zijn ook best cool.

De beste plaats, behalve Amazon, om individuele sensoren, schilden en dergelijke te krijgen, is de Adafruit-winkel. Ze zijn van de hoogste kwaliteit en voor elk onderdeel is individuele online documentatie direct beschikbaar.

Houd er rekening mee dat dit mijn meningen en aanbevelingen zijn, niet te verwarren met feiten. Alle aankopen die u doet, zijn naar eigen keuze en ik raad aan om onderzoek te doen naar verschillende sets voordat u er een koopt.

Stap 4: Epiloog

Dus nu kun je moedig de wereld van microcontrollers en Arduino ingaan en beginnen met het vertrouwen dat je weet waar je bronnen liggen, mocht er zich een probleem voordoen. Hierboven staan een aantal foto's van verschillende projecten die ik hier op Instructables met Arduino heb gedaan, gewoon om je een voorproefje te geven van de oneindige mogelijkheden en hopelijk te inspireren om iets geweldigs te maken.

Als je ooit een vraag hebt over Arduino, stel ze dan gerust, maar onthoud dat het Arduino-forum een veel betere plek zou zijn om te vragen, en ze zullen bijna gegarandeerd helpen. Ik weet niet alles, dus neem niet alles wat ik zeg als vanzelfsprekend aan, zoek het zelf op als je het zeker wilt weten.

Stem alsjeblieft als je dit leuk vond of iets geleerd hebt tijdens het lezen!

Zoals altijd zijn dit de projecten van Dangerously Explosive, zijn levenslange missie, "moedig bouwen wat je wilt bouwen, en meer!"

De rest van mijn projecten vind je hier.