Arduino Ξεκινώντας με υλικό και λογισμικό & Arduino Tutorials: 11 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Σήμερα, οι κατασκευαστές, οι προγραμματιστές προτιμούν το Arduino για την ταχεία ανάπτυξη των πρωτοτύπων έργων.

Το Arduino είναι μια ηλεκτρονική πλατφόρμα ανοιχτού κώδικα που βασίζεται σε εύχρηστο υλικό και λογισμικό. Το Arduino έχει πολύ καλή κοινότητα χρηστών. Ο σχεδιασμός του πίνακα Arduino χρησιμοποιεί ποικιλία ελεγκτών που περιλαμβάνουν (AVR Family, nRF5x Family και λιγότερους ελεγκτές STM32 και ESP8266/ESP32). Ο πίνακας διαθέτει πολλαπλές αναλογικές και ψηφιακές ακίδες εισόδου/εξόδου. Ο πίνακας περιέχει επίσης μετατροπέα USB σε σειριακό, ο οποίος βοηθά στον προγραμματισμό του ελεγκτή.

Σε αυτήν την ανάρτηση θα δούμε πώς να χρησιμοποιείτε πίνακες Arduino IDE και Arduino. Το Arduino είναι εύκολο στη χρήση και πολύ καλή επιλογή για έργα πρωτοτύπων. Θα λάβετε πολλές βιβλιοθήκες και αριθμό υλικού για τον πίνακα arduino, ο οποίος προσαρμόζεται με καρφίτσα στην καρτέλα μονάδων και στον πίνακα Arduino.

Εάν χρησιμοποιείτε πίνακα Arduino, τότε δεν θα χρειαστείτε κανένα προγραμματιστή ή οποιοδήποτε εργαλείο για προγραμματισμό σε πίνακες Arduino. Επειδή αυτοί οι πίνακες έχουν ήδη αναβοσβήνει με σειριακό bootloader και είναι έτοιμοι να αναβοσβήνουν μέσω usb σε σειριακή διεπαφή.

Βήμα 1: Σημεία προς κάλυψη

Τα ακόλουθα σημεία καλύπτονται σε αυτό το σεμινάριο που επισυνάπτεται στο βήμα #4.

1. Εξηγήθηκε σχηματικά 2. Επεξηγήθηκε το πρόγραμμα εκκίνησης 3. Πώς να χρησιμοποιήσετε το Web Editor 4. Πώς να χρησιμοποιήσετε το Arduino IDE 5. Παράδειγμα στο LED Blink 6. Παράδειγμα στη σειριακή διεπαφή 7. Παράδειγμα στη διεπαφή εναλλαγής με τη μέθοδο ψηφοφορίας μέθοδος διακοπής 9. Παράδειγμα στο ADC.

Βήμα 2: Τι είναι το πρόγραμμα εκκίνησης;

Στην απλή γλώσσα, το Bootloader είναι ένα κομμάτι κώδικα που δέχεται τον κώδικα και το γράφει στο δικό μας flash.

Το πρόγραμμα εκκίνησης είναι ένα κομμάτι κώδικα που εκτελείται πρώτα κάθε φορά που ο ελεγκτής ενεργοποιείται ή γίνεται επαναφορά και στη συνέχεια ξεκινά η εφαρμογή.

Όταν εκτελεστεί ο bootloader, θα ελέγξει για εντολή ή δεδομένα στη διεπαφή όπως UART, SPI, CAN ή USB. Το πρόγραμμα εκκίνησης μπορεί να εφαρμοστεί σε UART, SPI, CAN ή USB.

Σε περίπτωση εκκίνησης, δεν χρειάζεται να χρησιμοποιούμε προγραμματιστή κάθε φορά. Αλλά αν δεν υπάρχει bootloader στο χειριστήριο τότε σε αυτή την περίπτωση πρέπει να χρησιμοποιήσουμε προγραμματιστή/Flasher.

Και πρέπει να χρησιμοποιήσουμε προγραμματιστή/Flasherto flash bootloader. Μόλις λάμψει το bootloader τότε δεν χρειάζεται προγραμματιστής/Flasher.

Το Ardiuno έρχεται με το bootloader που αναβοσβήνει στο πλοίο

Βήμα 3: Διασύνδεση LED, κλειδιού και ADC

Ο ακόλουθος τύπος διεπαφών καλύπτεται σε αυτό το σεμινάριο.

1. Διεπαφή led

2. Διεπαφή κλειδιού

3. Διεπαφή δοχείου

1. Διασύνδεση Led:

Το Led είναι συνδεδεμένο με τον ακροδέκτη PC13 του Arduino. Τα περισσότερα από τα arduino διαθέτουν ένα πακέτο led USER. Έτσι, ο προγραμματιστής πρέπει απλώς να χρησιμοποιήσει ένα παράδειγμα που αναβοσβήνει από τη βιβλιοθήκη παραδειγμάτων.

2. Διακόπτης διεπαφής:

Το Switch μπορεί να διαβαστεί με δύο τρόπους, ο ένας είναι η μέθοδος ψηφοφορίας και ο άλλος βασίζεται σε διακοπή. Στη μέθοδο ψηφοφορίας, ο διακόπτης διαβάζεται συνεχώς και μπορεί να αναληφθεί δράση.

Και στη μέθοδο διακοπής, η ενέργεια μπορεί να γίνει μόλις πατηθεί το πλήκτρο.

3. Διεπαφή δοχείου:

Το Analog POT συνδέεται με το Analog Pin του Arduino.

Βήμα 4: Απαιτούμενα εξαρτήματα

Arduino UNOArduino Uno στην Ινδία-

Arduino Uno στο Ηνωμένο Βασίλειο -

Arduino Uno στις ΗΠΑ -

Arduino Nano

Arduino Nano στην Ινδία-

Arduino Nano στο Ηνωμένο Βασίλειο -

Arduino Nano στις ΗΠΑ -

HC-SR04HC-SR04 στο Ηνωμένο Βασίλειο-https://amzn.to/2JusLCu

HC -SR04 στις ΗΠΑ -

MLX90614

MLX90614 στην Ινδία-

MLX90614 στο Ηνωμένο Βασίλειο -

MLX90614 στις ΗΠΑ -

BreadBoardBreadBoard στην Ινδία-

BreadBoard στις ΗΠΑ-

BreadBoard στο Ηνωμένο Βασίλειο-

16X2 LCD16X2 LCD στην Ινδία-

LCD 16X2 στο Ηνωμένο Βασίλειο -

LCD 16X2 στις ΗΠΑ -

Βήμα 5: Φροντιστήριο

Βήμα 6: Διασύνδεση LCD

Η οθόνη LCD 16x2 είναι 16 χαρακτήρων και LCD 2 σειρών η οποία διαθέτει 16 ακίδες σύνδεσης. Αυτή η οθόνη LCD απαιτεί δεδομένα ή κείμενο σε μορφή ASCII για εμφάνιση.

Πρώτη σειρά Ξεκινά με 0x80 και η 2η σειρά ξεκινά με διεύθυνση 0xC0.

Η οθόνη LCD μπορεί να λειτουργήσει σε λειτουργία 4-bit ή 8-bit. Σε λειτουργία 4 bit, τα δεδομένα/εντολή αποστέλλονται σε μορφή Nibble First Higher nibble και στη συνέχεια χαμηλότερη Nibble.

Για παράδειγμα, για να στείλετε 0x45 Πρώτα θα σταλούν 4 Στη συνέχεια θα σταλούν 5.

Παρακαλώ ανατρέξτε στο σχηματικό.

Υπάρχουν 3 ακίδες ελέγχου RS, RW, E.

Η καρφίτσα RW είναι ανάγνωση/εγγραφή. όπου, RW = 0 σημαίνει Γράψτε δεδομένα σε LCD RW = 1 σημαίνει Διαβάστε δεδομένα από LCD

Όταν γράφουμε σε εντολή/Δεδομένα LCD, ορίζουμε την καρφίτσα ως LOW. Όταν διαβάζουμε από οθόνη LCD, ορίζουμε την καρφίτσα ως Υ HIGHΗΛΗ. Στην περίπτωσή μας, το έχουμε συνδέσει σε χαμηλό επίπεδο, επειδή θα γράφουμε πάντα στην οθόνη LCD. Πώς να χρησιμοποιήσετε το E (Ενεργοποίηση): Όταν στέλνουμε δεδομένα στην οθόνη LCD, δίνουμε παλμό στην οθόνη LCD με τη βοήθεια του πείρου Ε. Ακολουθία ροής:

Αυτή είναι η ροή υψηλού επιπέδου που πρέπει να ακολουθήσουμε κατά την αποστολή COMMAND/DATA στην οθόνη LCD. High Nibble Enable Pulse, Proper RS value, Based COMMAND/DATA

Lower Nibble Enable Pulse, Proper RS value, Based on COMMAND/DATA

Βήμα 7: Φροντιστήριο

Βήμα 8: Διεπαφή αισθητήρα υπερήχων

Στη μονάδα υπερήχων HCSR04, πρέπει να δώσουμε παλμό σκανδάλης στην ακίδα σκανδάλης, έτσι ώστε να παράγει υπερηχογράφημα συχνότητας 40 kHz. Μετά τη δημιουργία υπερήχων, δηλ. 8 παλμούς των 40 kHz, καθιστά την ηχητική ακίδα υψηλή. Η καρφίτσα ηχώ παραμένει υψηλή έως ότου δεν πάρει πίσω τον ήχο.

Έτσι, το πλάτος του πείρου ηχώ θα είναι ο χρόνος για να ταξιδέψει ο ήχος στο αντικείμενο και να επιστρέψει πίσω. Μόλις έχουμε τον χρόνο μπορούμε να υπολογίσουμε την απόσταση, καθώς γνωρίζουμε την ταχύτητα του ήχου. Το HC -SR04 μπορεί να μετρηθεί έως και από 2 cm - 400 cm.

Η μονάδα υπερήχων θα δημιουργήσει τα υπερηχητικά κύματα που βρίσκονται πάνω από το εύρος συχνοτήτων που ανιχνεύεται από τον άνθρωπο, συνήθως πάνω από 20, 000 Hz. Στην περίπτωσή μας θα μεταδώσουμε τη συχνότητα των 40Khz.

Βήμα 9: Διασύνδεση αισθητήρα θερμοκρασίας MLX90614

Ο MLX90614 βασίζεται σε i2c αισθητήρα θερμοκρασίας IR που λειτουργεί στην ανίχνευση θερμικής ακτινοβολίας.

Εσωτερικά, το MLX90614 είναι ένα ζεύγος δύο συσκευών: ενός ανιχνευτή υπερύθρων θερμόμετρου και ενός επεξεργαστή εφαρμογής ρύθμισης σήματος. Σύμφωνα με τον νόμο Stefan-Boltzman, κάθε αντικείμενο που δεν είναι κάτω από το απόλυτο μηδέν (0 ° Κ) εκπέμπει (μη ορατό από τον άνθρωπο) φως στο υπέρυθρο φάσμα που είναι ευθέως ανάλογο με τη θερμοκρασία του. Το ειδικό υπέρυθρο θερμοστοιχείο μέσα στο MLX90614 ανιχνεύει πόση υπέρυθρη ενέργεια εκπέμπεται από υλικά στο οπτικό του πεδίο και παράγει ένα ηλεκτρικό σήμα ανάλογο με αυτό. Αυτή η τάση που παράγεται από το θερμοστοιχείο αντλείται από το 17-bit ADC του επεξεργαστή εφαρμογής και στη συνέχεια ρυθμίζεται πριν περάσει σε έναν μικροελεγκτή.

Βήμα 10: Φροντιστήριο