Arduino для пачаткоўцаў: пакрокавыя інструкцыі. Праграмаванне і праекты Arduino: з чаго пачаць?

Arduino з'яўляецца вельмі папулярным сярод усіх аматараў канструяваць. Варта азнаёміць з імі і тых, хто ні разу пра яго не чуў.

Што сабой уяўляе Arduino?

Як коратка можна ахарактарызаваць Arduino? Аптымальнымі словамі будуць такія: электронны канструктар. Arduino уяўляе сабой інструмент, з дапамогай якога можна ствараць розныя электронныя прылады. Па сутнасці, гэта сапраўдная апаратная вылічальная платформа універсальнага прызначэння. Яна можа выкарыстоўвацца як для пабудовы простых схем, так і для рэалізацыі даволі складаных праектаў.

Грунтуецца канструктар на сваёй апаратнай часткі, якая ўяўляе сабой плату ўводу-высновы. Для праграмавання платы выкарыстоўваюцца мовы, якія заснаваныя на C / C ++. Яны атрымалі назву, адпаведна, Processing / Wiring. Ад групы С яны атрымалі ў спадчыну лімітавую прастату, дзякуючы чаму асвойваюцца яны вельмі хутка любым чалавекам, і прымяняць веды на практыцы не з'яўляецца даволі значнай праблемай. Каб вы разумелі лёгкасць працы, часта кажуць, што Arduino - для пачаткоўцаў чараўнікоў-канструктараў. Разабрацца з плата "Ардуино" могуць нават дзеці.

Што на ім можна сабраць?

Прымяненне Arduino даволі разнастайна, яго можна выкарыстоўваць, як і для найпростых прыкладаў, якія будуць рэкамендаваныя ў канцы артыкула, так і для даволі складаных механізмаў, сярод якіх маніпулятары, робаты або вытворчыя станкі. Некаторыя ўмельцы прымудраюцца на аснове такіх сістэм рабіць планшэты, тэлефоны, сістэмы назірання і бяспекі дамоў, сістэмы «разумная хата» або проста кампутары. Arduino-праекты для пачаткоўцаў, якімі можа для пачатку заняцца нават той, хто не мае досведу, знаходзяцца ў канцы артыкула. Іх нават можна выкарыстоўваць для стварэння прымітыўных сістэм віртуальнай рэальнасці. Усё дзякуючы задаволенай універсальнай апаратнай складнікам і магчымасцям, якія дае праграмаванне Arduino.

Дзе набыць складнікі?

Арыгінальнымі лічацца складнікі, вырабленыя ў Італіі. Але і кошт такіх камплектаў ня нізкая. Таму цэлы шэраг кампаній або нават асобныя людзі саматужным метадам вырабляюць Arduino-сумяшчальныя прылады і кампаненты, якія жартам празывацца вытворчымі клонамі. Пры куплі такіх клонаў нельга з упэўненасцю сказаць, што яны будуць працаваць, але жаданне зэканоміць бярэ сваё.

Складнікі могуць набывацца або ў складзе камплектаў, ці паасобку. Існуюць нават ужо загадзя падрыхтаваныя наборы, каб сабраць машынкі, шрубалёты з рознымі тыпамі кіравання або караблі. Набор, як на фатаграфіі уверсе, выраблены ў Кітаі, абыдзецца ў 49 даляраў.

Больш падрабязна аб апаратуры

Плата Ардуино з'яўляецца простым мікракантролерам AVR, які быў прашыты бутлоадером і мае мінімальна неабходны мінімум USB-UART порт. Ёсць яшчэ важныя складнікі, але ў межах артыкула лепш будзе спыніцца толькі на гэтых двух складнікаў.

Спачатку пра мікракантролеры, механізме, пабудаваным на адной схеме, у якой і размяшчаецца распрацаваная праграма. На праграму могуць уплываць націску кнопак, атрыманне сігналаў ад складнікаў тварэння (рэзістараў, транзістараў, датчыкаў і т. Д.) І т. Д. Прычым датчыкі могуць быць самыя розныя па свайму прызначэнню: асвятлення, паскарэння, тэмпературы, адлегласці, ціску, перашкоды і т. д. У якасці прылад індыкацыі можа весціся выкарыстанне простых дэталяў, ад святлодыёдаў і пищалок да складаным прыладам, накшталт графічных дысплеяў. У якасці выканаўчых прылад разглядаюцца маторчыкі, клапаны, рэле, сервомашинки, электрамагніты і мноства іншых, якіх пералічваць вельмі і вельмі доўга. З чым-небудзь з гэтых спісаў МК працуе прама, з дапамогай злучальных правадоў. Для некаторых механізмаў патрэбныя пераходныя прылады. Але калі вы ўжо пачнеце канструяваць, адарвацца вам будзе складана. Зараз пагаворым аб праграмаванні Arduino.

Больш падрабязна аб працэсе праграмавання платы

Ужо гатовую да працы на мікракантролеры праграму называюць прашыўкай. Можа быць як адзін праект, так і праекты Arduino, таму кожную прашыўку пажадана было б захоўваць у асобнай тэчцы, каб паскорыць працэс знаходжання патрэбных файлаў. Яна прашываецца на крышталь МК дапамогай спецыялізаваных прылад: программаторов. І тут "Ардуино" мае адна перавага - яму не патрэбен программатор. Усё зроблена так, каб праграмаванне Arduino для пачаткоўцаў было няцяжка. Напісаны код можна загрузіць у МК дапамогай USB-шнура. Дасягаецца гэта перавага не нейкім убудаваным ўжо загадзя программатор, а спецпрошивкой - бутлоадером. Бутлоадер з'яўляецца спецыяльнай праграмай, якая запускаецца адразу пасля падлучэння і слухае, ці будуць нейкія каманды, прашываць Ці крышталь, ці ёсць праекты Arduino ці не. З выкарыстання бутлоадера выплывае некалькі вельмі прывабных плюсаў:

1. Выкарыстанне толькі аднаго канала сувязі, што не патрабуе дадатковых выдаткаў па часе. Так, праекты Arduino не патрабуюць, каб вы падлучалі мноства розных правадоў, і ўзнікала блытаніна пры іх выкарыстанні. Для паспяховай працы хапае аднаго USB-шнура.
2. Абарона ад крывых рук. Давесці мікракантролер да стану цэглы з дапамогай прамой прашыўкі даволі лёгка, моцна напружвацца не трэба. Пры працы з бутлоадером да патэнцыйна небяспечных налад вам не дабрацца (з дапамогай праграмы распрацоўкі, вядома, а так зламаць можна ўсё). Таму Arduino для пачаткоўцаў прызначаны не толькі з таго пункту гледжання, што зразумелы і зручны, ён яшчэ дазволіць пазбегнуць непажаданых грашовых марнаванняў, звязаных з неспрактыкаванасцю які працуе з імі чалавека.

Праекты для пачатку

Калі вы абзавяліся камплектам, паяльнікам, каніфоллю і прыпоем, не трэба адразу ляпіць вельмі складаныя канструкцыі. Іх, вядома, зляпіць можна, але шанец поспеху ў Arduino для пачаткоўцаў даволі нізкі пры складаных праектах. Для трэніроўкі і «Набіванне» рукі вы можаце паспрабаваць рэалізаваць некалькі больш простых задумак, якія дапамогуць разабрацца з узаемадзеяннем і працай "Ардуино". У якасці такіх першых крокаў у працы з Arduino для пачаткоўцаў можна параіць разгледзець:

1. Стварыць перарывісты святлодыёд, які будзе працаваць дзякуючы "Ардуино".
2. Падключэнне асобнай кнопкі да "Ардуино". Пры гэтым можна зрабіць так, каб кнопка магла рэгуляваць свячэнне святлодыёда з пункта №1.
3. Падключэнне потенциометра.
4. Кіраванне сервоприводом.
5. Падключэнне і праца з трохкаляровым святлодыёдам.
6. Падключэнне пьезоэлемента.
7. Падключэнне фоторезистора.
8. Падключэнне датчыка руху і сігналы аб яго працы.
9. Падключэнне датчыка вільготнасці або тэмпературы.

Праекты для будучага

Наўрад ці вы цікавіцеся "Ардуино" для таго, каб падключаць асобныя святлодыёды. Хутчэй за ўсё, вас прыцягвае магчымасць стварыць сваю машынку, радыёкіраваны катэр або лятаючую круцёлку. Такія праекты складаныя ў сваёй рэалізацыі, яны запатрабуе шмат часу і ўседлівасці, але, выканаўшы іх, вы атрымаеце тое, што жадалі: каштоўны вопыт канструявання з Arduino для пачаткоўцаў.