Что такое Arduino и зачем оно нужно? 🤔 / Амперка

Arduino — это небольшая плата с собственным процессором и памятью. На плате также есть пара десятков контактов, к которым можно подключать всевозможные компоненты: лампочки, датчики, моторы, чайники, роутеры, магнитные дверные замки и вообще всё, что работает от электричества.

В процессор Arduino можно загрузить программу, которая будет управлять всеми этими устройствами по заданному алгоритму. Таким образом можно создать бесконечное количество уникальных классных гаджетов, сделанных своими руками и по собственной задумке. Чтобы понять общую идею, взгляните на иллюстрацию. Она не отражает и миллионной доли всех возможностей, но всё же даёт первичное представление.

Каталог плат Arduino   ❯

Сложно ли это?

Свою бешеную популярность Arduino приобрела благодаря простоте и дружелюбности. Даже полный ноль в программировании и схемотехнике может освоить основы работы с Arduino за пару часов. Этому поспособствуют тысячи публикаций, учебников, заметок в интернете и отличная серия видеоуроков по Arduino на русском языке.

Программы для Arduino пишутся на обычном C++, дополненным простыми и понятными функциями для управления вводом-выводом на контактах. Если вы уже знаете C++ — Arduino станет дверью в новый мир, где программы не ограничены рамками компьютера, а взаимодействуют с окружающим миром и влияют на него. Если же вы новичок в программировании — не проблема, вы с лёгкостью научитесь, это просто.

Для удобной работы с платами Ардуино существует бесплатная официальная среда программирования Arduino IDE, работающая под Windows, Mac OS и Linux. С помощью неё загрузка новой программы в контроллер становится делом одного клика, только лишь подключите плату к компьютеру через USB. Хотя для более пытливых умов возможна работа и через Visual Studio, Eclipse, другие IDE или командную строку, а новичкам подойдёт визуальная среда программирования XOD IDE.

Вам не понадобится паяльник. Полноценные устройства можно собирать, используя специальную макетную доску, перемычки и провода абсолютно без пайки. Конструирование ещё не было таким быстрым и простым.

Принцип бутерброда

Ещё одной отличительной особенностью Arduino является наличие плат расширения, так называемых shields или просто «шилдов». Это дополнительные платы, которые ставятся подобно слоям бутерброда поверх ардуинки, чтобы дать ей новые возможности. Так например, существуют платы расширения для подключения к локальной сети и интернету (Ethernet Shield), для управления мощными моторами (Motor Shield), для получения координат и времени со спутников GPS (приёмник GPS/ГЛОНАСС) и многие другие.

В итоге

Arduino — это сердце конструктора, в котором нет конечного, определённого набора деталей, и нет ограничений в разнообразии того, что можно собрать. Всё ограничено лишь вашей фантазией. Это новый мир, убойное хобби и отличный подарок. Десятки тысяч людей в мире уже поняли это.

Взгляните лишь на несколько примеров того, что можно сделать на Ардуино. Ведь это грандиозно!

С чего начать

Вам понадобится сама плата. Например, Arduino Uno — самая популярная модель в настоящий момент. Для начала экспериментов её хватит с головой. Хотя если брать «на вырост», можно рассмотреть более мощную Arduino Mega 2560.

Также вам понадобится USB-кабель, макетная доска, перемычки, резисторы, транзисторы… и ещё десяток подручных вещей. Чтобы не утомлять себя поисками необходимого, возьмите всё, что потребуется в виде одного из готовых наборов. Например, «Матрёшка Y» или «Матрёшка Z» — мы собрали в них всё, что нужно для комфортного старта.

Начало работы с Arduino в Windows

Данный документ разъясняет, как подключить плату Arduino к компьютеру и загрузить ваш первый скетч.

1. Необходимое железо — Arduino и USB-кабель
2. Программа — среда разработки для Arduino
3. Подсоедините плату
4. Установите драйвера
5. Запустите среду разработки Arduino
6. Откройте готовый пример
7. Выберите вашу плату
8. Выберите ваш последовательный порт
9. Загрузите скетч в Arduino

Необходимое железо — Arduino и USB-кабель

В этом руководстве предполагается, что вы используете Arduino Uno, Arduino Duemilanove, Nano или Diecimila. 

Вам потребуется также кабель стандарта USB (с разъемами типа USB-A и USB-B): такой, каким, к примеру, подключается USB-принтер. (Для Arduino Nano вам потребуется вместо этого кабель с разъемами А и мини-В).

Программа – среда разработки для Arduino

Найдите последнюю версию на странице скачивания.

После окончания загрузки распакуйте скачанный файл. Убедитесь, что не нарушена структура папок. Откройте папку двойным кликом на ней. В ней должны быть несколько файлов и подкаталогов.

Подсоедините плату

Arduino Uno, Mega, Duemilanove и Arduino Nano получают питание автоматически от любого USB-подключения к компьютеру или другому источнику питания. При использовании Arduino Diecimila убедитесь, что плата сконфигурирована для получения питания через USB-подключение. Источник питания выбирается с помощью маленького пластикового джампера, надетого на два из трех штырьков между разъемами USB и питания. Проверьте, чтобы он был установлен на два штырька, ближайших к разъему USB.

Подсоедините плату Arduino к вашему компьютеру, используя USB-кабель. Должен загореться зеленый светодиод питания, помеченный PWR.

Установите драйвера

Установка драйверов для Arduino Uno на Windows7, Vista или XP:

• Подключите вашу плату и подождите, пока Windows начнет процесс установки драйвера. Через некоторое время, несмотря на все её попытки, процесс закончится безрезультатно.
• Нажмите на кнопку ПУСК и откройте Панель управления.
• В панели управления перейдите на вкладку Система и безопасность (System and Security). Затем выберите Система. Когда откроется окно Система, выберите Диспетчер устройств (Device Manager).
• Обратите внимание на порты (COM и LPT). Вы увидите открытый порт под названием «Arduino UNO (COMxx)».
• Щелкните на названии «Arduino UNO (COMxx)» правой кнопкой мышки и выберите опцию «Обновить драйвер» (Update Driver Software).
• Кликните «Browse my computer for Driver software».
• Для завершения найдите и выберите файл драйвера для Uno – «ArduinoUNO.inf», расположенный в папке Drivers программного обеспечения для Arduino (не в подкаталоге «FTDI USB Drivers»).
• На этом Windows закончит установку драйвера.

См. также: пошаговые скриншоты для установки Uno под Windows XP.

Установка драйверов для Arduino Duemilanove, Nano или Diecimila в Windows7, Vista или XP:

Когда вы подключите плату к компьютеру, Windows запустит процесс установки драйвера (если до этого вы не подключали к компьютеру плату Arduino).

В Windows Vista драйвер скачается и установится автоматически (это действительно работает!)

В Windows XP откроется Мастер установки нового оборудования (Add New Hardware wizard).

• На вопрос «Подключиться к узлу Windows Update для поиска программного обеспечения? (Can Windows connect to search for software?)» выберите ответ «Нет, не в этот раз (No, not this time)». Нажмите «Далее».
• Выберите «Установить из списка или указать местонахождение (Advanced) (Install from a list or specified location (Advanced))» и нажмите «Далее».
• Убедитесь, что выбрано «Искать наиболее подходящий драйвер в указанном месте (Search for the best driver in these locations)»; снимите флажок «Искать на съемных носителях (Search removable media)»; выберите «Добавить область поиска (Include this location in the search)» и укажите папку drivers/FTDI USB Drivers в дистрибутиве Arduino. (Последнюю версию драйвера можно найти на FTDI веб-сайте). Нажмите «Далее».
• Мастер начнет поиск и затем сообщит вам, что обнаружен «USB Serial Converter». Нажмите «Готово (Finish)».
• Снова появится мастер установки нового оборудования. Выполните все те же шаги с теми же опциями и указанием того же пути для поиска. На этот раз будет обнаружен «USB Serial Port».

Проверить, что драйвера действительно установлены можно, открыв Диспетчер устройств (Windows Device Mananger) (он находится во вкладке Оборудование(Hardware) панели Свойства системы(System)). Найдите «USB Serial Port» в разделе «Порты (Ports)» – это и есть плата Arduino.

Запустите среду разработки Arduino

Дважды щелкните на приложении для Arduino.

Откройте готовый пример

Откройте мгновенный пример скетча «LED» по адресу: File > Examples > 1.Basics > Blink.

Выберите вашу плату

Вам нужно выбрать пункт в меню Tools > Board menu, соответствующий вашей плате Arduino.

Выбор Arduino Uno

Для Duemilanove Arduinoплат с ATmega328 (проверьте на плате надпись на микросхеме) выберите Arduino Duemilanove или Nano с ATmega328. Вначале платы Arduino выпускались с ATmega168; для них выберите Arduino Diecimila, Duemilanove, или Nano с ATmega168. Подробно о пунктах меню платы можно прочитать на странице «Среда разработки».

Выберите ваш последовательный порт

Выберите устройство последовательной передачи платы Arduino из меню Tools | Serial Port. Вероятно, это будет COM3 или выше (COM1 и COM2 обычно резервируются для аппаратных COM-портов). Чтобы найти нужный порт, вы можете отсоединить плату Arduino и повторно открыть меню; пункт, который исчез, и будет портом платы Arduino. Вновь подсоедините плату и выберите последовательный порт.

Загрузите скетч в Arduino

Теперь просто нажмите кнопку «Upload» в программе – среде разработки. Подождите несколько секунд – вы увидите мигание светодиодов RX и TX на плате. В случае успешной загрузки в строке состояния появится сообщение «Done uploading (Загрузка выполнена)».
(Замечание. Если у вас Arduino Mini, NG или другая плата, вам необходимо физически кнопкой подать команду reset непосредственно перед нажатием кнопки «Upload»).

Несколько секунд спустя после окончания загрузки вы увидите как светодиод вывода 13 (L) на плате начнет мигать оранжевым цветом. Поздравляю, если это так! Вы получили готовый к работе Arduino!

Для чего нужны платы расширения Arduino?

16 Октября 2019

Для чего нужны платы расширения Arduino?

Плат расширения существует огромное множество. Популярное название платы расширения – Arduino shield или просто шилд. Англоязычное слово Shield переводится как щит, экран, ширма. В нашем контексте его следует понимать как нечто, покрывающее плату контроллера, создающего дополнительный слой устройства, ширму, за которой скрываются различные элементы.

Плата расширения Arduino – это законченное устройство, предназначенное для выполнения определенных функций и подключаемое к основному контроллеру с помощью стандартных разъемов. Такие платы, совершенно логично называемые платами расширения, служат для выполнения самых разнообразных задач и могут существенно упростить жизнь ардуинщика. Зачем тратить время, проектируя, размещая, припаивая и отлаживая то, что можно взять уже в собранном варианте, сразу начав использовать?

Шилд Sensor Shield V4 в этом плане идеально подойдёт для решения частных задач, встающих перед разработчиком. Модуль предназначен для увеличения количества контактных групп микроконтроллерных модулей класса Arduino и им подобных. Позволяет нарастить количество подключаемых устройств к основному модулю Arduino.

Это пассивное устройство содержащее множество соединителей. Платы расширения устанавливаются на плату Arduino, образуя «бутерброд». Можно устанавливать несколько плат одновременно. Главное, чтобы они не конфликтовали между собой. Sensor Shield V4.0 for Arduino не требует специальных программ, поддерживающих его работу. На разъемы кроме информационных сигналов выведены линии питания. Sensor Shield V4.0 for Arduino позволяет подключать: датчики, моторы, кнопки, реле, переменные резисторы. На плате есть кнопка сброса и индикатор включения питания.

Характеристики Шилд Sensor Shield V4:

— Напряжение питания 5 В

— Портов

Аналоговых 6

Цифровых 13

— Интерфейсы I2C и UART

— Размеры 68 x 57 x 18 мм

— Устанавливается поверх Arduino UNO

На плате расширения установлены все необходимые электронные компоненты, а взаимодействие с микроконтроллером и другими элементами основной платы происходят через стандартные пины ардуино. Чаще всего питание на шилд тоже подается с основной платы arduino, хотя во многих случаях есть возможность запитки с других источников. В любом шилде остаются несколько свободных пинов, которые вы можете использовать по своему усмотрению, подключив к ним любые другие компоненты.

Хорошо продуманный и собранный на качественном оборудовании Шилд Sensor Shield V4 более надежен и занимает меньше места в конечном устройстве. Это не значит, что нужно полностью отказываться от самостоятельной сборки и не нужно разбираться в принципе действия тех или иных элементов. Настоящий инженер всегда старается понять, как работает то, что он использует. Но, резюмируя преимущество использования плат расширения Arduino, можно выделить главное. Они позволяют сосредоточиться на логике самой программы, позволяют делать более сложные устройства, не «изобретать каждый раз велосипед». В итоге мы получаем удобство в использовании и подключении, а также быстроту сборки готовых устройств или прототипов.

Шилд Sensor Shield V4 можно приобрести в нашем интернет-магазине Эскор Хайтек-маркет.

Мы ждем Вас за покупками!

Искренне Ваш,

Эскор.

ЧТО ТАКОЕ ARDUINO И ДЛЯ ЧЕГО НУЖНА? КАК РАБОТАЕТ? | САМОРАЗВИТИЕ|МОТИВАЦИЯ|УСПЕХ

Привет! Сегодня я расскажу, что такое Arduino, для чего оно нужно и так далее.

Arduino — торговая марка аппаратно-программных средств для построения простых систем автоматики и робототехники, ориентированная на непрофессиональных пользователей (так говорится в Википедии). В принципе определение более чем понятно и объяснять его я не вижу смыла.

На Arduino вы можете сконструировать и запрограммировать своего робота, собственный будильник, даже умный дом и многое, многое другое.

Компиляция кода происходит в бесплатной IDE (среде разработки), можно посылать сигналы на порты платы Arduino, управлять в следствие разными датчиками и аппаратурой подключёнными к плате Arduino (это грубо говоря). Скачать среду разработки Arduino вы можете на их официальном сайте.

Наборы Arduino (в них входит зачастую разнообразные датчики и сама плата Arduino, можно купить на Aliexpress (там будет дешевле, чем в официальных магазинах), но перед покупкой нужно ознакомиться с отзывами других покупателей, чтобы вам пришёл доброкачественный продукт. По соотношение цены к качеству цена – демократическая.

Плата Arduino просто подключается через USB шнур к компьютеру и через Arduino IDE программируется на языке Arduino – это упрощённый C/C++. Он высокоуровневый (подразумевает быстроту и удобство использования) и на мой взгляд, язык Arduino – лёгок в изучение и использование, но иногда приходится писать, что-то через «костыли».

Макетировать и программировать некоторые проекты можно на сайте Tinkercard. Я считаю это лучшее решение для тех кто не до конца определился и не знает хотел ли он этим заниматься. Также можно там просто продумать логистику проекта, как вы бы хотели его видеть в реальном мире. Моё мнение состоит в том, что нужно попробовать, а потом думать про покупку всего, что я перечислял.

Так выглядит плата Arduino

Так выглядит плата Arduino

tele.click/ITEfim (Там вы найдёте все нужные ссылки по Arduino (где учить, скачать и т.д.), а так же много интересных и экзслюзивных постов постов)

Ардуино что это и зачем. Виды плат ⋆ Электрик Дома

Начнём с истории. Она началась не в Японии, где роботы расхаживают по улицам, а каждый унитаз оснащён компьютером, не в кремниевой долине и даже не в Германии. Ардуино берет своё начало в Италии. В начале 2000-х годов, в одном из итальянских институтов, преподаватель Массимо Банци столкнулся с проблемой: существующая система обучения студентов низкоуровневому программированию была очень топорной и сложной, а платы стоили очень дорого. Тогда он решил создать свою плату, простую, понятную и дешевую. Так и родилась на свет платформа ардуино, она создавалась для обучения, создавалась максимально понятной, и эта задача, к слову, выполнена на 100%.

Платформа состоит из аппаратной и программной частей. Аппаратная – это железо, в которое входит сама отладочная плата и масса модулей, датчиков и шилдов (плат расширения функционала). Программная же часть состоит из среды разработки IDE и массы библиотек, написанных как создателями, так и простыми пользователями.

Начать работать с этой платформой довольно легко, нужно установить на компьютер IDE, подключить плату к USB и можно загружать первый скетч (программу).

Платы Ардуино на данный момент уже сильно размножились, их существует огромное количество. Вот лишь основные из них:

Arduino UNO (УНО)

плата UNO версии 3

Лучшая плата для старта, на неё существует огромное количество шилдов.

Arduino NANO (НАНО)

плата Nano

Плата для готовых проектов, где важен размер. Она в 4 раза меньше УНО, при этом функционал этих плат полностью одинаков.

Arduino Pro Mini (Про Мини)

плата Pro Mini

Она ещё немного меньше NANO, но в ней отсутствует преобразователь USB-TTL, поэтому она прошивается только через программатор. Как правило используется уже в готовых устройствах не требующих доработки.

Arduino Lilypad (Лилипэд)

плата Lilypad

Разработана с целью использования как часть одежды. Она может быть зашита в ткань со встроенными источниками питания, датчиками и приводами с проводкой.

Arduino Mega (Мега)

плата Mega

Расширенная версия Arduino UNO, используется в случае если нужно много портов ввода-вывода или памяти.

NodeMCU и Wemos D1 mini

плата NodeMCUплата wemos D1 mini

Это уже не совсем ардуино, скорее ардуино-совместимые платы. Они в десять раз мощнее UNO по вычислительным мощностям и имеют на борту встроенный WI-FI, что делает подключение к интернету очень простым.

Среда разработки Arduino IDE выглядит вот так:

IDE. У меня тёмная тема, стандартно идёт светлая.

Начать работать с этой платформой довольно легко, нужно установить на компьютер IDE, подключить плату к USB и можно загружать первый скетч (программу).

Скачать можно с официального сайта.

После установки открываем среду разработки, файл-> примеры –> 01.Basics — >Blink, жмём на стрелочку «загрузка» и плата уже выполняет свою первую программу.

Сейчас под каждый модуль существует отдельная библиотека, и даже не одна, которая позволяет работать с этим модулем в две- три строчки кода. Подробнее об этом расскажу в следующих статьях.

Гайд для новичков Arduino | AlexGyver

1. Установить Arduino IDE и драйверы, как написано в гайде. Если это ваш первый раз – желательно не подключать ничего к новой плате, а загрузить пробную прошивку из гайда и убедиться, что всё загружается и работает. Если после сборки схемы прошивка перестанет загружаться – увы, схема собрана с ошибками и плата уже могла сгореть. Но она работала, мы это проверили =)

• Если проект основан на esp8266 или Digispark – устанавливаем поддержку этих плат, как описано в гайде выше.

2. Скачать архив со страницы проекта. Ссылка всегда одна, она ведёт на прямую загрузку архива с хранилища GitHub. Когда проект обновляется (об этом может быть написано на странице проекта), ссылка на архив остаётся той же, но в нём будут уже какие-то изменённые файлы, добавлены новые версии прошивки и т.д. Все обновления указаны на странице проекта.

3. Распаковать архив. Архив имеет формат .zip, для его распаковки можно использовать встроенные инструменты операционной системы, либо популярный WinRAR. Если не распаковать архив – прошивка откроется неправильно. Я не отличаюсь буйной фантазией и всегда называю папки одинаково, вот что может быть в архиве проекта:

• firmware – прошивки для Arduino
• software – программы для ПК
• libraries – библиотеки
• schemes – схемы
• PCB – gerber файлы печатных плат
• docs – всякие документы
• Android – исходники приложения
• 3Dprint – модели для печати
• processing – программа на Processing

Извлечение WinRAR Извлечение Windows Распакованная папка

4. Установить библиотеки. К прошивкам моих проектов всегда идут библиотеки, необходимые для работы кода. Библиотеки в проектах часто пересекаются, но рекомендуется ставить именно идущую в комплекте с проектом версию, так как более старые или новые могут быть несовместимы.

Содержимое папки libraries из архива помещаем в

• С/Program Files/Arduino/libraries/ (Windows x32)
• C/Program Files (x86)/Arduino/libraries/ (Windows x64)

Установка в libraries

Если возникнут проблемы с доступом к этой папке (на Windows 10), то библиотеки можно положить в

• Документы/Arduino/libraries/

Установка в документы

Примечание: к разным проектам идут разные версии одних и тех же библиотек, они не всегда совместимы. При возникновении ошибок рекомендуется удалить текущие версии и заменить их теми, которые идут в архиве.

5. Открыть скетч (так называется файл с программой). При запуске файла скетча автоматически откроется Arduino IDE. Важно: если в папке со скетчем есть несколько файлов – запускаем любой с логотипом Arduino. Остальные файлы должны подтянуться автоматически и образовать вкладки в окне программы. Если запускать скетч прямо из архива – вкладки не откроются и скомпилировать/загрузить программу будет невозможно.

Вкладки в Arduino IDE

6. Выбрать плату и порт. Выбираем в настройках программы соответствующую плату и порт куда она подключена, как в гайде выше. Важные моменты по настройкам самой платы обычно указано в описании конкретного проекта.

• Для проектов на Arduino Nano выбираем Arduino Nano, а также Инструменты\Процессор\ATmega328p (Old Bootloader). Если вам по какой-то причине пришлют платы с новым загрузчиком – прошивка не загрузится (будет минутная загрузка и ошибка), можно попробовать сменить пункт Процессор на ATmega328p
• Для проектов на Wemos выбираем (LOLIN)Wemos D1 R2 & mini
• Для проектов на NodeMCU выбираем NodeMCU 1.0
• В некоторых проектах, например GyverLamp2 (второй версии) для прошивки в esp8266 нужно выбрать плату Generic esp8266, читайте особенности загрузки на странице проекта!
• Для проектов на Digispark порт выбирать не надо, читай инструкцию выше

7. Настроить программу. Очень часто в начале кода моих программ можно встретить блок настроек. Настройки обычно имеют вид

#define SOME_SETTING 1  // 1 включено, 0 выключено

где цифра отвечает за значение настройки, менять нужно только цифру согласно комментарию.

8. Загрузить прошивку. Нажимаем стрелочку в левом верхнем углу окна программы и прошивка загружается. Не загружается? Читаем гайд выше, там описаны все возможные причины.

Загружать прошивку желательно до подключения компонентов, чтобы убедиться в том, что плата рабочая. После сборки можно прошить ещё раз, плата должна спокойно прошиться. В проектах с мощными потребителями в цепи питания платы 5V (адресная светодиодная лента, сервоприводы, моторы и проч.) необходимо подать на схему внешнее питание 5V перед подключением Arduino к компьютеру, потому что USB не обеспечит нужный ток, если потребитель его потребует – это может привести к выгоранию защитного диода на плате Arduino.

9. Если что-то не работает – читай инструкцию, в ней описан каждый шаг и решение всех проблем. Также в самом начале есть видео, где всё показано ещё более подробно.

Заметка для тех, кто не читал инструкцию и получил какую-то ошибку. Вот список самых частых причин:

• Не распаковал архив и запустил скетч прямо из него, получил ошибку компиляции в стиле not declared in this scope. РАСПАКУЙ АРХИВ
• В логе ошибок встречается фраза no such file or directory – не установил библиотеки. УСТАНОВИ БИБЛИОТЕКИ
• Происходит ошибка загрузки. ВЕРНИСЬ К ИНСТРУКЦИИ ПО НАСТРОЙКЕ IDE
• На плате что-то греется и прошивка не грузится. ДОПУСТИЛ ОШИБКУ ПРИ СБОРКЕ, ВСЁ СГОРЕЛО
• Установил старую или кривую версию Arduino IDE и получил непонятные ошибки – удали старую и УСТАНОВИ СВЕЖУЮ ВЕРСИЮ

ARDUINO UNO ДЛЯ НАЧИНАЮЩИХ

Введение

Робот — это машина, которая способна принимать информацию из внешней среды с помощью системы датчиков, самостоятельно обрабатывать ее и менять характер своих действий в соответствии с этим. Самое главное все эти операции должны происходить без участия человека. Именно по этой причине телеуправляемая модель, даже если она конструктивно сложна и имеет антропоморфный вид, не может считаться роботом, в то время как простой термостат или даже плавкий предохранитель в этом смысле являются простейшими роботами.

Конструирование робототехнической системы — это многоплановая задача, требующая знаний по широкому кругу научных и технических вопросов. Изготовление электромеханических исполнительных узлов, например, ходовой части робота, потребует знаний по общей механике, электротехнике. Создание алгоритма действий для робототехнической системы, требует знаний по информатике, в первую очередь навыков программирования. Для получения информации из внешней среды роботу необходимы различные датчики, использование которых потребует знания физических принципов работы этих датчиков. Создание всей системы в целом невозможно без знания электроники. Таким образом, процесс создания робототехнической системы потребует в процессе работы получения большого объема информации по различным естественно научным и физико-математическим дисциплинам, выходящего далеко за пределы объема школьной программы.

В настоящее время существует несколько основных путей позволяющих приступить к воплощению робототехнической системы. Первый использование готовых наборов для конструирования роботов, такие наборы изготовляет известный производитель конструкторов для детей фирма Lego. Они содержат все необходимые компоненты для изготовления робота: блок микроконтроллера, электродвигатели, датчики. Несомненное достоинство этого пути в том, что сконструировать робота на основе готового набора можно просто и быстро.

Все необходимое программное обеспечение прилагается к роботу и имеет интуитивно понятный интерфейс. Однако стоимость таких наборов неоправданно высока, за не слишком большой набор датчиков и исполнительных механизмов, а также за набор стандартных пластмассовых деталей придется отдать весьма значительную сумму. Таким образом, подобные конструкторы лучше всего подходят для младшей возрастной группы. Если в кружке в основном занимаются старшеклассники, то разумнее средства отпускаемы на оснащение кружка технического творчества, пустить на приобретение измерительных приборов, инструментов, материалов и комплектующих, а не на приобретение подобных наборов.

Второй путь это создание полностью оригинальной робототехнической системы, используя выпускаемые промышленностью микроконтроллеры, дискретные радиоэлементы, электродвигатели и т.п.. Действуя таким путем можно получить на выходе устройство, не уступающее по своим функциональным возможностям устройству, изготовленному в заводских условиях. Правда это потребует досконального знания выбранного микроконтроллера и Ассемблера специфичного для данного микроконтроллера. И это не говоря о наличии хотя бы минимального станочного парка, для обслуживания которого нужны специалисты с профильным образованием. В условиях кружка технического творчества этот путь мало реализуем, во всяком случае, если кружок только приступает к изучению вопросов робототехники.

Кроме приведенных выше вариантов, существует и третий путь – использование вычислительной платформы Arduino. Ее основой является специальная плата с микроконтроллером, а также специализированная среда разработки Wiring, созданная на основе языка C++.

Программное обеспечение полностью бесплатное, его можно скачать с официального сайта производителя. Имеются версии для всех основных операционных систем Windows, Linux, MacOS. При разработке программной части комплекса в данной среде от нас скрываются многие рутинные операции, что упрощает разработку. Однако с другой стороны программа пишется на языке высокого уровня, по этому при компиляции в машинные коды, полученная программа не будет оптимальной по размеру и времени выполнения.

Иными словами программа, написанная на языке Ассемблер, будет занимать места меньше, а выполняться быстрее. Если конструируется учебный робот, или бытовое электронное устройство, в большинстве случаев это не столь важно, в самом деле, если сигнализация среагирует на разбитое окно не через 0,1 с, а через 0,2 с, это ничего принципиально не изменит. Однако в ответственных случаях объем памяти требуемый для программы, и особенно, скорость работы могут стать критически важными, по этому среди специалистов по разработке аппаратно-программных комплексов отношение к данной платформе как минимум неоднозначное. Впрочем, в системах жизнеобеспечения, промышленных, авиационных и космических системах использовать Arduino никому и не придет в голову, к тому же любители крайне редко сталкиваются с необходимостью создания подобных систем.

В любительской же среде Arduino фактически стала стандартом. Применение законченных функциональных блоков Arduino очень сильно упрощает и, следовательно, ускоряет изготовление устройств. Нам важно как тот или иной блок реагирует на определенные сигналы и воздействия, но не принципиально его внутренне устройство. Фактически узлы Arduino являются, с точки зрения кибернетики, «черными ящиками». Однако, есть мнение, что Arduino – это своеобразный радиолюбительский фаст фуд, использование которого недостойно настоящего радиолюбителя.

На это можно возразить, что практически любое электронное устройство собирается из деталей заводского изготовления. В конечном счете, что такое любая микросхема, как не «черный ящик», нам важно как микросхема отвечает на тот или иной электронный сигнал, при этом ее внутреннее устройство, как правило, неизвестно, или мы его знаем только приблизительно. Если отрицать использование готовых узлов можно прийти к тому, что настоящий радиолюбитель должен сам делать радиолампы (как изготовить в кустарных условиях транзистор я не представляю) или, вообще, сначала осваивать добычу медной руды, выплавку метала и волочение проволоки.

В общем, Arduino позволяет с одной стороны изучить основы работы с микроконтроллерами и конструировать законченные устройства, с другой объем первоначальных знаний, необходимых для начала работы не слишком велик, и вполне доступен школьнику. 

Описание аппаратной части Arduino

Физически Arduino представляет собой небольшую печатную плату. Самой распространенной на данный момент версией является Arduino UNO с габаритами 75×55 мм.

На плате располагается микроконтроллер ATMega328, этот микроконтроллер имеет 2 кб оперативной памяти и 32 кб памяти флэш-памяти для программ. Пользователю доступно несколько меньшая часть памяти программ, потому что часть памяти программ отведено под программу-загрузчик, которая управляет работой платы при загрузке в нее пользовательской программы. Платы заводского изготовления обычно поставляются уже с записанной в память программой-загрузчиком. Если отдельный микроконтроллер, программируемый на Ассемблере, достаточно легко довести до неработоспособного состояния неверными командами, то с Arduino это сделать несколько сложнее, т.к. программное обеспечение Arduino играет роль «защиты от дурака», защищая микроконтоллер от неверных действий начинающего пользователя. Кварцевый резонатор задает тактовую частоту работы микроконтроллера 16 МГц. Так же в микроконтоллере имеется внутренний кварцевый резонатор на частоту 8 МГц, но его обычно не используют.

Для связи с компьютером на плате имеется разъем USB-BF. На платах разных производителей в этой части возможны существенные различия, кроме USB-BF автору встречались платы с micro-USB, на старых и самодельных платах, скорее всего, будет 9-контактный разъем COM-порта. На плате Arduino UNO установлен специальный преобразователь, поэтому подключенная к компьютеру плата, определяется как новый COM-порт. Одно из преимуществ Arduino состоит в том, что благодаря наличию программы загрузчика и возможности подключения Arduino к персональному компьютеру для ее программирования не нужен отдельный программатор. 

Подключенная к компьютеру плата Arduino питается через USB-порт. Если плата используется отдельно, то необходимо подключить к плате блок питания с выходным постоянным напряжением 7-12 В, разъем питания, вероятно, типа DS-210. На плате имеется стабилизатор напряжения, поэтому к качеству питающего напряжения устройство нетребовательно. Подойдет почти любой малогабаритный блок питания. В автономных условиях подходит 9 В батарея типа «Крона», или две последовательно соединенные батареи типа 3R12 (3336).

На плате располагается 14 цифровых портов ввода-вывода, 6 из которых поддерживают широтно-импульсную модуляцию (помечены на плате знаком «~»).

Кроме цифровых на плате есть 6 аналоговых портов. Аналоговые порты подключены в 10 битному аналогово-цифровому преобразователю, при необходимости их также можно использовать в качестве цифровых портов. 

На плате имеются четыре светодиода – индикатор питания (обозначен, как ON), светодиод, подключенный к 13 порту (L), два светодиода индикации обмена данными через последовательный порт (TX и RX). Также на плате имеется кнопка для перезагрузки микроконтроллера. 

Одним из достоинств Arduino является то, что кроме основной платы производится дополнительные платы, расширяющие возможности основного устройства. Такие платы расширения называют Shield, что дословно можно перевести как «щит» или «экран», обычно в русскоязычной литературе используется англицизм «шилд». Шилды позволяют подключать к Arduino электродвигатели, обеспечивают выход в компьютерные сети по протоколу Ethernet или WiFi, передачу информации по сети сотовой связи GSM, и выполняют многие другие функции. Для работы с такими платами существуют готовые программные библиотеки.

Плата Arduino UNO

Плата Arduino UNO хорошо подходит для отладки программ на стадии разработки и настройки конструкций. Но для множества практических приложений возможности Arduino UNO избыточны, ее размер для установки в готовые изделия может оказаться слишком большим. Кроме этого к Arduino UNO внешние устройства подключаются без пайки – с помощью разъемов. Со временем разъем может выпасть от вибрации или его контакты окислятся, что нарушит нормальный контакт, с очевидными последствиями для изготовленного устройства.

Для использования в готовых изделиях выпускаются платы ArdinoNano и ArdinoMini, они имеют меньшие физические размеры, и несколько меньшую стоимость. Эти платы совместимы программно с Arduino UNO, но не позволяют непосредственно подключать к ним шилды. ArdinoNano – плата уменьшенного размера, имеет разъем для непосредственной связи с компьютером, выводы позволяют использовать более надежное паяное соединение. ArdinoMini – еще более уменьшена, по сравнению с ArdinoNano, на плате отсутствует разъем для прямого подсоединения к компьютеру, для программирования требуется специальный переходник.

Если возможностей Arduino UNO недостаточно, можно применить расширенную версию ArdinoMega. Эта плата имеет расширенные возможности 54 цифровых порта из них 15 поддерживают ШИМ,16 — аналоговых портов, 128 кб (в поздних версиях 256 кб) — флэш-памяти для программ, 8 кб оперативной памяти.

Перечень различных вариантов аппаратной реализации Ardino этим платами не ограничивается, но подобные устройства ориентированы на специалиста достаточно высокой квалификации и для первоначального изучения подходят мало. Более подробно различные варианты плат описаны тут.

Основной стандарт плат Arduino, тоже изменялся со временем. Более подробно с различными версиями плат можно познакомиться на сайте разработчика. На данный момент самым современным вариантом является Arduino Leonardo. Однако на данный момент Arduino UNO распространена наиболее широко, так что в дальнейшем остановим свое внимание именно на Arduino UNO.

Надо отметить, что конструктивно Arduino не очень сложна и вполне доступна для самостоятельного изготовления, во всяком случае, если речь идет о подготовленном радиолюбителе-конструкторе. На сайте разработчика имеется вся необходимая документация для самостоятельного изготовления Arduino.

Вообще проект Ардуино полностью открытый, авторским правом охраняется только сам термин «Arduino», поэтому множество сторонних производителей выпускают свои конструкции: Freeduino, Japanino, Seeeduino, CraftDuino, Diavolino и т.п. Существуют платы, как полностью повторяющие оригинальные, так и собственные разработки, часть из которых совместима с Arduino только программно, из-за того, что платы имеют отличную конфигурацию. В целом, на современном уровне производства электронных устройств, платы Arduino не содержат в себе каких-то действительно высоких технологий, поэтому приемлемый для любителя уровень качества способны обеспечить не только производители оригинальных устройств, но и малоизвестные фирмы, которые предлагают аналогичные конструкции по существенно более низким ценам.

Если плата заявлена как копия Arduino UNO, то, скорее всего, все сказанное о Arduino UNO будет относиться и к ней, хотя конечно за конкретного китайского производителя поручиться нельзя. Собственно конкретная плата, которая использовалась автором, обозначена просто UNO, слово «Arduino» отсутствует, так что это плата безвестного азиатского производителя, который уважает авторское право разработчиков оригинального проекта. Не смотря на сомнительное происхождение, ни каких нареканий к качеству самой платы автор предъявить не может. С вами был Denev.

   Форум по Ардуино

   Форум по обсуждению материала ARDUINO UNO ДЛЯ НАЧИНАЮЩИХ

Arduino — Введение

Что такое Ардуино?

Arduino — это электронная платформа с открытым исходным кодом, основанная на простом в использовании аппаратном и программном обеспечении. Платы Arduino могут считывать входные данные — свет на датчике, палец на кнопке или сообщение Twitter — и превращать его в выход — активировать двигатель, включать светодиод, публиковать что-то в Интернете. Вы можете указать своей плате, что делать, отправив набор инструкций микроконтроллеру на плате. Для этого вы используете язык программирования Arduino (на основе проводки) и программное обеспечение Arduino (IDE), основанное на обработке.

На протяжении многих лет Arduino был мозгом тысяч проектов, от повседневных предметов до сложных научных инструментов. Мировое сообщество разработчиков — студенты, любители, художники, программисты и профессионалы — собралось вокруг этой платформы с открытым исходным кодом, их вклад в сумме позволил получить невероятное количество доступных знаний, которые могут быть очень полезны как новичкам, так и экспертам.

Arduino родился в Ivrea Interaction Design Institute как простой инструмент для быстрого прототипирования, предназначенный для студентов, не имеющих опыта работы в области электроники и программирования.Как только она достигла более широкого сообщества, плата Arduino начала меняться, чтобы адаптироваться к новым потребностям и задачам, дифференцируя свое предложение от простых 8-битных плат до продуктов для приложений IoT, носимых устройств, 3D-печати и встроенных сред. Все платы Arduino имеют полностью открытый исходный код, что дает пользователям возможность создавать их независимо и, в конечном итоге, адаптировать к своим конкретным потребностям. Программное обеспечение также имеет открытый исходный код, и его объем растет благодаря вкладам пользователей со всего мира.

Почему Ардуино?

Благодаря простому и доступному пользовательскому интерфейсу Arduino использовалась в тысячах различных проектов и приложений.Программное обеспечение Arduino простое в использовании для новичков, но достаточно гибкое для опытных пользователей. Он работает на Mac, Windows и Linux. Учителя и студенты используют его для создания недорогих научных инструментов, для доказательства принципов химии и физики или для начала работы с программированием и робототехникой. Дизайнеры и архитекторы создают интерактивные прототипы, музыканты и художники используют их для инсталляций и экспериментов с новыми музыкальными инструментами. Создатели, конечно же, используют его для создания многих проектов, представленных, например, на Maker Faire.Arduino — ключевой инструмент для изучения нового. Любой человек — дети, любители, художники, программисты — может начать возиться, просто следуя пошаговым инструкциям набора или поделившись идеями в Интернете с другими членами сообщества Arduino.

Для физических вычислений доступно множество других микроконтроллеров и микроконтроллерных платформ. Parallax Basic Stamp, Netmedia BX-24, Phidgets, Handyboard Массачусетского технологического института и многие другие предлагают аналогичные функции. Все эти инструменты берут на себя беспорядочные детали программирования микроконтроллеров и объединяют их в простой в использовании пакет.Arduino также упрощает процесс работы с микроконтроллерами, но предлагает некоторые преимущества для учителей, студентов и заинтересованных любителей по сравнению с другими системами:

• Недорогой — Платы Arduino относительно недороги по сравнению с другими платформами микроконтроллеров. Наименее дорогая версия модуля Arduino может быть собрана вручную, и даже предварительно собранные модули Arduino стоят менее 50 долларов.
• Кросс-платформенный — Программное обеспечение Arduino (IDE) работает в операционных системах Windows, Macintosh OSX и Linux.Большинство систем микроконтроллеров ограничены Windows.
• Простая и понятная среда программирования — Программа Arduino (IDE) проста в использовании для новичков, но при этом достаточно гибка для продвинутых пользователей. Для учителей он удобно основан на среде программирования Processing, поэтому студенты, обучающиеся программированию в этой среде, будут знакомы с тем, как работает Arduino IDE.
• Программное обеспечение с открытым исходным кодом и расширяемое программное обеспечение — Программное обеспечение Arduino публикуется как инструменты с открытым исходным кодом, доступные для расширения опытными программистами.Язык можно расширить с помощью библиотек C ++, и люди, желающие разобраться в технических деталях, могут перейти от Arduino к языку программирования AVR C, на котором он основан. Точно так же вы можете добавить код AVR-C прямо в свои программы Arduino, если хотите.
• Открытое и расширяемое оборудование. — Планы плат Arduino публикуются под лицензией Creative Commons, поэтому опытные разработчики схем могут создать свою собственную версию модуля, расширяя и улучшая ее.Даже относительно неопытные пользователи могут создать макетную версию модуля, чтобы понять, как он работает, и сэкономить деньги.

Как использовать Arduino?

См. Руководство по началу работы. Если вы ищете вдохновения, вы можете найти множество учебных пособий на Arduino Project Hub.

Текст руководства по началу работы с Arduino находится под лицензией Лицензия Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0. Примеры кода в руководстве опубликованы в открытом доступе.

Что такое Arduino?: Обзор и с чего начать

Вы когда-нибудь слышали о термине «Arduino», но не знали, что это такое и что он означает? Сегодня, с помощью этого подробного руководства по Arduino, вы узнаете все об Arduino по адресу:

• Обзор Arduino
• Что умеет Arduino?
• Зачем использовать Arduino?
• Что составляет плату Arduino?
• Датчики и щиты Arduino
• Об Arduino IDE
• Типы Arduino
• Начало работы с Arduino — Что вам нужно?
• Другие полезные ресурсы

Без лишних слов, давайте сразу перейдем к тому, что такое Arduino?

---

Обзор Arduino

Arduino — это электронная платформа с открытым исходным кодом, основанная на простом в использовании аппаратном и программном обеспечении, используемом для создания электронных проектов.Все платы Arduino имеют одну общую черту — микроконтроллер. Микроконтроллер — это, по сути, очень маленький компьютер.

С помощью Arduino вы можете проектировать и создавать устройства, которые могут взаимодействовать с вашим окружением. Платы Arduino — это в основном инструмент для управления электроникой. Они могут считывать входные данные с помощью своего встроенного микроконтроллера (например, свет на датчике, объект рядом с датчиком) и превращать его в выходной сигнал (управлять двигателем, вызывать сигнал тревоги, включать светодиод, отображать информацию на ЖК-дисплее) .

С помощью Arduino производители и электрики могут легко создавать прототипы своих продуктов и воплощать свои идеи в жизнь.

Разница между Arduino и Raspberry Pi

Прежде чем вдаваться в подробности об Arduino, некоторых из вас можно спутать с Arduino и одноплатным компьютером (SBC), который основан на микропроцессоре, таком как Raspberry Pi. Давайте устраним путаницу, сравнив Arduino и один из самых популярных SBC — Raspberry Pi.

В чем их основные отличия?

Arduino основан на микроконтроллере, который представляет собой простой и легкий в использовании компьютер, предназначенный для новичков, которые могут запускать по одной программе за раз, снова и снова.

Raspberry Pi — это одноплатный компьютер на базе микропроцессора, который действует как универсальный компьютер. Он может работать с различными операционными системами, такими как Windows и Linux. Raspberry Pi может запускать несколько программ и более сложен в использовании по сравнению с Arduino.

Как мне выбрать, какой получить?

Если вам нужна простая и удобная в использовании плата для выполнения простых повторяющихся задач, таких как чтение погоды, открытие двери, управление простым роботом, включение светодиода и т. Д.Ардуино было бы идеально.

Однако, если вам нужен полностью рабочий компьютер, который может выполнять более сложные функции и выполнять несколько задач, вам идеально подойдет SBC, такой как Raspberry Pi 4.

---

Что умеет Arduino? — Проекты Arduino

Как упоминалось выше, плата Arduino используется в качестве инструмента для управления электроникой, считывая входные данные и превращая их в выходы. Но что именно они могут сделать или сделать? Плату Arduino можно использовать для создания множества различных электронных проектов, от огнемета до шагающего робота! Вот несколько классных проектов, которые вы можете реализовать с помощью Arduino!

Arduino Arm Огнемет

Ссылка: Аллен Пэн

Вы когда-нибудь хотели быть Человеком-Факелом из Фантастической 4? С помощью этого проекта Arduino вы теперь можете стрелять огненными шарами из кулаков каждый раз, когда вы бьете, как огнедышащий!

Роботизированная рука Arduino

Код: Massimiliano , Michele Valentini

С помощью Arduino и нескольких модулей и компонентов вы можете создать роботизированную руку, управляемую движениями вашей руки!

Ардуино Formula LED Race

Ref: Aaron Ciaghi

Этот интерактивный проект Arduino позволяет вам устроить напряженную гонку с семьей и друзьями, используя светодиодные ленты!

Шагающий монстр Arduino

Ref: 8bitsandabyte

Arduino может использоваться для управления многими типами роботов, от машин-роботов до манипуляторов.А как насчет шагающего робота! Встречайте Берта, двуногого шагающего робота-монстра на базе Arduino!

Домашняя автоматизация с Arduino

Ref: Saksham Bhutani

С помощью Arduino, Raspberry Pi и NodeMCU вы можете создать себе классную домашнюю автоматизацию, которая включает в себя интеллектуальный дверной замок RFID, метеостанцию ​​(сообщает вам температуру, влажность и качество газа в доме), детектор движения, напоминание о поливе растений, освещение для настроения, камера (которая при необходимости отправляет вам прямую трансляцию), и вы также можете управлять своей бытовой техникой через приложение, если это необходимо в рамках этого проекта! Это действительно универсальная система домашней автоматизации!

Это всего лишь несколько замечательных и крутых проектов, которые вы можете реализовать с помощью Arduino! С Arduino вы можете делать гораздо больше, например, метеостанции, системы защиты от взлома и т. Д.Arduino можно использовать как мозг практически для любого электронного проекта, о котором вы только можете подумать. Все, что вы можете делать с Arduino, ограничивается вашим воображением!

Еще не убедили?

Вот еще несколько причин того, почему Arduino настолько особенная по сравнению с другими электронными платами, представленными сейчас на рынке!

---

Зачем использовать Arduino

Существует много электронных плат, зачем использовать плату Arduino? Что ж, есть много причин, которые делают этот микроконтроллер особенным.Преимущества использования Arduino:

Arduino упрощает микроконтроллеры для начинающих

Помимо основной микросхемы микроконтроллера, для работы микроконтроллера потребуется много различных частей. Что сделала Arduino, так это то, что они взяли все основные компоненты микроконтроллера и спроектировали его таким образом, чтобы работать с ним было очень просто. Это делает платы Arduino привлекательными для всех новичков!

Кроме того, с простым в использовании программным обеспечением IDE Arduino для начинающих Arduino легче научиться программировать, поскольку он использует упрощенную версию C ++ по сравнению с другим программным обеспечением для программирования.Из-за этого Arduino часто называют путеводителем для всех, кто хочет узнать о микроконтроллерах. Поскольку он оптимизирован для пользователей всех уровней, даже опытные пользователи также пользуются преимуществами Arduino IDE!

Кроме того, сообщество Arduino очень велико, и многие пользователи и организации используют его. В Интернете доступно множество учебных пособий и проектов, которые предварительно запрограммированы для изучения и сборки с использованием Arduino, что позволяет новичкам очень легко начать работу.

дешевые

Когда вы что-то покупаете, вы всегда в первую очередь смотрите на стоимость. Arduino очень доступны и экономичны!

Вы можете получить официальную полную версию Arduino UNO Rev3 всего за 24,95 доллара США или нашу собственную плату Seeeduino V4.2, которая является Arduino-совместимой платой, основанной на микроконтроллере ATmga328P (такой же, как Arduino UNO) всего за 6,90 долларов!

Не ломая свой кошелек, вы можете легко получить Arduino для себя, чтобы поиграть!

Кросс-платформенный

Arduino IDE также является кроссплатформенным, что означает, что вы можете запускать его в операционных системах Windows, Macintosh OSX, а также в операционных системах Linux по сравнению с другими системами микроконтроллеров, которые могут запускать только Windows.

Широкий ассортимент

Arduino предлагает множество вариантов, чтобы вы могли выбрать тот, который больше всего подходит для вашего проекта!

Имеете ограниченное пространство? Вы можете приобрести Arduino Nano размером всего 43,18 мм на 18,54 мм! Требуется больше памяти и вычислительной мощности? Вы можете приобрести себе Arduino Mega!

Мы поговорим подробнее обо всех типах Arduino и их различиях позже!

---

Что составляет плату Arduino?

Физическим оборудованием Arduino является сама плата.Однако, когда дело доходит до плат Arduino, существует множество разновидностей с разным функционалом.

Сегодня мы рассмотрим наш Seeeduino V4.2, который имеет те же функции, что и одна из самых популярных плат Arduino — Arduino UNO. Большинство плат Arduino будут иметь эти различные общие компоненты, которые мы собираемся перечислить:

По сравнению с Arduino UNO, он имеет некоторые дополнительные функции, выделенные красным цветом, которые можно найти только на наших платах Seeeduino!

1 — USB-вход

• USB-порт используется для подключения платы к компьютеру для программирования и для включения платы Arduino.
• Это USB-соединение важно, поскольку оно будет осуществляться через этот порт, через который вы загрузите свой код на плату Arduino.
• Чтобы узнать больше о том, как загрузить код на Arduino, вы можете ознакомиться с нашим руководством по загрузке кода на Arduino.

2 — Вход постоянного тока

• Разъем питания постоянного тока позволяет вашей плате Arduino питаться от настенного адаптера, чтобы вы могли при необходимости подавать больше энергии для вашего проекта.

3 — Разъемы Grove

• Эти разъемы Grove можно найти только на наших платах Seeeduino.
• SeeedStudio имеет множество датчиков / устройств, которые могут использовать это соединение I2C или UART.
• С нашими разъемами Grove вы можете легко вставлять модули для использования с Arduino без какой-либо пайки или перемычек.
• Мы подробнее поговорим о Grove позже в разделе «Датчики и экраны».

4 контакта — 3,3 В и 5 В

• Как следует из названия, контакты 3,3 В и 5 В подают напряжение питания на ваши модули. 3.Вывод 3V обеспечивает 3,3 вольта питания, а вывод 5V обеспечивает питание 5 вольт.

5 — Контакты GND

• С этим контактом GND (Земля) они используются для заземления вашей цепи.
• GND означает, что этот вывод находится под нулевым напряжением относительно источника питания и заземления печатной платы

6 — Аналоговые выводы

• Аналоговые контакты позволяют Arduino считывать сигналы с аналогового датчика, такого как датчик освещенности, и преобразовывать его в цифровое значение.
• Несмотря на то, что основная функция аналоговых выводов для большинства пользователей Arduino — считывание аналоговых датчиков, аналоговые выводы также обладают всеми функциями выводов ввода / вывода общего назначения (GPIO).

7 — Цифровые контакты

• В Seeeduino или Arduino UNO цифровые контакты находятся на контактах с 0 по 13.
• Они позволяют Arduino считывать цифровые входы, как нажатие кнопки, и цифровой выход, как включение светодиода.

8 — Выключатель питания системы

• Этот системный выключатель питания можно найти только на наших платах Seeeduino.
• Этот ползунковый переключатель используется для изменения логического уровня и рабочего напряжения платы на 5 В или 3,3 В, что полезно, как если бы вы хотите сэкономить электроэнергию, вы можете установить его на 3,3 В.
  

9 — Кнопка сброса

• Эта кнопка сброса позволяет вам перезагрузить плату и перезапустить любой код, загруженный на вашу плату Arduino. После нажатия контакт сброса будет временно заземлен.
• Эта кнопка сброса очень полезна для ваших проектов, если ваш код не повторяется, но вы хотите протестировать его несколько раз.
• Эта кнопка удобно расположена сбоку, чтобы вы могли сбросить настройки платы Seeeduino, даже если наверху установлен щит. Это не относится к другим платам Arduino, где кнопка расположена сверху, что затрудняет доступ.

10 — Индикатор RX / TX

• Также известные как индикатор передачи и приема, светодиодные индикаторы TX и RX подключены к TX и RX микросхемы USB-to-UART.
• Они работают автоматически и позволяют узнать, когда плата отправляет или получает данные соответственно, например, когда вы загружаете программу на плату Arduino.

11 — Микроконтроллер

• В Seeeduino V4.2 и Arduino UNO они основаны на микроконтроллере: ATmega328P
• Это основная микросхема, которая действует как мозг вашей платы Arduino.
• Они позволяют вам программировать ваш Arduino, чтобы он мог выполнять команды и решения на основе кода.
• Вам необходимо знать, какой тип микроконтроллера используется на вашей плате, прежде чем загружать новую программу из программного обеспечения Arduino.
• Несмотря на то, что микроконтроллер на платах Arduino отличается, разница между ними невелика. Единственное отличие, которое вы можете заметить, — это разный объем встроенной памяти.

С вашей платой Arduino вы определенно ничего не сможете сделать с ней. Вот где появляются датчики и щиты Arduino:

---

Датчики и экраны Arduino

Шилды Arduino Щиты

Arduino — это готовые печатные платы, которые легко подключаются к разъемам Arduino, чтобы расширить его возможности.

С Arduino добавить Bluetooth, Wi-Fi, GPS, драйвер двигателя может быть сложно, если вы новичок в Arduino. С помощью экранов вы можете избежать всех проблем и легко подключить экран к задней части Arduino.

Подобно датчикам, экраны имеют различные функции, включая подключение к Wi-Fi, Ethernet, привод и управление двигателями, камеру, хранилище, сенсорный экран, E-Ink Display и многое другое!

Заинтересованы? Вы можете проверить все наши щиты Arduino здесь! Вот пример одного из них.

Grove Base Shield V2.0 для Arduino

Grove Base Shield обеспечивает простой способ подключения ваших плат Arduino к модулям Grove.

Благодаря 16 встроенным разъемам Grove, вы можете быть уверены, что у вас всегда будет достаточно портов для различных модулей Grove. Также есть кнопка RST и зеленый светодиод для индикации состояния питания. Являясь щитом Arduino, он позволяет подключать plug-and-play к Arduino Uno R3 и нескольким другим платам Arduino.

Узнайте больше о базовом щите в интернет-магазине Seeed!

Датчики Arduino

С помощью нескольких строк кода на вашем Arduino вы можете экспериментировать и управлять широким спектром датчиков и создавать потрясающие проекты. Наши датчики могут измерять свет, ультразвуковое расстояние, влажность, температуру, влажность, газ, давление, движение, звук, прикосновение и многое другое! Что бы вы ни думали, наши датчики Grove это чувствуют! Не говоря уже о том, что все наши сенсорные модули Arduino совместимы с нашей системой Grove, идеально подходящей для новичков.

Заинтересованы? Ознакомьтесь с собственными сенсорными модулями Seeed Grove здесь!

---

После знакомства с аппаратным обеспечением Arduino вам потребуется программное обеспечение и программирование, чтобы заставить ваш Arduino ожить и позволить ему взаимодействовать с различными датчиками и экранами.
Для программирования Arduino вам потребуется программное обеспечение Arduino IDE.

Программное обеспечение Arduino IDE

Arduino IDE позволяет легко писать код и загружать его на плату Arduino. Эта программа является кроссплатформенной, что означает, что она может работать в Windows, Mac OS X и Linux по сравнению с другими системами микроконтроллеров, которые могут запускать только Windows.

Это программное обеспечение можно использовать с любой платой Arduino, такой как Seeeduino V4.2, Arduino UNO и т. Д. Среда написана на Java и основана на обработке и другом программном обеспечении с открытым исходным кодом.

Эта программа использует упрощенную версию C ++ с подсветкой синтаксиса и другими функциями, которые упрощают обучение программированию, что идеально подходит для начинающих изучать программирование и кодирование!

После того, как вы закончите писать свой код, вы можете легко загрузить его в свою Arduino IDE с помощью USB-кабеля одним нажатием кнопки.

Чтобы узнать больше об Arduino IDE, вы можете ознакомиться с официальной документацией Arduino!

---

Типы Arduino Доступные

Теперь, когда вы разобрались с аппаратной и программной частью Arduino, пришло время выбрать собственную плату Arduino! Однако вы можете заметить, что существует множество вариаций от официальных плат Arduino до плат, совместимых с Arduino, каждая с разными возможностями и ценами.

Сегодня мы собрали некоторые из них, которые больше всего подходят новичкам! Их:

Arduino Uno Rev3

• Arduino Uno — идеальная плата для начала работы с электроникой, увлекательных и увлекательных практических проектов.Эта плата — ваш вход в уникальный опыт Arduino: отлично подходит для изучения основ работы датчиков и исполнительных механизмов и является важным инструментом для ваших потребностей в быстром прототипировании.
• Arduino Uno Rev3 также является наиболее часто используемой и документированной платой в семействе Arduino. В Интернете доступно множество учебных пособий и проектов с инструкциями по началу работы.
• Он имеет 14 цифровых входов / выходов (из которых 6 могут использоваться как выходы ШИМ), 6 аналоговых входов, кварцевый генератор 16 МГц, соединение USB, разъем питания, заголовок ICSP и кнопку сброса.
• Содержит все необходимое для поддержки микроконтроллера; просто подключите его к компьютеру с помощью USB-кабеля или включите адаптер переменного тока в постоянный или аккумулятор, чтобы начать работу.

Seeeduino V4.2

• Seeeduino V4.2 основан на загрузчике Arduino UNO. Наш Seeeduino V4.2 — это, по сути, гораздо более дешевая Arduino UNO с большим количеством функций!
• Он имеет такое же оборудование и функции с некоторыми дополнительными функциями, которые есть только в нашем Seeeduino V4.2, например:
  • Переключатель для выбора напряжения питания системы, 3.3 В или 5 В, что очень полезно, если вы хотите установить в системе 3,3 В для экономии энергии.
  • Три встроенных интерфейса Grove позволяют вашей плате легко подключаться к нашим модулям Grove. (Расскажем больше о Grove в нашем секторе датчиков и щитов!)
  • Использование преобразователя постоянного тока в постоянный вместо LDO (регулятора с малым падением напряжения) для повышения эффективности

Seeeduino Nano

• Хотите меньший Arduino UNO или Seeeduino V4.2 для нужд вашего проекта? Тогда Seeeduino Nano идеально подойдет вам!
• Seeeduino Nano — это компактная доска, похожая на Seeeduino V4.2 / Arduino UNO, и он полностью совместим с Arduino Nano по распиновке и размерам.

• Имея размеры 43,18 × 18,54 мм и размер меньше четверти по сравнению с Seeeduino V4.2, размер Seeeduino Nano, а также надежность позволяет легко интегрировать их во многие проекты, такие как носимые устройства, мини-роботы и многое другое!
• Кроме того, Seeeduino Nano имеет 1 встроенный интерфейс Grove, который позволяет вашей плате легко подключаться к нашим модулям Grove.

Seeeduino Mega (ATmega2560)

• Хотите более крупный, лучший и мега Arduino? Seeeduino Mega определенно подходит к этой категории.
• Seeeduino Mega — это мощный микроконтроллер, созданный на основе Arduino Mega. Он оснащен процессором ATmega2560, который имеет большое количество контактов ввода-вывода.
  • Он имеет 70 цифровых входов / выходов, 16 аналоговых входов, 14 ШИМ и 4 аппаратных последовательных порта
• По сравнению с Arduino Mega, мы уменьшили объем Arduino Mega как минимум на 30% и сделали его 100 % совместим с продуктами Seeed Shield.
• С этой платой она очень подходит для проектов, требующих большого количества цифровых входов или выходов, таких как светодиоды, кнопки и т. Д.

---

Начало работы с Arduino с помощью Seeed!

Теперь, когда вы узнали о том, что вы можете делать с Arduino, с какой платой Arduino начать работу, а также о датчиках и щитах, которые вы можете реализовать в своих проектах, пора начать свое путешествие в мир электроники и Arduino. с линейкой продуктов Seeed’s Grove.

Grove — это модульная стандартизированная система прототипирования соединителей. При сборке электроники Grove использует конструктивный подход.Его легче подключать, экспериментировать и создавать, чем подход на основе перемычек или пайки, и он упрощает метод обучения, не становясь слишком упрощенным. Узнайте больше о Grove на вики-странице Seeed!

Комплект для начинающих Grove для Arduino

Чтобы помочь вам избежать хлопот с получением всех отдельных компонентов и датчиков, мы подготовили для вас стартовый комплект Arduino! Этот комплект включает основную плату управления Seeeduino Lotus и 8 модулей Grove, которые закрывают датчик, исполнительный механизм и дисплей.

Кроме того, мы подготовили подробные инструкции по использованию Arduino и каждого модуля, которые включают 8 уроков для каждого сенсорного модуля и 2 проекта Arduino, чтобы показать, как модули можно комбинировать и применять в реальных приложениях.

С помощью этого набора вы можете узнать все об Arduino и о том, как использовать различные сенсорные модули вместе. После этого, со всеми полученными знаниями, вы уже можете легко начать создавать свой собственный проект Arduino! Чтобы узнать больше о наших наборах Grove для Arduino, вы можете проверить наш другой блог здесь!

Теперь, когда у вас есть модули Arduino и Sensor, вы также можете ознакомиться с нашим руководством по началу работы с Arduino, в котором есть инструкции по основным функциям, например, как установить библиотеку в вашу Arduino IDE, как загрузить код на вашу Arduino!

---

Полезные ресурсы

Чтобы помочь вам в вашем путешествии по Arduino, вот несколько полезных ресурсов, на которые вы можете взглянуть, чтобы начать работу и двигаться дальше!

• Seeed Wiki — Информация и учебные пособия по модулям Grove, датчикам и платам Seeeduino.
• Seeed Project Hub — Найдите классные проекты Arduino с инструкциями и сделайте их сами!
• AllAboutCircuits — Сообщество по электротехнике и электронике, наполненное учебными пособиями по Arduino
• Hackster.io и Instructables — Подобно Seeed project hub, вы можете найти потрясающие проекты, выполненные разработчиками с инструкциями, и опробовать их сами!
• Udemy — Платформа онлайн-обучения с обучающими курсами Arduino, чтобы узнать больше об электронике и Arduino.

Следите за нами и ставьте лайки:

Теги: Arduino, Arduino для начинающих, Плата Arduino, Оборудование Arduino, Arduino ide, Arduino Mega, Arduino Nano, Проект Arduino, Проекты Arduino, Датчик Arduino, Arduino Shield, Программное обеспечение Arduino, arduino uno, Arduino против Raspberry Pi, ATMEGA328P, Типы Arduino , Что такое Arduino, Что такое плата Arduino, Что такое Arduino UNO, Что Langugae использует Arduino

Продолжить чтение

Что такое Ардуино? | Opensource.com

В двух словах, Arduino — это открытая плата для разработки аппаратного обеспечения, которую могут использовать мастерицы, любители и производители для проектирования и создания устройств, взаимодействующих с реальным миром.Хотя Arduino относится к конкретному типу дизайна платы, его также можно использовать для обозначения компании, которая производит конкретную реализацию этих плат, и обычно также используется для описания сообщества вокруг совместимых плат, созданных другими людьми или компаниями, которые работают. подобным образом.

Чтобы узнать больше об основах, посмотрите это короткое видео ниже.

Что составляет Arduino?

Arduinos содержат несколько различных частей и интерфейсов на одной печатной плате.Дизайн менялся с годами, и некоторые вариации включают в себя и другие детали. Но на базовой доске вы, скорее всего, найдете следующие фигуры:

• Количество контактов, которые используются для подключения различных компонентов, которые вы, возможно, захотите использовать с Arduino. Эти булавки бывают двух видов:
  • Цифровые выводы, которые могут считывать и записывать одно состояние, включено или выключено. Большинство Arduinos имеют 14 контактов цифрового ввода / вывода.
  • Аналоговые контакты, которые могут считывать диапазон значений и полезны для более точного управления.Большинство Arduinos имеют шесть таких аналоговых контактов.

  Эти контакты расположены в определенном порядке, поэтому, если вы покупаете дополнительную плату, предназначенную для их установки, обычно называемую «щитом», она должна легко поместиться в большинство Arduino-совместимых устройств.

• Разъем питания, который обеспечивает питание как самого устройства, так и низкое напряжение, которое может питать подключенные компоненты, такие как светодиоды и различные датчики, при условии, что их потребности в энергии достаточно низкие. К разъему питания можно подключить адаптер переменного тока или небольшую батарею.
• Микроконтроллер, основной чип, который позволяет программировать Arduino, чтобы он мог выполнять команды и принимать решения на основе различных входных данных. Точный чип зависит от того, какой тип Arduino вы покупаете, но обычно это контроллеры Atmel, обычно ATmega8, ATmega168, ATmega328, ATmega1280 или ATmega2560. Различия между этими чипами невелики, но самая большая разница, которую заметит новичок, — это разный объем встроенной памяти.
• Последовательный разъем, который на большинстве новых плат реализован через стандартный порт USB.Этот разъем позволяет вам связываться с платой с вашего компьютера, а также загружать новые программы на устройство. Часто Arduinos также можно запитать через порт USB, что устраняет необходимость в отдельном подключении питания.
• Множество других небольших компонентов, таких как генератор и / или регулятор напряжения, которые обеспечивают важные возможности для платы, хотя вы обычно не взаимодействуете с ними напрямую; просто знай, что они там есть.

Как запрограммировать Arduino?

Большинство энтузиастов Arduino, особенно когда они только начинают, предпочтут использовать официальную интегрированную среду разработки (IDE) для Arduino.Arduino IDE — это программное обеспечение с открытым исходным кодом, которое написано на Java и будет работать на различных платформах: Windows, Mac и Linux. IDE позволяет писать код в специальной среде с подсветкой синтаксиса и другими функциями, которые упрощают кодирование, а затем легко загружать код на устройство простым нажатием кнопки.

Код для Arduino обычно пишется на языке Wiring, который основан на языке программирования Processing. Чтобы узнать больше о том, как начать программировать Arduino, посетите официальную документацию.

^{Скриншот интегрированной среды разработки Arduino.}

Где я могу узнать больше?

Здесь, в Opensource, мы написали статьи о ряде проектов и инструментов, которые используют Raspberry Pi для обучения, проведения исследований и просто для развлечения. Вот некоторые из наших любимых:

• Не можете выбрать между Arduino и Raspberry Pi? Рут Суэле проведет вас через некоторые различия и расскажет, что может помочь вам принять осознанное решение.
• Хотите управлять мощным устройством с помощью Arduino? Боб Монро смотрит на щит управления двигателем постоянного тока.
• Вы когда-нибудь задумывались об использовании Arduino для чтения с других устройств поблизости? Луис Ибанез познакомит вас с основами использования RFID-меток с Arduino.
• Приступая к работе? Вот посмотрите на стартовый пакет Arduino.
• Ищете новые идеи для проекта? Алекс Санчес назвал шесть фаворитов на День Ардуино.
• Хотите знать, как все это началось? Ознакомьтесь с созданием Arduino, чтобы узнать немного об истории этого маленького устройства.
• Не забудьте проверить тег Arduino здесь, на Opensource.com, чтобы найти еще больше статей.

Что такое Ардуино? Для чего это можно использовать? Полное руководство

Что такое Ардуино? Arduino — это электронная платформа с открытым исходным кодом, которая имеет простую в использовании физическую программируемую печатную плату и программное обеспечение. Проекты Arduino для детей открывают детям новый мир! Итак, сегодня мы собираемся изучить, почему использование Arduino для студентов имеет смысл, как это улучшает их мышление и что студенты могут создавать.

Зачем использовать Arduino?

Прежде чем мы перейдем к вопросу «что», важно обсудить «почему» для вас и ваших детей. Нас окружает электроника — смартфоны, компьютеры, телевизоры, роботы и многое другое. Хотя многие студенты научились писать код, лишь немногие получили возможность построить физическую систему.

Что такое Ардуино?

А теперь поговорим о том, «что». Arduino — это простой в использовании одноплатный микроконтроллер. Что именно это значит? Одноплатный микроконтроллер — это небольшое устройство, похожее на компьютер, но в упрощенной версии, которое будет запускать программы.

Микроконтроллеры используются в автомобильных двигателях, медицинских устройствах, пультах дистанционного управления, оргтехнике, бытовой технике, электроинструментах и ​​даже небольших игрушках. Arduino позволяет любому, включая ваших детей, познакомиться с основами электротехники и дизайна, создавая при этом проекты электроники, которые ограничены только их воображением.

После первоначального знакомства с несколькими новыми ключевыми словами и навыками, Arduino становится простым в использовании инструментом для новичков.Но все же достаточно гибкий для продвинутых пользователей. И на плате Arduino есть вариации, чтобы учесть уровни опыта.

Arduino Uno — самый популярный в использовании, особенно для новичков, только начинающих создавать проекты. Arduino — отличный инструмент для изучения нового и открытия новых страстей. Если вы можете себе это представить, вы можете это построить. Это становится так же просто, как подключить его, запрограммировать и весело провести время.

Нам довелось преподавать урок Circuit Wizards: Arduino для детей в Create & Learn, и наши ученики не перестают удивлять нас своими идеями и творениями.Класс использует симулятор Arduino и не требует физического устройства. Однако, если хотите, Arduino можно приобрести в Интернете. Этот же код будет работать на устройстве без каких-либо изменений.

Почему студентам нужно изучать Arduino?

Arduino широко используется в реальном мире

Центральным элементом платы Arduino Uno является небольшой чип под названием ATmega32. Теперь вы можете сказать себе, что никогда об этом не слышали. Но правда в том, что это один из самых широко используемых чипов в мире из-за своего форм-фактора.ATmega32 и аналогичные чипы можно найти повсюду, например, в автомобилях, таких как BMW, или в игровых технологиях, таких как ручные контроллеры Microsoft Xbox. Они повсюду.

Ознакомьтесь с мастерами создания и обучения схем: курс Arduino для детей

Arduino улучшает навыки программирования и электроники

Программирование на Arduino для детей — отличный инструмент для изучения программирования и электроники, поскольку он легко подключается к другому оборудованию и компонентам с открытым исходным кодом. Вы можете программировать Arduino разными способами.На начальном этапе разработки Arduino студенты изучали Arduino C, письменный язык программирования, который иногда бывает трудно выучить. В настоящее время существует множество вариантов использования, например блочное кодирование Tinkercad.

Вот несколько интересных студенческих проектов, сделанных с помощью Arduino.

Робот-манипулятор

DIY Drawing Robot

Robot Car Kit

Arduino доступен во всем мире

и компонентов Arduino доступны по цене и во всем мире Arduino доступны по цене. очень доступны по цене.Это связано с ростом популярности Arduino и огромного сообщества производителей. Производство наверстало упущенное, чтобы удовлетворить подавляющую потребность.

Низкая цена обучения с помощью Arduino позволила Arduino стать стандартным обучающим инструментом для проектирования с использованием электроники по всему миру. Сообщество пользователей, которые обучают, учатся и играют с Arduino, чрезвычайно гостеприимно и благосклонно. Ресурсы для изучения Arduino практически безграничны.

Каждый день вы можете искать в Интернете «проекты Arduino» и получать новый список интересных проектов.Материал и разбивка каждого проекта опубликованы, так что любой может попробовать его.

Сообщество Arduino иногда называют сообществом «Создатели» или «Сделай сам». Объем поддержки и ресурсов, которые они вносят, чтобы помочь другим учиться и исследовать, является одной из главных причин изучать и использовать Arduino, и ваш ребенок получит пользу от этой сети новаторов и учеников. Ознакомьтесь со списком руководств по проекту с открытым исходным кодом от сообщества Arduino.

Для чего используется Arduino?

Электроника как область исследований

Электроника — это результат объединения и создания проектов с использованием таких компонентов, как резисторы, двигатели и датчики.Каждый день вы сталкиваетесь с сотнями, если не тысячами устройств, в которых используется электроника. Это также называется электротехникой, и оно стало такой важной опорой современного общества. Инженеры-электрики — это люди, которые изучают, планируют и проектируют различные объекты, в которых используется электричество.

Изучение компонентов с помощью Arduino

Студенты могут научиться создавать схемы, использовать резисторы и познакомиться с законом Ома, создавая серию интересных проектов и экспериментов.Они также могут запрограммировать Arduino, чтобы начать создавать интеллектуальные устройства, которые могут определять окружающую среду и реагировать соответствующим образом.

Вот список часто используемых датчиков и компонентов, с которыми вы и ваши дети, вероятно, взаимодействуете в повседневной жизни, которые соответствуют обучению созданию проектов с помощью Arduino.

1. Ультразвуковой датчик использует сонар для определения расстояния
2. Инфракрасный датчик препятствий обнаруживает объекты рядом с датчиком
3. Датчик температуры определяет температуру окружающей среды

Обычно используемые выходные компоненты

1. Серводвигатель с малым редуктором двигатель
2. ЖК-экраны экран позволяет отображать текст
3. Двигатели Электродвигатель

Пример проекта системы безопасности В проекте используется ультразвуковой датчик для обнаруживать объекты и расстояние до них.Мы также включили источники света (светодиоды) и зуммер, чтобы показать расстояние до объектов. Этот проект используется для обучения студентов ультразвуковому датчику и различным способам их использования.

Arduino — основа для робототехники

Arduino — отличная основа для робототехники. Он может подключаться и работать практически с любым устройством или компонентом. От двигателей до датчиков движения и робототехники VEX VR — это отличный способ для студентов узнать, понять и узнать о входах и выходах, а также о том, как компьютеры, роботы и механические устройства могут взаимодействовать с вами и окружающим миром.

Прекрасным примером использования Arduino при создании сложных роботов является проект openDog Джеймса Брутона. Он комбинирует электротехнику и машиностроение для создания потрясающих роботов, и он записывает на видео свои открытия и то, что он узнает, работая над своими проектами.

Изучите проекты с Arduino для детей

Вам интересно, что ваш ребенок может построить с Arduino? Они могут построить что-то столь же простое, как автоматический свет, для полностью функционирующей системы домашней автоматизации.Уровень простоты или сложности вашего проекта с Arduino зависит от вас или вашего ребенка. Может быть полезно, чтобы учащиеся начали с малого, чтобы они могли быстро учиться и развиваться. Проекты никогда не остаются маленькими надолго. Вот несколько забавных проектов Arduino для детей, чтобы развить ваше воображение.

Итак, начните с Arduino и присоединяйтесь к нам на уроках Arduino для детей от Create & Learn, где ученики будут создавать более сложные схемы для интеллектуальных устройств, программ для взлома кода и игр с использованием Arduino.Они также изучат более сложные электронные концепции, такие как цифровое и аналоговое, а также управляющие сервоприводы и датчики.

Ваш ребенок также отточит свои навыки программирования и даже немного освоит текстовое кодирование, чтобы подготовиться к более сложным классам программирования. Далее вы узнаете больше о том, как выбрать подходящий курс программирования для вашего ученика.

Автор Джаред Коллакки, инструктор компании Create & Learn

Обзор Arduino и его важность

Микроконтроллеры известны своей сложностью в программировании.Цель Arduino — создать доступный способ для разработчиков программного обеспечения войти в мир программирования микроконтроллеров. Arduino — это интерфейс микроконтроллера, построенный на базе процессора Atmel ATmega, в сочетании с интегрированной средой разработки (IDE) для создания логики на кристалле.

Программное и аппаратное обеспечение

Arduino имеет открытый исходный код, как в программной, так и в аппаратной спецификациях, так что любители могут самостоятельно собрать простейшие модули Arduino.Можно приобрести более сложные предварительно собранные модули Arduino по умеренной цене. Аппаратное обеспечение имеет множество спецификаций формата, от небольшого носимого устройства до более крупных модулей для поверхностного монтажа. Основной способ подключения к компьютеру — через USB, хотя также существуют форм-факторы Bluetooth, последовательного интерфейса и Ethernet.

Программное обеспечение Arduino бесплатное и с открытым исходным кодом. Платформа программирования основана на популярном языке Wiring. IDE основана на языке Processing, который хорошо известен дизайнерам.В отличие от большинства интерфейсов микроконтроллеров, Arduino является кроссплатформенным, поэтому его можно запускать в Windows, Linux и macOS.

Джереми Блюм / CC by 2.0 / Wikimedia Commons

Приложения

Arduino предоставляет пользователям простой способ создания интерактивных объектов, которые могут принимать входные данные от переключателей и датчиков и управлять физическими выходами, такими как освещение, двигатели или исполнительные механизмы. Поскольку язык основан на хорошо используемых фреймворках, Arduino может взаимодействовать с другим программным обеспечением на компьютере, таким как Flash, или даже с веб-API, например Twitter.

Проекты

Платформа уже сформировала сообщество разработчиков, которые делятся большим количеством работ с открытым исходным кодом. Энтузиасты использовали его для создания ряда инновационных проектов, от программных контроллеров термостатов до радионяни, отправляющих SMS-оповещения, до игрушечного пистолета, которое срабатывает каждый раз, когда в Twitter используется определенный хэштег. И да, есть еще страница проектов Arduino для управления кофейной техникой.

Важность Arduino

Хотя некоторые из этих проектов Arduino могут показаться несерьезными, технология задействует несколько тенденций, которые сделают ее потенциально важной силой в отрасли.Интернет вещей (IoT) — это популярная фраза, используемая в техническом сообществе для описания предметов повседневного обихода, которые подключены к Интернету и могут обмениваться информацией. Интеллектуальные счетчики электроэнергии являются часто используемым примером, с помощью которого можно регулировать использование бытовой техники, чтобы сэкономить деньги на энергии.

Общественное мнение смещается в сторону интеграции технологий в повседневную жизнь. Компактный форм-фактор Arduino позволяет применять его ко всем видам повседневных предметов. Фактически, форм-фактор Arduino LilyPad позволяет использовать носимые устройства Arduino.

Проекты с открытым исходным кодом, такие как Arduino, снижают входной барьер для разработчиков, которые хотят экспериментировать с интерактивными объектами. Эти новаторы смогут быстро создавать прототипы и экспериментировать с интерактивными устройствами, используя платформу Arduino, прежде чем создавать готовые к производству предложения. Следующий Марк Цукерберг или Стив Джобс однажды могут быть обнаружены в создании новых способов взаимодействия компьютеров с физическим миром. Arduino — отличный способ поэкспериментировать с возможностями умных устройств.

Спасибо, что сообщили нам!

Расскажите, почему!

Другой Недостаточно подробностей Сложно понять

Arduino Uno для начинающих — проекты, программирование и детали (руководство)

Узнайте об Arduino и Arduino UNO, а также о том, как вы можете интегрировать эту плату в свое рабочее пространство и программу кодирования. Создавайте интерактивные проекты в Makerpace, обучаясь программированию и решению проблем.
Все больше и больше рабочих мест по всему миру стремятся добавить программирование и электронику в свои образовательные программы для производителей.Один из лучших способов сделать это — интегрировать плату Arduino в проекты и уроки makerspace.

Мы обнаружили, что многие преподаватели-разработчики не окунулись в кодирование или Arduino, потому что считают программирование пугающим. Из-за этого мы хотели убедиться, что это руководство было написано для абсолютного новичка без какого-либо опыта.

Это руководство представляет собой высокоуровневый обзор всех частей и частей экосистемы Arduino. В следующих статьях мы шаг за шагом познакомим вас с созданием вашего первого простого проекта Arduino.

БЕСПЛАТНАЯ электронная книга (PDF) — полное руководство для начинающих по Arduino

Arduino — это программируемая печатная плата с открытым исходным кодом, которая может быть интегрирована в самые разные производственные проекты, как простые, так и сложные. Эта плата содержит микроконтроллер, который может быть запрограммирован на обнаружение и управление объектами в физическом мире. Реагируя на датчики и входы, Arduino может взаимодействовать с большим количеством выходных сигналов, таких как светодиоды, двигатели и дисплеи. Благодаря своей гибкости и невысокой стоимости, Arduino стал очень популярным выбором для производителей и производителей, желающих создавать интерактивные проекты оборудования.

Arduino был представлен еще в 2005 году в Италии Массимо Банци как способ для людей, не являющихся инженерами, получить доступ к недорогому и простому инструменту для создания проектов оборудования. Поскольку плата имеет открытый исходный код, она выпущена под лицензией Creative Commons, которая позволяет любому создавать свою собственную плату. Если вы поищете в Интернете, вы найдете сотни доступных клонов и вариаций, совместимых с Arduino, но только на официальных платах есть Arduino в названии.

В следующем разделе мы собираемся обсудить несколько доступных плат Arduino и их отличия друг от друга.

Arduino — отличная платформа для прототипирования проектов и изобретений, но может сбивать с толку при выборе правильной платы. Если вы новичок в этом, вы, возможно, всегда думали, что существует только одна плата «Arduino», и все. На самом деле существует множество разновидностей официальных плат Arduino, а есть еще сотни от конкурентов, предлагающих клоны. Но не волнуйтесь, позже в этом руководстве мы покажем вам, с чего начать.

Ниже приведены несколько примеров различных типов плат Arduino. Платы с названием Arduino являются официальными платами, но на рынке также есть много действительно отличных клонов. Одна из лучших причин купить клон — это то, что он, как правило, дешевле, чем его официальный аналог. Например, Adafruit и Sparkfun продают варианты плат Arduino, которые стоят меньше, но при этом имеют то же качество, что и оригиналы. Одно предостережение: будьте осторожны при покупке досок у компаний, которых вы не знаете.

Изображение предоставлено — Sparkfun.com

Еще один фактор, который следует учитывать при выборе доски, — это тип проекта, которым вы собираетесь заниматься. Например, если вы хотите создать носимый электронный проект, вы можете рассмотреть доску LilyPad от Sparkfun. LilyPad разработан так, чтобы его можно было легко вшить в электронный текстиль и носимые предметы. Если ваш проект имеет небольшой форм-фактор, вы можете использовать Arduino Pro Mini, который занимает очень мало места по сравнению с другими платами. Ознакомьтесь с руководством по сравнению Arduino от Sparkfun, чтобы ознакомиться с разбивкой и сравнением лучших плат.

Далее мы сосредоточимся на нашей любимой плате Arduino, с которой мы рекомендуем начинать.

Одна из самых популярных плат Arduino — это Arduino Uno. Хотя на самом деле это была не первая выпущенная плата, она остается наиболее активно используемой и широко документированной на рынке. Из-за своей чрезвычайной популярности Arduino Uno имеет множество руководств по проектам и форумов в Интернете, которые могут помочь вам начать работу или выбраться из затруднительного положения. Мы большие поклонники Uno из-за его прекрасных функций и простоты использования.

Распределение платы

Вот компоненты, из которых состоит плата Arduino, и их функции.

1. Кнопка сброса — перезапускает любой код, загруженный на плату Arduino
2. AREF — означает «Аналоговое опорное напряжение» и используется для установки внешнего опорного напряжения.
3. Контакт заземления — На Arduino есть несколько контактов заземления, и все они работают одинаково
4. Цифровой ввод / вывод — Контакты 0-13 могут использоваться для цифрового ввода или вывода
5. PWM — Контакты, отмеченные символом (~), могут имитировать аналоговый выход
6. USB-соединение — Используется для включения Arduino и загрузки эскизов
7. TX / RX — Светодиоды индикации передачи и приема данных
8. Микроконтроллер ATmega — Это мозг, и здесь хранятся программы
9. Светодиодный индикатор питания — Этот светодиод загорается каждый раз, когда плата подключена к источнику питания
10. Регулятор напряжения — Контролирует количество напряжения, поступающего на плату Arduino
11. Разъем питания постоянного тока — используется для питания Arduino от источника питания
12. 3.Вывод 3V — этот вывод обеспечивает питание 3,3 В для ваших проектов
13. Вывод 5V — Этот вывод обеспечивает питание 5 В для ваших проектов
14. Контакты заземления — На Arduino есть несколько контактов заземления, и все они работают одинаково
15. Аналоговые выводы — Эти выводы могут считывать сигнал с аналогового датчика и преобразовывать его в цифровой

Arduino Uno нуждается в источнике питания для работы и может получать питание различными способами.Вы можете сделать то же самое, что и большинство людей, и подключить плату напрямую к компьютеру через USB-кабель. Если вы хотите, чтобы ваш проект был мобильным, подумайте об использовании батарейного блока на 9 В, чтобы дать ему заряд энергии. Последний метод — использовать источник питания переменного тока 9 В.

Еще один очень важный момент при работе с Arduino — это макетная плата без пайки. Это устройство позволяет вам создавать прототипы вашего проекта Arduino без необходимости постоянно спаять схему. Использование макета позволяет создавать временные прототипы и экспериментировать с различными схемами.Внутри отверстий (точек крепления) пластикового корпуса находятся металлические зажимы, которые соединены друг с другом полосками из проводящего материала.

Кстати, макетная плата не питается сама по себе и нуждается в подаче питания от платы Arduino с помощью перемычек. Эти провода также используются для формирования схемы путем соединения резисторов, переключателей и других компонентов.

Вот визуальное представление завершенной схемы Arduino, подключенной к макетной плате.

После того, как схема будет создана на макетной плате, вам нужно будет загрузить программу (известную как эскиз) в Arduino. Эскиз — это набор инструкций, которые сообщают плате, какие функции она должна выполнять. Плата Arduino может содержать и выполнять только один эскиз за раз. Программное обеспечение, используемое для создания эскизов Arduino, называется IDE, что означает интегрированная среда разработки. Программное обеспечение можно загрузить бесплатно, его можно найти по адресу https://www.arduino.cc/en/Main/Software

.

Каждый скетч Arduino состоит из двух основных частей программы:

void setup () — Устанавливает действия, которые нужно сделать один раз, а затем больше не повторится.

void loop () — Содержит инструкции, которые повторяются снова и снова, пока плата не будет выключена.

Следующее 15-секундное видео дает вам быстрое представление о том, как макетная плата, Arduino, перемычки и эскиз работают вместе для выполнения определенной функции. В этом примере мы используем кнопочный переключатель мгновенного действия для мигания светодиода. В одной из следующих статей мы более подробно рассмотрим создание схем и программ для нескольких проектов для начинающих.

БЕСПЛАТНАЯ электронная книга (PDF) — полное руководство для начинающих по Arduino

Вам может быть интересно, что может делать плата Arduino, кроме мигания светодиода.Ниже приведены несколько примеров проектов, которые помогают продемонстрировать, насколько поистине удивительна эта доска и ее возможности. Если вам нужны другие идеи для проектов, посетите такие сайты, как Instructables или Make Magazine, где есть полезные руководства.

Робот слежения за светом Arduino — инструкции

Дрон Arduino, который следует за вами — инструкции

LED Cube с Arduino Uno — Инструкции

Управление дверным замком с помощью Arduino и Bluetooth — журнал MAKE

Далее мы поможем выделить некоторые из наиболее распространенных инструментов, которые вам понадобятся при работе с проектами Arduino.

Если вы хотите добавить в свой Arduino очень специфический функционал, вам понадобится щит. Экраны Arduino подключаются к верхней части платы Arduino и могут добавлять такие возможности, как Wi-Fi, Bluetooth, GPS и многое другое. Есть буквально сотни щитов на выбор, и вот несколько примеров.

GPS Shield подключен к Arduino Uno — Sparkfun.com

Если вы хотите, чтобы ваш Arduino чувствовал окружающий мир, вам нужно будет добавить датчик. Существует широкий выбор датчиков, каждый из которых имеет определенное назначение.Ниже вы найдете некоторые из наиболее часто используемых в проектах датчиков.

Примеры датчиков Arduino

Ниже приведены некоторые из наших любимых мест, куда мы обычно ходим, когда нам нужны материалы для производственных помещений или электронные компоненты.

Вы готовы создать свой первый проект Arduino? В нашем следующем посте под названием «Простые проекты Arduino для начинающих» вы шаг за шагом проведете вас от установки до завершения. Эти простые проекты Arduino — отличный способ познакомиться с платой и языком программирования.

Получать уведомления о будущих публикациях в блоге

Что такое Arduino и почему он используется? — Linux Hint

Вы один из тех, кто интересуется электроникой, но в то же время находит ее пугающей? Вы, наверное, думали о своем первом электронном проекте, но не знаете, как и с чего начать. Предположим, вы хотя бы имеете хорошее представление о таких концепциях электроники, как схемы, ток, напряжение, мощность и интегральные схемы. В таком случае есть инструмент, который поможет вам начать работу над электронным проектом вашей мечты.

Arduino — это электронная платформа с открытым исходным кодом с упрощенным аппаратным и программным обеспечением, облегчающая обучение для новичков, но достаточно гибкая для использования профессионалами. Arduino родился в 2005 году в результате совместных усилий преподавателей и студентов Института дизайна взаимодействия Ивреа (IDII) в Иврее, Италия. Цель заключалась в том, чтобы предоставить студентам института недорогие и простые в использовании печатные платы для их проектов в области электроники. Неожиданно Arduino вскоре достигла более широкой аудитории — студентов, любителей, программистов и даже профессионалов.Что делает Arduino такой популярной? Читайте дальше, чтобы узнать больше об этой плате для разработки, которая так полюбилась энтузиастам электроники.

Аппаратное обеспечение Arduino Аппаратное обеспечение

Arduino имеет открытый исходный код, что означает, что пользователи могут создавать производные платы или создавать новый продукт на основе дизайна Arduino. Основатели разместили дизайн и документацию досок на своем веб-сайте.

На протяжении многих лет появлялись разные разновидности Arduino, но все они имели одну общую черту — микроконтроллер или интегральную схему, которая служит мозгом платы.Это то место, куда отправляется код, когда пользователи программируют доску. Большинство плат Arduino состоят из 8-битных микросхем от компании ATmel, но платы с гораздо более высокой производительностью используют 32-битные микроконтроллеры, такие как ARM Cortex-M0 + и ARM Cortex-M3 и Intel Quark.

Вы также можете найти на плате порт USB, который может быть одновременно портом питания и данных, цилиндрическим разъемом для источника питания, светодиодным индикатором питания, кнопкой сброса, регулятором напряжения и светодиодами TX / RX. Также есть набор маркированных контактов на 5В, 3.3 В, GND, аналоговый, цифровой, PWM и AREF. Эти контакты в основном используются для подключения карт расширения или SHIELDS к Arduino для дополнительных функций, таких как сетевое соединение, ЖК-дисплей и джойстики. Штыри также можно использовать для прикрепления компонентов из макета для создания прототипа.

Программное обеспечение Arduino

Основным языком программирования, используемым для кодирования Arduino, является C или C ++. Arduino имеет официальную интегрированную среду разработки (IDE), которая упрощает кодирование, особенно для начинающих.IDE Arduino имеет минималистичный интерфейс, что упрощает запись, компиляцию и загрузку кода на плату Arduino. Это универсальное программное обеспечение, совместимое с MAC, Windows и Linux. Программное обеспечение Arduino также имеет открытый исходный код. Как и его оборудование, он открыт для разработки, чтобы упростить программирование для своих пользователей, как новичков, так и опытных. Опытные пользователи могут запрограммировать плату Arduino на любом языке программирования с помощью компиляторов, которые создают двоичный машинный код. ^[1]

Многие пользователи, особенно новички, обычно выбирают Arduino IDE для программирования микроконтроллера.Тем не менее, другие платформы, подобные Arduino IDE, такие как PlatformIO и Ktechlab, также могут использоваться для программирования Arduino. Они также бесплатны, имеют открытый исходный код и просты в использовании.

Зачем использовать Arduino?

Существует множество других микроконтроллеров и плат для разработки, но доступность Arduino, легкий для понимания аппаратный дизайн и простое программное обеспечение делают его привлекательным для разных типов пользователей. Есть и другие причины, по которым Arduino является предпочтительным выбором для тысяч последователей, несмотря на появление многих других конкурентов:

Доступный Аппаратное обеспечение

Arduino относительно дешевле, чем другая архитектура микроконтроллеров.Вы можете начать свои проекты электроники с предварительно собранной платы Arduino по цене ниже 50 долларов. Еще дешевле стоят модули Arduino, которые можно собрать. Более того, Arduino IDE можно загрузить бесплатно.

Кроссплатформенный

Arduino может быть запрограммирован с использованием более гибкой платформы, Arduino IDE, которая может работать в трех операционных системах — Linux, Windows и MAC, в отличие от большинства микроконтроллеров, которые могут работать только в Windows.

Простота программирования

Программирование стандартного микроконтроллера часто бывает беспорядочным, а код нелегко понять, особенно для новичков.Arduino предоставляет простую и понятную платформу кодирования через Arduino IDE. Он удобен для студентов и тех, кто еще новичок в проектах в области электроники, упрощает кодирование, компилирование и загрузку кодов на плату, устраняя необходимость во внешнем программаторе или записывающем устройстве. Даже профессионалы и опытные программисты используют Arduino IDE из-за ее несложного интерфейса.

Широкие библиотеки кодов

IDE Arduino также предварительно загружена с обширной библиотекой кодов, которые пользователи могут использовать, изменять или практиковать.Пользователи могут использовать эти коды вместо написания кода с нуля или могут изменять коды для аналогичных проектов. Это упрощает обучение для новичков, потому что у них уже есть коды для ознакомления, а также множество руководств от сообщества Arduino. Это также приносит пользу профессионалам, экономя их время, потому что они могут просто копировать фрагменты кода, необходимые для их проектов, из библиотек.

Программное и аппаратное обеспечение с открытым исходным кодом

Открытый исходный код Arduino — еще одно огромное преимущество для пользователей.Поскольку дизайн Arduino доступен для общественности, пользователи могут изменять дизайн и создавать свою собственную версию платы. Опытные пользователи могут даже создавать продукты на базе Arduino. Новички также могут разложить дизайн на макете, чтобы лучше понять его. Что касается программного обеспечения, то опытные программисты могут расширить язык Arduino с помощью библиотек C ++.

Платы и проекты Arduino

Существует несколько плат Arduino, разработанных для разных типов пользователей и проектов.Например, Arduino Uno подходит для начинающих и простых проектов благодаря 14 контактам цифрового ввода-вывода. С другой стороны, Arduino Mega используется для сложных проектов с 54 контактами ввода-вывода для взаимодействия. Lilypad — это креативная версия Arduino с уникальным дизайном lilypad. Его также можно стирать, и он чаще используется в носимых устройствах. Это лишь некоторые из множества разновидностей Arduino, с которыми вы можете создавать свои электронные проекты.

С момента его появления были созданы тысячи проектов на основе Arduino, от простых до сложных, таких как музыкальные инструменты, автомобильные роботы, пульты дистанционного управления и даже системы безопасности.