V-ați dorit vreodată să vă distrați cu tehnologia? Arduino există pentru a ajuta oamenii creativi și tehnicienii-începători să construiască proiecte electronice. Ca platformă, acesta conduce rapid utilizatorii la succes, ajutând la ușurarea sarcinii de instalare și a curbei de învățare asociate de obicei cu ingineria electrică și informatica.

Arduino este cel mai bun mod de a începe cu programarea microcontrolerului și de a construi propriile circuite care simt și reacționează la lumea din jurul lor. În această clasă, vom deveni creativi cu ajutorul electronicii și ne vom bucura de conceptele pe care le veți folosi pentru a vă lansa lunga și fructuoasa călătorie cu Arduino.

Numele Arduino definește mai multe nivele ale experienței dvs.:

• software - utilizat pentru a vă compune programele și a comunica cu hardware-ul, numit mediu de dezvoltare integrat (Arduino IDE)

• hardware - se referă la plăcile în sine (de exemplu, Arduino Uno)

• limbaj de programare - limbajul de programare Arduino se bazează pe C

• marcă comercială - Alte mărci pot produce hardware compatibil cu Arduino, dar numai unele plăci sunt oficiale, iar proprietatea lor comercială oferă unele protecții unice. De exemplu, permite hardware-ului și software-ului să rămână open-source.

Arduino este și o comunitate globală imensă, ceea ce înseamnă că veți găsi numeroase canale de proiecte inspirate, cod exemplu și soluții la problemele dvs. online.

Următoarele lecții sunt concepute pentru a-ți construi progresiv abilitățile în Arduino în timp, oferindu-ți cunoștințe de bază necesare pentru a scoate și a crea proiecte din imaginația ta.

La inceput, veti face experimente pe placa de testare pentru a va familiariza cu conceptele cheie ale electricității, componentelor și codării în limbaj Arduino.

Adăugarea interactivității va fi următoarea provocare. În timp ce nivelul vostru capătă competențe hardware pentru a adăuga butoane și potențiometre pentru a controla circuitele dvs., veți afla, de asemenea, mai multe concepte de programare.

Apoi, veți obține o varietate de abilități pentru construirea și programarea, inclusiv lipirea, înțelegerea cerințelor de alimentare ale proiectelor dvs. Arduino, instalarea de biblioteci de coduri și controlul unei benzi de LED-uri adresabile. Veți absolvi cu încredere pentru a adopta în viitor proiecte infinite Arduino!

Instrumente și materiale pentru Arduino

Această lecție este o listă completă a bunurilor necesare pentru a finaliza această clasă. Pentru a obține totul odată, am creat o listă de dorințe Adafruit care conține majoritatea componentelor și instrumentelor. Pentru a începe cu minimul simplul, puteți completa majoritatea exercițiilor de bază cu conținutul Adafruit Arduino Uno Budget Pack. Dacă utilizați un set diferit, unele componente pot fi diferite de cele afișate în fotografiile din clasă. Puteți completa, de asemenea, această întreagă clasă practic, gratuit, folosind Tinkercad Circuits!

Pentru exercițiile de bază:

• Calculator care rulează software-ul Arduino

• Pachetul Adafruit Arduino Uno

  • Arduino Uno bord

  • Cablu USB AB

  • Placă de testare jumătate-dimensiune

  • Sârme pentru testare

  • 10K - potențiometru

  • 2 butoane mici

  • 5 LED-uri 5mm roșii

  • LED-uri luminoase roșu , verde și albastru (câte unul sau un LED RGB )

  • 5 rezistoare 220-1Kohm (aceeași valoare, orice valoare în interval este OK)

  • 5 rezistoare 10Kohm

• Plăcuță de montaj din plastic pentru placa de testare și Arduino

• Șurubelniță mică cu cap plat

• Motor mic DC, tranzistor PN2222 și diodă 1N4001

Pentru a finaliza lecția Skills Infusion (aici este un set de instrumente excelent, cu aproape tot ce aveți nevoie ):

• Ciocan de lipit și fludor

• 1 metru de bandă NeoPixel RGBW de 60/m

• Clesti mici de ace

• Cuter-e tăietoare diagonale

• Decapant de sârmă

• Multimetru (opțional, dar foarte util)

• Pensete

• Instrument a treia mână

• Panglică de dezlipire sau aspirator de fludor

Vânzători recomandați pentru componente și accesorii Arduino:

• Adafruit (și distribuitori ) (în întreaga lume)

• Magazinul Arduino.cc (în întreaga lume)

Înțelegerea instrumentelor

Arduino Uno - Această placă este construită în jurul microcontrolerului Atmega328, cu componente de susținere pentru a facilita conectarea propriilor circuite. Uno se conectează la computer cu un cablu USB A la B, care este utilizat în mod obișnuit pentru imprimante (conector cablu). Pentru această clasă, este acceptabil să folosiți un stand-in compatibil pentru Arduino Uno, cum ar fi Sparkfun RedBoard sau Seeeduino V4.2, doar asigurați-vă că aveți cablul USB potrivit.

Placa de testare fără sudură - Acest dispozitiv are benzi metalice în interior și multe găuri care vă permit să conectați componente rapid și ușor. Este recomandată o placă de montaj, pentru a păstra împreună placa de tastare și Arduino Uno împreună. Veți conecta la Arduino cu fire (firele pentru placa de testare sunt grozave, dar puteți folosi și fire de branșare cu miez solid).

Componente electronice - Veți crea circuite prin conectarea LED-urilor și a altor componente în placa de lucru. Această clasă introduce fiecare componentă nouă cu un exercițiu de bază care vă arată cum să vă conectați și să scrieți un program adecvat Arduino. Componente utilizate: LED-uri de 5 mm, rezistoare, un buton de comutare, un potențiometru și un mic motor DC (cu propria sa diodă și tranzistor). Lecțiile acoperă elementele de bază, cu accent pe scrierea codului pentru a interacționa cu componentele. Pentru informații mai detaliate dincolo de ceea ce este acoperit aici, vă rugăm să verificați clasa electronică a lui Randy Sarafan sau clasa LED-uri și lumini.

Unelte de lipit - Lecția Skills Infusion te învață cum să conectați fire la benzi cu LED-uri cu un ciocan de lipit, care încălzește componentele suficient să curgă fludor (un aliaj de topire ușor) între ele. Orice ciocan de bază o va face! Cleștele de dezizolare a cablurilor elimină izolația pentru a expune conductorul interior, cleștii și pensetele vă ajută să poziționați componentele și o unealtă a treia mână vă ajută să păstrați totul stabil. Cleștii sfic fac o treabă excelentă de tăiere a firelor în exces și a cablurilor componente după lipire. Purtați ochelari de protecție când lipiți și tăiați firele și lipiți într-o zonă bine ventilată.

Bandă RGBW NeoPixel - Această bandă adresabilă digital conține cip-uri WS2812b și controlează LED-urile compuse în roșu, verde, albastru și alb. NeoPixel este numele de marcă Adafruit, dar puteți găsi această bandă căutând "bandă RGBW WS2812b" pe site-ul furnizorului dvs. preferat. Codul de probă furnizat în această clasă nu va funcționa cu bandă RGB (fără alb), benzi analogice LED sau cu orice alt tip de cip de control digital (ca APA104 aka DotStar).

Configurarea software

Arduino IDE (software pentru compunerea codului și trimiterea acestuia la placă) rulează pe Windows, Mac OS X și Linux. Accesați pagina de descărcare și faceți clic pe opțiunea care descrie cel mai bine sistemul dvs. În timp ce software-ul se descarcă, conectați placa Arduino la computer prin intermediul unui cablu USB A la B (plat pentru cablu, utilizat în mod obișnuit pentru imprimante). LED-ul verde de lângă eticheta ON ar trebui să se aprindă și LED-ul portocaliu de lângă eticheta L ar trebui să înceapă să clipească.

În funcție de sistemul de operare, procedura de instalare a software-ului va varia. În Windows, rulați programul de instalare, care va instala driverele necesare (cu condiția ca placa dvs. Arduino să fie conectată). Pe OS X, glisați aplicația Arduino în folderul Applications (nu sunt necesare drivere). Pentru mai mult ajutor cu Windows, dacă instalarea nu merge bine, consultați instrucțiunile detaliate ale lui Arduino. Dacă preferați să nu descărcați software-ul, cea mai mare parte a clasei poate fi de asemenea terminată folosind Editorul Web Arduino.

Deschideți aplicația Arduino și încărcați primul exemplu de cod selectând File -> Examples -> 01.Basics -> Blink.

Apoi este timpul să spuneți software-ului ce fel de placă Arduino intenționăm să programăm. Selectați Tools -> Board -> Arduino/Genuino Uno.

Apoi trebuie să selectăm portul de comunicație conectat la placa Arduino. Selectați Tools -> Port, apoi numele oricărui nume de port este etichetat "(Arduino/Genuino Uno)." Dacă nici unul din porturile dvs. nu este etichetat, încercați să deconectați placa, verificați meniul Ports, apoi recuplați placa și verificați din nou meniul Ports. Orice nume de port dispare, apoi reapare este posibil să fie placa dvs. Arduino. Pe Windows, portul va fi probabil numit "COM3" (sau numere mai mari), iar pe OS X este probabil să fie ceva de genul "/dev/cu.usbmodem1461".

Acum faceți clic pe butonul Upload pentru a transfera codul exemplului Blink pe placa Arduino. LED-urile etichetate RX și TX vor clipi, iar software-ul va afișa un mesaj "Done uploading". Câteva momente mai târziu LED-ul cu eticheta L va începe să clipească așa cum a făcut-o când ați conectat-o ​​pentru prima oară.

Felicitări, sunteți gata să începeți următoarea lecție, unde vom săpa în codul pe care tocmai l-ați încărcat, precum și să vă construiți primele câteva circuite LED și să descoperiți cum să le controlați folosind conceptele de bază de programare Arduino.

Dacă portul dvs. nu apare sau când primiți o eroare când încercați să încărcați, consultați ghidul detaliat de depanare al Arduino, care acoperă multe alte probleme frecvente.

Istoric Arduino

Povestea de origine a lui Arduino este lungă și complicată, cu mai multe caractere decât Game of Thrones. Voi încerca să rezum aici, cu accent pe evoluția hardware-ului și a comunității.

La începutul anilor 2000, studenții și profesorii de la Interaction Design Institute Ivrea (IDII) din Italia au dezvoltat o nouă placă de microcontrolere, utilizată în mod specific de către artiști și designeri. Au organizat ateliere și seminarii folosind plăcle prin diferite iterații, care au fost programate folosind Wiring, o platformă de codificare creativă dezvoltată de Hernando Barragán. Wiring le permite creatorilor să programeze microcontrolere prin furnizarea unui mediu software supportiv, a unui bootloader pentru încărcarea ușoară a programelor pe placă și a unei referințe on-line cuprinzătoare, incluzând biblioteci și forumuri suplimentare.

Unii alți membri ai IDII au încheiat un parteneriat cu un producător pentru a dezvolta o versiune a hardware-ului care a folosit un microcontroler Atmega8, și s-a născut Arduino. Numele original al membrilor echipei Arduino poate fi găsit pe tabloul Arduino NG prezentat mai sus: Massimo Banzi, David Cuartielles, Tom Igoe, Gianluca Martino și David Mellis.

Arduino Uno este placa de dezvoltare nava amiral a brandului Arduino, și este ultima iterație într-un lung șir de plăci cu o misiune de a o face mai ușor de utilizat pentru ne-ingineri.

Caracteristicile acumulate de-a lungul timpului și tutorialele DIY au fost de asemenea publicate, după caz. Există o cronologie completă despre placa care a devenit Uno pe site-ul Arduino.

Alte plăci cu funcții specializate au fost lansate pe linia de produse Arduino. Aveți nevoie de mai multe intrări și ieșiri? Utilizați un Arduino Mega. Vrei o placă de circuite mai mică și o funcționalitate USB cu tastatură? Utilizați un Arduino Micro. Și așa mai departe. Plăcile oficiale Arduino sunt toate susținute de software-ul Arduino.

Pentru entuziast, este posibil să vă dezvoltați propriul hardware care funcționează și cu software-ul Arduino. Deoarece Arduino este un ecosistem de hardware și software open-source, este posibil să vă dezvoltați propriul hardware care funcționează cu software-ul Arduino. De asemenea, este posibil să se construiască pe circuit pentru a crea o versiune care să se potrivească cu o funcție mai specifică și să producă și să vândă acele modele. Deoarece planurile au fost disponibile gratuit online, veți vedea sute de plăci compatibile cu Arduino, concepute atât de corporații, cât și de indivizi, care se deosebesc în funcție și complexitate. Unele dintre ele sunt proiectate pentru a fi compatibile cu Arduino Uno, cum ar fi Sparkfun Redboard sau Adafruit Metro. Plăci mai compacte pentru construirea unor circuite mici, cum ar fi Pro Trinket și Pro Mini ușurează traducerea prototipului experimental într-un proiect finalizat. Plăcile complexe, cum ar fi Huzzah (wifi), Touch Board (touch capacitiv + redare audio) și Circuit Playground (lecții de începători), îi ajută pe începători să realizeze cu ușurință proiecte foarte sofisticate.