Első lépések az Arduino kapcsán: útmutató kezdőknek

Herédi-Szabó Gábor a Distrelec Single Board Computing kategóriájának vezetője

Gábort lenyűgözte az egypaneles számítástechnika (SBC) technológiájával kapcsolatos alkalmazások és lehetőségek gazdagsága. Szenvedélyesen próbálja összekötni a különböző készségű embereket azokkal az SBC termékekkel, amelyek előmozdítják és bővítik egyedi projektjeiket.

Első lépések az Arduino kapcsán: útmutató kezdőknek

A prototípuskészítők körében az Arduino platform a kártyáival együtt olyan szilárd alap, amely számos iparágban az új megoldások tervezésének és fejlesztésének szerves részévé vált. A prototípuskészítés új szereplőjének ezért létfontosságú megértenie, hogy mi az Arduino, és mire jó. Még a prototípuskészítéssel foglalkozó szakértők is emlékeztethetnek a márka által nyújtott korlátlan lehetőségekre.

A központi Arduino egy nyílt forráskódú elektronikai platform és programozható áramköri kártya, vagyis egypaneles számítógép. Képessége, hogy a bemenetet (pl. gombnyomást, érzékelt fényt vagy SMS-üzenetet) mikrokontrolleren keresztül kimenetté alakítja (pl. e-mail küldése, motor beindítása vagy LED villogtatása), kompakt mérete és elérhető interfésze tökéletes választássá teszi az olcsó és hatékony prototípus-készítési alkalmazásokhoz.

Egyszerűsége és rugalmassága miatt népszerű választás a kezdők és a szakemberek számára egyaránt. Ami megkülönbözteti más egypaneles számítógépektől, az nem csak az elérhető és egyértelmű programozási környezet, hanem a hardver és a szoftver nyílt forrású jellege is. Ez lehetővé teszi az Arduino közösség tagjai számára, hogy olyan kreatívak legyenek, amennyire csak tudnak, új és izgalmas alkalmazásokkal előállva az Arduino-kártyák révén: ez az innováció bölcsője. Mivel az Arduino-kártya különböző operációs rendszerekkel használható és az ára is viszonylag alacsony, az Arduino felhasználókat nem béklyózzák a más egykártyás számítógépekkel és platformokkal kapcsolatos általános korlátok.

Az Arduino használatának megkezdése hihetetlenül egyszerű, de a megvásárolható termékek hatalmas mennyisége miatt a teljesen kezdők számára hasznos lehet az útmutatás, hogy pontosan hol kezdjék, és mik legyenek az első lépéseik. Ebben az útmutatóban elmondjuk, hogyan indulhat el az első Arduino kártyájával, mely termékekből célszerű vásárolnia, és mihez kezdjen velük, miután azok megérkeztek.

Your first Arduino board

Ha először kerül a kezébe Arduino, célszerű az egyik alapabb kártyával kezdeni. Az Arduino Uno kártya tökéletes a kezdőknek – könnyen használható, cserélhető mikrokontroller chippel rendelkezik, és alacsony áron kapható, miközben biztosítja az egyszerű projektekhez szükséges összes alapvető funkciót. Más kártyák esetleg több memóriát vagy érintkezőt kínálnak, de ha csak az Arduino megismerésére használja a kártyát, és nem biztos abban, hogy a továbbiakban használni fogja, akkor nem kell több pénzt költenie olyan további funkciókkal is rendelkező kivitelre, amit nem biztos, hogy használni fog.

Az Arduino Uno SMD R3 egy, az ATmega328 mikrochipre épülő mikrokontroller kártya. 14 digitális be- és kimeneti érintkezővel (ebből 6 PWM-kimenetként használható), 6 analóg bemenettel, 16 MHz-es kristályoszcillátorral, USB-csatlakozóval, tápcsatlakozóval, ICSP-fejléccel és visszaállító gombbal rendelkezik. Tartalmaz mindent, ami a mikrokontroller támogatásához szükséges; a kezdéshez egyszerűen csatlakoztassa a számítógéphez USB-kábellel, esetleg csatlakoztassa hálózati adapterhez vagy akkumulátorhoz.

Az Uno abban tér el az összes korábbi alaplaptól, hogy nem használja az FTDI USB-soros meghajtó chipet.

A legújabb R3 verzió további jellemzői:

• ATmega16U2 a 8U2 helyett, USB-soros átalakítóként
• 1.0 érintkezőkiosztás:
  • Bővítés SDA és SCL érintkezőkkel a TWI kommunikációhoz, az AREF érintkező közelében
  • Két további érintkező a visszaállító érintkező közelében: az IOREF, amely lehetővé teszi az árnyékolás adaptálását a kártya által biztosított feszültséghez, valamint egy nem bekötött érintkező jövőbeli célokra
• Erősebb visszaállító áramkör

Termékspecifikációk

Alapvető alkatrészek

Míg az Arduino Uno kártya a prototípuskészítési alkalmazások agyaként használható, a projekt megvalósításához és futtatásához további elektromos alkatrészekre is szükség van. Összeállítottunk egy rövid áttekintést azokról az alapokról, amelyekkel első projektje során szembesülhet:

• PróbapanelA próbapanel elengedhetetlen a prototípus-áramkörök esetében. Egy műanyagtömb lyukakkal a vezetékek számára, ideiglenes eszközként az alkatrészek összekapcsolásához. A próbapanel sorokból és oszlopokból áll a kapcsolatok kialakításának megkönnyítésére.
  
  Böngészés a próbapanelek között
   
• USB B kábelAz Arduino-kártya tápellátását biztosító USB B kábel a számítógép USB A portjához csatlakozik.
  
  Böngészés az USB B kábelek között
   
• ÁthidalóvezetékekA próbapanel áthidaló vezetékeivel hozhatók létre ideiglenes kapcsolatokat a különböző alkatrészek között.
  
  Böngészés az áthidaló vezetékek között
   
• EllenállásokAz elektromos áramot korlátozó ellenállásokra szinte mindig szükség van az alkatrészek túlterhelésének és a rövidzárlatok kialakulásának megelőzésének érdekében. Ezek az elektronikai projektek olcsó elemei.
  
  Böngészés az ellenállások között
   
• FotorezisztorokA fotorezisztorral, más néven fényérzékeny ellenállással az Arduino képes a fényváltozások mérésére. A fotorezisztor ellenállása úgy csökken, ahogy fény intenzitása nő.
  
  Böngészés a fotorezisztorok között
   
• KondenzátorokKondenzátorral lehetőség van elektromos töltés tárolására, amivel akár egy kis méretű akkumulátor is kiváltható – bár a működésük jelentősen eltér.
  
  Böngészés a kondenzátorok között
   
• TranzisztorokA tranzisztor jel kapcsolására vagy erősítésére használható. Félvezetőként úgy működik, mint egy áramvezérelt kapcsoló. Megfontolhatja MOSFET alkalmazását, ami szintén egyfajta tranzisztor.
  
  Böngészés a tranzisztorok között
   
• DiódákEzek szintén félvezető eszközök, melyek lehetővé teszik az áram adott irányba történő terelését.
  
  Böngészés a diódák között
   
• RelékA relé tranzisztorhoz hasonló, áramvezérelt kapcsoló, egy mechanikus alkatrész, amelyben tekercs és visszahúzó rugó is található.
  
  Böngészés a relék között
   
• LED-ekA fénykibocsátó dióda (Light Emmitting Diode, LED) olyan dióda, amely fényt bocsát ki. A LED-hez ellenállást is kell használni.
  
  LED-ek böngészése

Az Arduino szoftver használata

Az Arduino Uno megvásárlása után a rendszer egy további komponensével is meg kell ismerkednie, a szoftverével. Ehhez mindössze egy USB B kábelre lesz szüksége.

Telepítés

Miután letöltötte az Arduino integrált fejlesztői környezetét (IDE) az Arduino weboldaláról (elérhető Windows, Mac és Linux rendszerhez is), telepítenie kell a számítógépre. A telepítési utasításokat az operációs rendszertől függően itt találja.

Alternatív megoldásként az Arduino kényelmes webes szerkesztője is használható – részletes utasításokat itt talál ennek módjáról.

Összekapcsolás

Következő lépésként csatlakoztassa az alaplapot a számítógéphez az USB B kábellel. Ezzel végzi az Arduino bekapcsolását, hogy programozható legyen, mivel az USB-kapcsolaton keresztül kapja a tápellátást.

Konfigurálás

A kártya használatának megkezdéséhez válassza ki a Tools > Board (Eszközök > Kártya) menü „Arduino Uno” elemét. Ezután válassza ki a soros portot a Tools > Port (Eszközök > Port) menüpontban. Ha szeretné megtudni, hogy az Arduino melyik porthoz van csatlakoztatva, válassza le az alaplapot, és nyissa meg újra a menüt. Az eltűnő port az Arduino Uno által használt lesz (valószínűleg a COM3 vagy magasabb számú port). Ezután csatlakoztassa újra az Arduinót, és válassza ki a soros portot, annak újra meg kell jelennie. Már konfigurálta is Arduino kártyáját!

Tesztprojekt

Első tesztprojektként követheti ezeket a rövid utasításokat, amelyek egy példaprojekt segítségével elmagyarázzák, hogyan kell az Arduino beépített LED-jét villogtatni.

1. Az IDE-ben válassza ki a File > Examples > 01.Basics > Blink (Fájl > Példák > 01.Alapok > Villogás) elemet. Ez betölti a projekt példakódját, így most még nem kell ténylegesen programot írnia, azaz kódolnia.

2. Ezután kattintson a pipa gombra az IDE ablak bal felső sarkában. A gombot kiválasztva a rendszer ellenőrzi a kódot, azaz, hogy nem hibás-e, majd lefordítja, így készen áll az Arduino-kártyára való feltöltésre.

3. Ha a fordítási szakasz sikeres volt (ahogyan a példakód használatakor lennie is kell), az IDE üzenetet jelenít meg a kimeneti ablakban alul, amely jelzi, hogy a kód fordítása befejeződött.

4. A fordítás utáni utolsó lépés a kód feltöltése az Arduino-kártyára. Ehhez egyszerűen kattintson az IDE ablak bal felső sarkában található pipa melletti nyílra.

5. Az Arduino beépített LED-jének villognia kell. Ezzel befejezte az első tesztprojektet, és készen áll arra, hogy összetettebb feladatokat végezzen az Arduino-kártya használatával.

Az Arduino kezdőkészlet

Az Arduino kezdőkészlet ideális kiindulópont az első Arduino projekthez. A kifejezetten kezdőknek szánt készlet gyakorlatiasan végigkalauzolja az Arduino használatának alapjain. Számos az Arduino UNO kártya köré szervezett kreatív projekt megépítésével ismerkedhet meg a készletben található könyvből.

Ezen felül a legáltalánosabb és leghasznosabb elektronikai alkatrészekből is kap, megkímélve Önt a lényeges elemek keresésével és kiválasztásával járó erőfeszítésektől. Az elektronika alapjaitól kezdve és a bonyolultabb projektek felé haladva a készlet hozzásegíti a fizikai világ érzékelőkkel és működtetőelemekkel történő irányításához. Mire elkészül a csomag segítségével összeállítható projektekkel, rendelkezésére áll az a szoftverből, áramkörökből és – ami a legfontosabb – tudásból álló paletta, amelyek hozzásegíthetik ezeknél nagyobb dolgokhoz is.

A készlet tartalma

Recommended products

Arduino kezdőkészlet

A készlet gyakorlatiasan végigkalauzolja Önt az Arduino használatának alapjain. Elsajátíthatja több különböző kreatív projekt létrehozását. A készlet a leggyakrabban használt és leghasznosabb elektromos komponenseket tartalmazza egy 15 projektet bemutató könyvben.

Vásárlás

Arduino Uno Rev3 SMD

Az Arduino Uno SMD R3 az ATmega328 chipen alapuló mikrokontroller kártya. 14 digitális be- és kimeneti érintkezővel (ebből 6 PWM-kimenetként használható), 6 analóg bemenettel, 16 MHz-es kristályoszcillátorral, USB-csatlakozóval, tápcsatlakozóval, ICSP-fejléccel és visszaállító gombbal rendelkezik.

Vásárlás