Kom i gang med Arduino: en nybegynnerveiledning

Gábor Herédi-Szabó Produktansvarlig for kategorien Enkelkortdatamaskiner

Gábor er fascinert av de mange bruksområdene og muligheter som oppstår med enkeltkortdatateknologi (SBC), og jobber med å opplyse folk på alle kunnskapsnivåer om SBC-produktene som kan gi mulighet for å akselerere og utvide unike prosjekter.

Kom i gang med Arduino: en nybegynnerveiledning


Blant prototypekretser har Arduino-plattformen og kortene til plattformen blitt godt etablert og integrert for design og utvikling av nye løsninger i mange bransjer. Som en nykommer innen prototyper er det derfor viktig å forstå hva Arduino er og gjør. Selv eksperter innen prototyper kan ha nytte av en påminnelse om det ubegrensede potensialet som merkevaren leverer.

Arduinos kjerne er en elektronikkplattform med åpen kildekode og et programmerbart kretskort, eller med andre ord en datamaskin med ett enkelt kort. Med muligheten til å gjøre inndata (f.eks. et knappetrykk, en sensor som registrerer en lyskilde eller en tekstmelding) til utdata (f.eks. sende e-post, starte en motor eller blinke med en LED-lampe) via en mikrokontroller, passer den kompakte størrelsen og det tilgjengelige brukergrensesnittet perfekt for rimelige og effektive prototyper.

Brukervennligheten og fleksibiliteten har gjort den til et populært valg for nybegynnere så vel som for profesjonelle. Det som gjør at den skiller seg ut fra andre datamaskiner med ett kort er ikke bare det tilgjengelige og tydelige programmeringsmiljøet, men også maskin- og programvarens åpne kildekode. Dette gir medlemmene av Arduino-fellesskapet muligheten til å være så kreativ som de bare vil og komme på nye og spennende bruksområder for Arduino-kort – innovasjonens vugge. Ettersom Arduino-kort kan brukes på flere operativsystemer, i tillegg til det relativt lave prisnivået, opplever ikke Arduino-brukere de vanlige begrensningene som andre ettkortsdatamaskiner og plattformer kan ha.

Det er utrolig enkelt å komme i gang med Arduino, men på grunn av det store antallet tilgjengelige produkter kan helt nye brukere dra nytte av veiledning om nøyaktig hvor de skal begynne og hva som er de første stegene. I denne veiledningen forteller vi deg hvordan du kommer i gang med det første Arduino-kortet ditt, fra hvilke produkter du skal kjøpe til hva du skal gjøre med dem når du har fått dem.

Ditt første Arduino-kort

Første gang du setter i gang med Arduino anbefales det å starte med en av de mer grunnleggende kortene. Arduino Uno-kortet er perfekt for nybegynnere – det er enkelt å bruke, har en utskiftbar mikrokontrollerbrikke og er rimelig samtidig som det har all den grunnleggende funksjonaliteten som trengs for enkle prosjekter. Andre kort kan tilby mer minne eller pinnekontakter, men hvis du bare bruker kortet til å bli kjent med Arduino og ikke er sikker på om du vil bruke det videre, er det ikke nødvendig å bruke mer penger på et kort med ekstra funksjonalitet som du gjerne ikke tar i bruk.

Arduino Uno SMD R3 er et mikrokontrollkort basert på ATmega328. Kortet har 14 digitale inngående/utgående pinner (hvorav seks kan brukes som PWM-utganger), seks analoge innganger, en krystalloscillator på 16 MHz, en USB-kontakt, en strømkontakt, en ICSP-header og en tilbakestillingsknapp. Kortet har alt som trengs for å støtte mikrokontrolleren. I tillegg er det enkelt å komme i gang: Du kobler kortet til en datamaskin med en USB-kabel og drifter det med en AC/DC-adapter eller et batteri.

Uno er ulik alle foregående kort i og med at det ikke bruker en FTDI-driverchip av typen fra USB til serie.

Tilleggsfunksjoner i de nyeste R3-versjonene:

  • ATmega16U2 i stedet for 8U2 som konverter av typen fra USB til serie
  • 1.0 pinout:
    • Tilført SDA- og SCL-pinner for TWI-kommunikasjon plassert i nærheten av AREF-pinner
    • To nye pinner er plassert i nærheten av TILBAKESTILL-pinnen: en IOREF som gjør at skjoldet tilpasser seg spenningen fra kortet, og en ikke-tilkoblet pinne som er reservert til fremtidige formål
  • Kraftigere TILBAKESTILL-krets

Produktspesifikasjoner

MikrokontrollerATmega328P
Driftsspenning5V
Inngangsspenning (anbefalt)7-12V
Inngangsspenning (grense)6-20V
Digitale I/O-pinner14 (hvorav 6 gir PWM-utdata)
PWM-digitale I/O-pinner6
Analoge inndatapinner6
DC-spenning per I/O-pinne20 mA
DC-spenning for 3,3 volts pinne50 mA
Flashminne32 KB (ATmega328P), hvorav 0,5 KB brukes av bootloader
SRAM2 KB (ATmega328P)
EEPROM1 KB (ATmega328P)
Klokkehastighet16 MHz
LED_BUILTIN13
Lengde68.6 mm
Bredde53.4 mm
Vekt25 g

Grunnleggende komponenter


Mens Arduino Uno-kort kan brukes som hjernen til prototypeprogrammer, kreves det ytterligere elektriske komponenter for å faktisk få et prosjekt i gang. Vi har samlet en kort oversikt over noe av det grunnleggende du kan støte på i ditt første prosjekt:

  • Koblingsbrett  Et koblingsbrett er avgjørende når det gjelder prototypekretser. Det er en blokk av plast med hull for ledninger for midlertidig tilkobling av komponenter. Et koblingsbrett består av rader og kolonner for enkel tilkobling.

    Se gjennom koblingsbrettene
     
  • USB-B-kabel USB-B-kabelen leverer strøm til Arduino-kortet og kobles til datamaskinens USB-A-port.

    Se gjennom USB-B-kabler
     
  • Testkabler Bruk startkabler på koblingsbrettet for å skape midlertidige forbindelser mellom ulike komponenter.

    Se gjennom testkabler
     
  • Motstander En motstand begrenser elektrisitetsflyten og kreves nesten alltid for å beskytte komponenter fra overstrøm og forhindrer kortslutninger. Det er en billig basisvare i elektronikkprosjekter.

    Se gjennom motstander
     
  • Fotomotstander Med en fotomotstand kan Arduino måle endringer i lys. Motstanden synker når lysintensiteten øker.

    Se gjennom fotomotstander
     
  • Kondensatorer Med en kondensator kan du lagre en elektrisk ladning på samme måte som et lite, oppladbart batteri – selv om virkemåten er svært annerledes.

    Se gjennom kondensatorer
     
  • Transistorer  En transistor brukes til å bryte eller forsterke et signal. Som en halvlederenhet fungerer den som en strømstyrt bryter. Du kan også vurdere en MOSFET, som er en type transistor.

    Se gjennom transistorer
     
  • Dioder  Dioder er en annen type halvlederenheter som gir deg muligheten til å drive strømmen i bare en retning.

    Se gjennom dioder
     
  • Releer Et relé er en strømstyrt bryter på samme måte som en transistor, og er en mekanisk komponent som består av en spole som trekkes tilbake av en fjær.

    Se gjennom releer
     
  • LED-lamper  En lysemitterende diode (LED) er en diode som emitterer energi som lys. Det må brukes motstander sammen med LED.

    Se gjennom LED

Bruke Arduino-programvaren

Når du har kjøpt en Arduino Uno kan du begynne å gjøre deg kjent med programvaren med kun en tilleggskomponent. Alt du trenger er en USB-B-kabel.

Installasjon

Når du har lastet ned det integrerte utviklingsmiljøet (IDE) for Arduino fra Arduino-nettstedet (kun tilgjengelig for Windows, Mac og Linux), må du installere det på en datamaskin. Du finner installasjonsinstruksjoner for operativsystemet ditt her.

Du kan eventuelt bruke Arduinos praktiske redigeringsprogram på nett – du finner detaljerte instruksjoner om hvordan du gjør dette her.

Tilkobling

Deretter kobler du kortet til datamaskinen via USB-B-kabelen. Dette sørger for at Arduino-kortet blir påslått og kan programmeres, ettersom det henter strøm gjennom USB.

Konfigurasjon

For å starte kortet velger du «Arduino Uno»-oppføringen i menyen Verktøy > Kort. Deretter velger du serieporten under Verktøy > Port. For å finne ut hvilken port Arduino-kortet er koblet til kan du koble fra kortet og åpne menyen på nytt. Oppføringen som forsvinner skal være Arduino Uno-kortet (trolig COM3 eller høyere). Deretter kobler du til Arduino-kortet på nytt og velger serieporten som nå skal vises igjen. Du har nå konfigurert Arduino-kortet!

Testprosjekt

Som et førstegangs testprosjekt kan du følge disse korte instruksjonene som forklarer hvordan du får Arduinos innebygde LED-lampe til å blinke ved hjelp av et eksempelprosjekt som følger med på kortet.

1. I IDE klikker du på Fil>Eksempler>01.Grunnleggende>Blink. Dette laster inn eksempelkoden for prosjektet slik at du nå ikke trenger å faktisk kode noe selv.

2. Deretter klikker du på hakeknappen øverst til venstre i IDE-vinduet. Denne knappen bekrefter koden, som vil si at den kontrolleres for feil og deretter kompileres slik at den er klar til opplasting til Arduino-kortet.

3. Hvis kompileringstrinnet var vellykket (som det vil være når du bruker eksempelkoden), viser IDE en melding i utdatavinduet nederst som forteller deg at koden er ferdig kompilert.

4. Det siste steget etter kompilering er å laste koden opp til Arduino-kortet. Dette gjør du ved å klikke på pilknappen ved siden av hakeknappen øverst til venstre i IDE-vinduet.

5. Arduino-kortets innebygde LED-lampe skal nå blinke. Du har fullført det første testprosjektet ditt og er klar til å utføre mer komplekse oppgaver med bruk av Arduino-kortet.

Arduino-startsettet

Arduino-startsettet er det ideelle startpunktet for det aller første Arduino-prosjektet ditt. Settet er spesiallaget med tanke på nybegynnere og leder deg gjennom det grunnleggende om hvordan du bruker Arduino-kortet på en praktisk måte. Med fokus på Arduino UNO-kortet lærer du gjennom å bygge flere kreative prosjekter med en bok som følger med i settet.

I tillegg til dette får du et utvalg av de vanligste og mest nyttige elektriske komponentene, slik at du slipper å undersøke selv og velge ut alt det viktigste. Settet starter med det grunnleggende og går til slutt videre til mer komplekse prosjekter, og hjelper deg med å kontrollere den fysiske verdenen med sensorer og søkemekanismer. Når du har fullført prosjektene i settet har du en palett av programvare, kretser og – viktigst av alt – kunnskap som du kan bruke til å gå videre til større ting.

Settinnhold

  • 1 Arduino-prosjektbok (170 sider)
  • 1 Arduino UNO-kort rev.3
  • 1 USB-kabel
  • 1 koblingsbrett
  • 1 trebase som er enkel å montere
  • 1 9 V batterikontakt
  • 70 testkabler med solid kjerne
  • 2 flertrådede testkabler
  • 6 fotomotstander
  • 3 potensiometre 10 kilohm
  • 10 trykknapper
  • 1 temperatursensor
  • 1 helningsensor
  • 1 LCD-skjerm alfanumerisk (16 x 2 tegn)
  • 1 LED-lampe (kraftig hvit)
  • 1 LED-lampe (RGB)
  • 8 LED-lamper (rød)
  • 8 LED-lamper (grønn)
  • 8 LED-lamper (gul)
  • 3 LED-lamper (blå)
  • 1 liten DC-motor 6/9 V
  • 1 liten servomotor
  • 1 piezokapsel
  • 1 H-bro motordriver
  • 2 optokoplere
  • 5 transistorer
  • 2 MOSFET-transistorer
  • 5 kondensatorer 100nF
  • 3 kondensatorer 100uF
  • 5 100pF kondensator
  • 5 dioder
  • 3 gjennomsiktige geleer (rød, grønn, blå)
  • 1 ytterpinnestrips (40 x 1)
  • 20 motstandskomponenter 220 ohm
  • 5 motstandskomponenter 560 ohm
  • 5 motstandskomponenter 1 kilohm
  • 5 motstandskomponenter 4,7 kilohm
  • 10 motstandskomponenter 10 kilohm
  • 5 motstandskomponenter 1 megohm
  • 5 motstandskomponenter 10 megohm

Anbefalte produkter

Arduino-startsett

Dette leder deg gjennom det grunnleggende for bruk av Arduino-kortet på en praktisk måte. Du lærer gjennom å bygge flere kreative prosjekter. Settet inneholder et utvalgt av de vanligste og mest nyttige elektroniske komponentene med en bok med 15 prosjekter.

Arduino Uno Rev3 SMD

Arduino Uno SMD R3 er et mikrokontrollkort basert på ATmega328. Kortet har 14 digitale inngående/utgående pinner (hvorav seks kan brukes som PWM-utganger), seks analoge innganger, en krystalloscillator på 16 MHz, en USB-kontakt, en strømkontakt, en ICSP-header og en tilbakestillingsknapp.

Total
0
Shares
Forrige innlegg

En nærmere titt på Microchip: Demonstrasjon av Microchip WiFi Smart Enablement Board

Neste innlegg

Ultrasoniske rengjøringstanker og tilbehør: En komplett guide fra RND

Relaterte innlegg