Att komma igång med Arduino: en guide för nybörjare

Gábor Herédi-Szabó Ansvarig för kategorin med enkortsdatorer på Distrelec

Gabor är fascinerad av det breda utbudet av tillämpningar och möjligheter med enkortsdatorteknik (SBC). Han har ett starkt engagemang i att koppla samman människor på alla kunskapsnivåer med enkortsdatorprodukter som kan stimulera och expandera deras unika projekt.

Att komma igång med Arduino: en guide för nybörjare


I prototyp-kretsar är Arduino-plattformen och dess kort väl etablerade och förekommer ofta som en väsentlig del i design och utveckling av nya lösningar inom många branscher. Som nykomling i prototypvärlden är det därför viktigt att förstå vad Arduino är och vad den gör. Och även för prototypexperter kan det vara bra att få en liten påminnelse om varumärkets gränslösa potential.

I grunden är Arduino en elektronisk plattform baserad på öppen källkod och ett programmerbart kretskort, eller en enkortsdator. Med förmågan att förvandla indata (t.ex. en knapptryckning, en avläst ljuskälla eller ett sms-meddelande) till en utdata (t.ex. skicka ett e-postmeddelande, starta en motor eller få en LED att blinka) via en mikrokontroller. Dess kompakta format såväl och det lättillgängliga gränssnittet gör att den är det perfekta valet för billiga och effektiva prototyper.

På grund av att den är så enkel och flexibel har den blivit ett populärt val bland såväl nybörjare och proffs. Det som skiljer den från andra enkortsdatorer är inte bara dess enkla och tydliga programmeringsmiljö, utan även dess hård- och mjukvara som baseras på öppen källkod. Detta gör det möjligt för medlemmar i Arduino-gemenskapen att skapa precis hur de vill och hitta på nya spännande tillämpningar med Arduino-korten: grunden till kreativiteten. Eftersom Arduino-kort kan användas med många olika operativsystem och på grund av att de är relativt billiga begränsas Arduino-användarna inte av de restriktioner som är vanligt förekommande bland andra enkortsdatorer och plattformar.

Det är extremt enkelt att komma igång med Arduino men på grund av den stora mängd produkter som finns att köpa kan det vara bra för nybörjare att få lite vägledning till var de ska börja och vilka steg de ska ta först. I den här vägledningen kommer vi att berätta för dig hur du kommer igång med ditt första Arduino-kort och vi går igenom allt från vilka produkter du ska köpa till vad du ska göra med dem när du har dem.

Ditt första Arduino-kort

När du använder Arduino för första gången rekommenderar vi att du börjar med ett av de enklare korten. Arduino Uno-kortet är perfekt för nybörjare – det är lätt att använda, levereras med ett utbytbart mikrokontrollchip och är kan köpas till ett lågt pris samtidigt som det har alla de grundläggande funktioner som krävs för enkla projekt. Andra kort kan erbjuda mer minne eller fler stift men om du bara använder ditt kort för att lära dig Arduino och inte är säker på om du kommer att använda det mer så finns det ingen anledning att lägga mer pengar på ett kort med ytterligare funktioner som du kanske inte kommer att använda.

The Arduino Uno SMD R3 är ett mikrokontrollerkort som baserat på ATmega328. Det har 14 digitala in- och utgångsstift (av vilka 6 kan användas som PWM-utgångar), 6 analoga ingångar, en 16 MHz kristalloscillator, en USB-anslutning, ett eluttag, en ICSP-header och en återställningsknapp. Det innehåller allt som behövs för att stödja mikrokontrollern – du behöver bara anslut det till en dator med en USB-kabel, driva det med en AC till DC-adapter eller ett batteri för att komma igång.

Uno skiljer sig från alla föregående kort genom att det inte använder FTDI USB till serie-drivchip.

Ytterligare funktioner hos den senaste R3-versionen är:

  • ATmega16U2 istället för 8U2 som USB till serie-adapter
  • 1.0 pinout:
    • Extra SDA och SCL-stift för TWI-kommunikation placerade nära AREF-stiftet
    • Två andra stift placerade nära RESET-stiftet: IOREF som låter skölden anpassa sig till spänningen från kortet och ett icke-anslutet stift som är reserverat för framtida ändamål
  • Starkare RESET-krets

Produktspecifikationer

MikrokontrollerATmega328P
Driftspänning5 V
Ingångsspänning (rekommenderad)7–12 V
Ingångsspänning (gränsvärde)6-20 V
Digitala I/O-stift14 (av vilka 6 kan användas som PWM-utgångar)
PWM digitala I/O-stift6
Analoga ingångar6
DC-ström per I/O-stift20 mA
DC-ström för 3,3 V-stift50 mA
Flashminne32 KB (ATmega328P), av vilket 0,5 KB används av bootloader
SRAM2 KB (ATmega328P)
EEPROM1 KB (ATmega328P)
Klockningshastighet16 MHz
LED_BUILTIN13
Längd68,6 mm
Bredd53,4 mm
Vikt25 g

Grundläggande komponenter


Samtidigt som Arduino Uno-kortet kan användas som hjärnan i byggandet av prototyper krävs det ytterligare elektriska komponenter för att faktiskt få ett projekt att fungera. Vi har samlat en snabb överblick över några av de grunder som du kan stöta på under ditt första projekt:

  • Kopplingsdäck  Ett kopplingsdäck är viktigt när det gäller prototypkretsar. En plastbit med hål i för kablar som gör det möjligt att ansluta komponenter tillfälligt. Ett kopplingsdäck är uppbyggt av två rader och kolumner för enkla anslutningar.

    Sök kopplingsdäck
     
  • USB B-kabel Används som ett sätt att driva Arduino-kortet, USB B-kabeln ansluts till datorns USB A-port.

    Sök USB B-kablar
     
  • Kopplingskablar Använd kopplingskablar för att skapa tillfälliga kopplingar mellan olika komponenter på ditt kort.

    Sök kopplingskablar
     
  • Resistorer En resistor begränsar flödet av el och behövs nästan alltid för att skydda komponenter från överbelastning och förebygga kortslutningar. De är en billig grundvara i alla elektronikprojekt.

    Sök resistorer
     
  • Fotoresistor Med hjälp av en fotoresistor kan Arduino mäta ljusförändringar. Dess motstånd minskar med ökande ljusintensitet.

    Sök fotoresistorer
     
  • Kondensatorer Med en kondensator är det möjligt att lagra elektrisk laddning och fungerar som ett litet laddningsbart batteri – även om de fungerar på väldig olika sätt.

    Sök kondensatorer
     
  • Transistorer  En transistor används för att bryta eller förstärka en signal. Som en halvledarkomponent fungerar den som en strömstyrd brytare. Du kan även överväga att skaffa en MOSFET, en typ av transistor.

    Sök transistorer
     
  • Dioder  Dioder är en annan typ av halvledarkomponent som ger dig möjlighet att leda strömflödet i endast en riktning.

    Sök dioder
     
  • Reläer Ett relä är en strömstyrd brytare som liknar en transistor. Det är en mekanisk komponent som består av en en spole som dras tillbaka av en fjäder.

    Sök reläer
     
  • LED:s  En lysdiod (LED) är en diod som avger energi i form av ljus. Det är nödvändigt att använda resistorer med en LED.

    Sök LED:s

Använda Arduino-programvara

När du har köpt ett Arduino Uno behöver bara en extra komponent och sedan kan du direkt börja att bekanta dig med programvaran. Allt du behöver är en USB B-kabel.

Installation

När du har laddat ner den integrerade utvecklingsmiljön (IDE) till Arduino från Arduinos webbplats (tillgängligt för Windows, Mac och Linux) behöver du installera det på din dator. Du kan hitta installationsinstruktioner för dit operativsystem här.

Ett annat alternativ är att du använder Arduinos enkla Webb-redigerare – du hittar detaljerade instruktioner om hur du gör det här.

Anslutning

Anslut kortet till datorn via en USB-kabel. Detta sätter igång Arduino och gör att det kan programmeras eftersom den tar ström från USB-anslutningen.

Konfiguration

För att börja använda ditt kort välj ”Arduino Uno”-posten i Verktyg (Tools)>Kortmeny (Board menu). Välj sedan serieporten under Verktyg (Tools)>Port (Port). För att ta reda på vilken port din Arduino är ansluten till kan du koppla bort ditt kort och öppna menyn på nytt. Inlägget som försvinner ska vara ditt Arduino Uno (som troligen är COM3 eller högre). Anslut sedan Arduino på nytt och välj den serieport som nu ska synas igen. Du har nu konfigurerat ditt Arduino-kort!

Testprojekt

Som ett första testprojekt kan du följa dessa korta instruktioner som förklarar hur du får din inbyggda LCD att blinka genom ett exempelprojekt som levereras med ditt kort.

1. I utvecklingsmiljön, klicka Fil (File)>Exempel (Examples)>01. Grunder (Basics)>Blinka (Blink). Detta kommer att ladda exempelkoden för ditt projekt så att du inte behöver koda någonting själv.

2. Klicka på knappen med en bock uppe till vänster i utvecklingsmiljöfönstret. Den här knappen verifierar din kod, dvs. kollar att den inte innehåller några fel och därefter sammanställs den så att den kan laddas upp till ditt Arduino-kort.

3. Om sammanställningssteget lyckades (som den bör när du använder exempelkoden) kommer din utvecklingsmiljö att visa ett meddelande i utgångsfönstret längst ner som berättar att sammanställningen av koden är klar.

4. Det sista steget efter sammanställningen är att ladda upp din kod till ditt Arduino-kort. För att göra detta klickar du på pilen bredvid bocken högst upp till vänster i utvecklingsmiljöfönstret.

5. Ditt Arduinos inbyggda LED ska nu blinka. Du har slutfört ditt första testprojekt och är redo att försöka dig på mer komplexa uppgifter med hjälp av ditt Arduino-kort.

Arduino Starter-Kit

Den perfekta startpunkten för ditt första Arduino-projekt är Arduinos startpaket. Det har utvecklats med nybörjare i åtanke och går igenom grunderna för att använda Arduino i praktiken. Du lär dig genom att bygga flera olika projekt med ditt Arduino UNO-kort. Projekten finns i en bok som följer med paketet.

Dessutom får du ett urval av de vanligaste och mest användbara elektroniska komponenterna vilket besparar dig tid och energi eftersom du slipper utforska och välja ut de viktigaste delarna själv. Paketet börjar med elektronikens grunder och går sedan vidare till mer komplexa projekt som kommer att hjälpa dig att kontrollera den fysiska världen med sensorer och ställdon. När du har genomfört projekten i paketet kommer du att ha en uppsättning av kretsar och – viktigast av allt – kunskap som du kan använda för att gå vidare till större saker.

Paketet innehåller

  • 1 Arduino projektbok (170 sidor)
  • 1 Arduino UNO-kort rev.3
  • 1 USB-kabel
  • 1 kopplingsdäck
  • 1 lättmonterad träbas
  • 1 9 v batterikontakt
  • 70 kopplingskablar med solid kärna
  • 2 jordade kopplingskablar
  • 6 fotoresistor
  • 3 potentiometrar 10 kiloohm
  • 10 tryckknappar
  • 1 temperatursensor
  • 1 Inklinometer
  • 1 alfanumerisk LCD (16 x 2 tecken)
  • 1 LED (stark vit)
  • 1 LED (RGB)
  • 8 LED:s (röda)
  • 8 LED:s (gröna)
  • 8 LED:s (gula)
  • 3 LED:s (blåa)
  • 1 liten DC-motor 6/9 V
  • 1 liten servomotor
  • 1 piezo buzzer
  • 1 H-bryggsmotordrivare
  • 2 optokopplare
  • 5 transistorer
  • 2 MOSFET-transistorer
  • 5 kondensatorer 100 nF
  • 3 kondensatorer 100 uF
  • 5 100 pF kondensatorer
  • 5 dioder
  • 3 transparenta geler (röd, grön, blå)
  • 1 Stiftlist hane (40 x 1)
  • 20 resistorer 220 ohm
  • 5 resistorer 560 ohm
  • 5 resistorer 1 kiloohm
  • 5 resistorer 4,7 kiloohm
  • 10 resistorer 10 kiloohm
  • 5 resistorer 1 kiloohm
  • 5 resistorer 10 megaohm

Rekommenderade produkter

Arduino Starter Kit

Paketet går igenom grunderna för att använda Arduino i praktiken. Du lär dig genom att bygga flera kreativa projekt. Paketet inkluderar ett urval av de vanligaste elektroniska komponenterna och en bok med 15 projekt.

Arduino Uno Rev3 SMD

Arduino Uno SMD R3 är ett mikrokontrollerkort som baserat på ATmega328. Det har 14 digitala ingångs- och utgångsstift (av vilka 6 kan användas som PWM-utgångar), 6 analoga ingångar, en 16 MHz kristalloscillator, en USB-anslutning, ett eluttag, en ICSP-header och en återställningsknapp.

Total
0
Shares
Tidigare inlägg

En titt på Microchip: unboxing av Microchip WiFi Smart Enablement Board

Nästa inlägg

Det du behöver veta om fästelement och brickor med RND

Relaterade inlägg