En guide till Arduino-kort

Vad är Arduino?

Arduino är en öppen källkodsplattform som består av både ett tryckt kretskort (PCB) och en mjukvaruapplikation som kallas integrerad utvecklingsmiljö (Integrated Development Environment, IDE). Programvaran körs på datorn och används för att skriva och ladda upp kod till kretskortet med en USB-kabel.  

Arduinos hård- och mjukvara är perfekt för personer som är intresserade av att designa och konstruera interaktiva projekt som designers, konstnärer och hobbyister. Korten kan interagera med kameror, switchar, lysdioder, motorer, knappar, högtalare och mycket mer. 

Arduino-kort förekommer i många applikationer som robotteknik och ljudsystem. De används för att designa prototyper och utveckla kodbaserad styrning. Arduino-koden är en version av C++, som är ett lättanvänt programmeringsspråk, vilket gör Arduino PCB mer tillgängligt och mer attraktivt för nybörjare. 

Vad består Arduino PCB av? 

Det finns flera typer av Arduino-kort avsedda för olika ändamål. Trots en del olika komponenter på varje kort, är dessa funktioner vanligtvis förenliga med alla typer av Arduino-kort: 

USB/DC-uttag

Varje Arduino-kort behöver tillgång till ström. Detta kan fås genom en USB-kabel ansluten från en dator till kortet, eller en väggnätadapter. I figur 1 ovan är USB-porten märkt (1) och DC-uttaget (för väggströmförsörjning) är märkt (2). Ett Arduino-kort kan bara drivas med lägre än 20 V. Strömförsörjningar med högre spänning kan förstöra Arduino-kortet. Rekommenderad spänning är mellan 6 och 12 V. Koden ska laddas på Arduino-kortet med hjälp av USB-kabeln. 

Programpinne

Ben, eller pinnar (pins) gör att kablar kan anslutas till kortet för att bygga kretsar, som vanligtvis används tillsammans med ett kopplingsdäck och kablar. Benen har svarta plasthylslister så att kablarna kan anslutas direkt till kortet. Ett Arduino-kort har en mängd olika pinnar placerade runt kanterna, som du ser i figur 1, märkt 3-9. Dessa är: 

• GND (Jord) – Ett Arduino-kort har flera jordpinnar (3), som används för att jorda kretsen. En krets är jordad när en av de ledande kablarna som är ansluten till kretsen kopplas direkt mot jord. 
• 5V (4) och 3,3V (5) – Dessa pinnar är enkla. Den ena levererar 3,3 V spänning och den andra 5 V. De flesta komponenter på en Arduino kan köras på valfri effekt 
• Analog (6) – Du kan se dessa pinnar i figur 1, under sektion “analog in”. Dessa pinnar kan läsa signalen från en analog sensor och omvandla den till en läsbar digital siffra. 
• Digital (7) – På motsatt sida av kortet kan du se de digitala pinnarna (0-13). Dessa kan användas för digital in- och utmatning. 
• PWM (8) – Vissa av de digitala pinnarna har en “~”-symbol bredvid sig i figur 1 ovan. Dessa pinnar kan användas för vanliga digitala signaler, men kan även användas för pulsbreddsmodulation (Pulse-Width Modulation, PWM). PWM är en metod för att uppnå analoga resultat med digitala medel. 
• AREF (9) – Hänvisar till analog referens. Ofta används inte detta men det kan användas för att ställa in en extern referensspänning som maxeffekt för analoga ingångspinne. 

Återställningsknapp

Genom att trycka på återställningsknappen (10) kopplas återställningspinnen tillfälligt mot jord och startar om eventuell kod som har laddats på Arduino. 

LED-strömindikator

Placerad bredvid där det står “ON” i figur 1 finns en lysdiod. Denna lyser när Arduino är ansluten till en strömkälla och indikerar att kortet har ström. 

TX- RX-lysdioder

TX (sända) och RX (ta emot) indikerar pinnar som möjliggör seriell kommunikation. Dessa tecken ses i figur 1 två gånger, bredvid digitala pinnar 0 och 1 och sedan även av TX- och RX-LED-indikatorerna (12). Dessa LED-indikatorer visar när Arduino sänder och tar emot data.

Huvud-IC-krets

IC, förkortning för integrerad krets och kan ses i figur 1 (13) Detta är i huvudsak hjärnan på Arduino-kort. IC-kretsarna kan variera från kort till kort, men det är viktigt att du vet vilken du använder eftersom det kommer att vara en viktig del av kunskap för att ladda ett nytt program till kortet med Arduino-mjukvaran. Typen av IC anges vanligtvis på enheten. 

Spänningsregulator

Spänningsregulatorn (14) är viktig för att upprätthålla rätt spänning på kortet. Den reglerar höga spänningar till rätt spänning för att inte skada Arduino-kortet Dock inom rimliga gränser, och betyder att du inte kan ansluta kortet till vilken strömkälla som helst. Max. bör vara 20 volt. 

Typer av Arduino-kort

Den senaste typen av Arduino är den tidigare nämnda Arduino Uno, som är det perfekta kretskortet för nybörjare, som innehåller allt som krävs för att förstå hur man skapar elektroniska projekt. Det finns dock många typer av Arduino-kort som fyller olika syften. Det är viktigt att du vet vilket du ska använda för ditt specifika projekt. Ta en titt nedan på några av de andra medlemmarna i Arduino-familjen: 

LilyPad Arduino

LilyPad Arduino är en mikrokontroller designad för e-textilier och bärbar teknik. LilyPads flata rygg och stora anslutningsytor gör att den kan sys in i kläder med ledande tråd. Lilypad förhindrar att den fastnar, är tvättbar och ansluter sömlöst till andra enheter. 

Arduino Leonardo

Leonardo är det första Arduino-utvecklingskortet som använder en mikrokontroller med inbyggd USB. Det är baserat på mikrokontrollern ATmega32u4 och har 20 digitala in-/utgångspinnar (varav sju kan användas som PWM-utgångar), en microUSB-anslutning och en återställningsknapp. Den drivs med en AC/DC-strömkälla och kan anslutas till en dator direkt via USB.

Arduino Mega

Arduino Mega är det perfekta alternativet för projekt som kräver många pinnar, eftersom mikrokontrollern har 54 in- och utgångar. PWM är aktiverat med 14 av dessa pinnar, medan 16 fungerar som analoga pinnar och fyra är avsedda för hårdvaruportar. Kortet har också 256KB flashminne för lagring av data. Kan anslutas till en dator via USB.

Arduino Nano

Nano är det minsta kortet att bygga projekt med. Kortet har 22 digitala in- och utgångspinnar, varav sex klarar PWM. Det innehåller också 32KB flashminne för data. Den fungerar med en Mini-B USB-kabel istället för en vanlig och har extremt låg strömförbrukning. 

Arduino PCB-tillbehör

För att fullt ut införliva potentialen i Arduino måste de anslutas till andra komponenter. Sensorer och skärmningar kan användas för att ge dina projekt liv. 

Sensorer

Arduino PCB kan interagera med en rad sensorer, inklusive ljus, temperatur, tryck, närhet, fuktighet och mycket mer med endast en enkel kod. 

Sköldar

Sköldar (shields) är förbyggda kretskort som kan monteras på Arduino-kort för att möjliggöra ytterligare funktioner. Sköldar kan användas för att styra motorer, ansluta till internet, kontrollera LCD-skärmar och mycket mer.

Fördelar med Arduino PCB

Arduino-kort är ett utmärkt verktyg att använda för att konstruera och designa många elektroniska projekt. Här är några anledningar att använda Arduino-kort:

• Kostnadseffektivt – Jämfört med andra alternativ är Arduino PCB billigare och mer praktiskt. 
• Användarvänlig – Kretskortet är idealiskt för både nybörjare och experter, tack vare dess lättanvända IDE. 
• Klar att använda – Arduino PCB är ett komplett paket som kommer med alla komponenter du behöver för att börja utforma projekt, inklusive en oscillator, seriellt kommunikationsgränssnitt, mikrokontroller, en brännare, LED och en 5 V-regulator. 
• Tillförlitligt – Oavsett om du designar komplexa eller enkla elektroniska projekt, är Arduino ett pålitligt val. Korten har redan lödda in- och utgångsportar. 
• Programvara och hårdvara med öppen källkod – Arduino PCB-hårdvara med öppen källkod tillåter användare att enkelt bygga elektronikprojekt med olika digitala och analoga pinnar. Programvaran är enkel att använda men kan även utökas av programmerare för att utöka språket via C++-bibliotek.

Är Arduino en mikrokontroller?

Arduino i sig är inte en mikrokontroller. Som tidigare nämnts är det en elektronikplattform med öppen källkod baserad på lättanvänd maskinvara och programvara. Arduino-kortet är en fysisk hårdvara som inkluderar en mikrokontroller som en av dess många komponenter. Ett Arduino-korts mikrokontroller är en miniatyrdator på en integrerad krets som har programmerbar in-/utgångsutrustning, minne och processor. Som en illustration:

• Arduino Uno använder mikrokontrollern ATmega328P.
• Arduino Mega använder mikrokontrollern ATmega2560.
• Arduino Nano använder mikrokontrollern ATmega328.

Därför består Arduino-plattformen av en mikrokontroller tillsammans med andra komponenter inklusive kommunikationsgränssnitt, effektreglering och en lättanvänd utvecklingsmiljö.

Arduino starter kit

Arduino starter kit är det bästa sättet att börja för ditt allra första Arduino-projekt. Satsen, som skapades exklusivt med nybörjare i åtanke, tar dig steg-för-steg genom grunderna i att använda Arduino. Skapat runt Arduino UNO-kortet, levereras satsen med en bok som hjälper dig att bygga en mängd uppfinningsrika projekt medan du lär dig.

Du får också urvalet av de mest populära och praktiska elektronikdelarna, vilket sparar tid och ansträngning från att leta upp och välja ut allt nödvändigt. Satsen hjälper dig att använda sensorer och ställdon för att styra den verkliga världen, börja med grunderna inom elektronik och så småningom gå vidare till mer komplicerade projekt. När projekten i satsen är klara har du ett urval av mjukvara, kretsar och – viktigast av allt – kunskap som du kan använda för att avancera till svårare uppgifter.