ארדואינו - יסודות ועיצוב

הגדרת ארדואינו

Arduino הוא למעשה ערכה מבוססת מיקרו-בקר אשר ניתן להשתמש בה ישירות על ידי רכישה מהספק או שניתן להכין אותה בבית באמצעות הרכיבים, בשל תכונת החומרה הקוד הפתוח שלה. הוא משמש בעיקרון בתקשורת ובשליטה או הפעלה של מכשירים רבים. היא הוקמה על ידי מאסימו באנזי ודייויד קוארטיאלס בשנת 2005.

אדריכלות ארדואינו:

המעבד של ארדואינו בעצם משתמש בארכיטקטורת הרווארד, כאשר לקוד התוכנית ולנתוני התוכנית יש זיכרון נפרד. הוא מורכב משני זיכרונות - זיכרון התוכנית וזיכרון הנתונים. הקוד נשמר בזיכרון תוכנית הבזק ואילו הנתונים נשמרים בזיכרון הנתונים. ל- Atmega328 זיכרון פלאש של 32 קילו-בתים לאחסון קוד (מתוכם 0.5 קילו-בייט לטעינת האתחול), 2 קילו-בתים של SRAM ו- 1 קילו-בתים של EEPROM והוא פועל במהירות שעון של 16 מגה-הרץ.

אדריכלות ארדואינו

תרשים סיכות ארדואינו

דוגמה טיפוסית ללוח Arduino היא Arduino Uno. הוא מורכב מ- ATmega328 - מיקרו-בקר 28 פינים.

תרשים סיכות ארדואינו

Arduino Uno מורכב מ -14 סיכות כניסה / יציאה דיגיטליות (מתוכן 6 יכולות לשמש כפלט PWM), 6 כניסות אנלוגיות, מתנד קריסטל 16 מגה-הרץ, חיבור USB, שקע חשמל, כותרת ICSP וכפתור איפוס

שקע חשמל : Arduino יכול להיות כוח מהמחשב דרך USB או דרך מקור חיצוני כמו מתאם או סוללה. הוא יכול לפעול באספקה ​​חיצונית של 7 עד 12 וולט. ניתן להפעיל כוח חיצוני דרך הסיכה Vin או על ידי מתן הפניה למתח באמצעות סיכת IORef.

כניסות דיגיטליות : הוא מורכב מ -14 סיכות כניסה / פלט דיגיטליות, שכל אחת מהן מספקת או תופסת זרם של 40mA. לחלקם יש פונקציות מיוחדות כמו פינים 0 ו- 1, הפועלים כ- Rx ו- Tx בהתאמה, לתקשורת סדרתית, סיכות 2 ו- 3, שהן הפרעות חיצוניות, סיכות 3,5,6,9,11 המספקות פלט PWM וסיכה. 13 שבו LED מחובר.

כניסות אנלוגיות : יש לו 6 סיכות קלט / פלט אנלוגיות, שכל אחת מהן מספקת רזולוציה של 10 ביט.

ARef : הוא מספק התייחסות לכניסות האנלוגיות

אִתחוּל : הוא מאפס את המיקרו-בקר כשהוא נמוך.

כיצד לתכנת ארדואינו?

היתרון החשוב ביותר עם Arduino הוא שניתן לטעון את התוכניות ישירות למכשיר מבלי לדרוש מתכנת חומרה כלשהו לשרוף את התוכנית. זה נעשה בגלל הנוכחות של 0.5KB של Bootloader המאפשר לצרוב את התוכנית במעגל. כל שעלינו לעשות הוא להוריד את תוכנת Arduino ולכתוב את הקוד.

חלון הכלים של Arduino מורכב מסרגל הכלים עם הכפתורים כמו אמת, העלאה, חדש, פתוח, שמור, צג סדרתי. הוא מורכב גם מעורך טקסט לכתיבת הקוד, אזור הודעות המציג את המשוב כמו הצגת השגיאות, מסוף הטקסט שמציג את הפלט וסדרה של תפריטים כמו תפריט File, Edit, Tools.

5 שלבים לתכנות ארדואינו

• תוכניות שנכתבו בארדואינו מכונות סקיצות. סקיצה בסיסית מורכבת משלושה חלקים

1. הצהרת משתנים
2. אתחול: הוא כתוב בפונקציית setup ().
3. קוד בקרה: הוא כתוב בפונקציית הלולאה ().

• השרטוט נשמר באמצעות סיומת .ino. כל פעולות כמו אימות, פתיחת סקיצה, שמירת סקיצה ניתן לבצע באמצעות הלחצנים בסרגל הכלים או באמצעות תפריט הכלים.
• יש לאחסן את השרטוט בספריית סקיצות.
• בחר את הלוח המתאים מתפריט הכלים ומספרי היציאה הטורית.
• לחץ על כפתור ההעלאה או בחר העלאה מתפריט הכלים. לפיכך הקוד מועלה על ידי מנהל האתחול אל המיקרו-בקר.

מעט מהפונקציות הבסיסיות של Adruino הן:

• קריאה דיגיטלית (סיכה): קורא את הערך הדיגיטלי בסיכה הנתונה.
• digitalWrite (סיכה, ערך): כותב את הערך הדיגיטלי לסיכה הנתונה.
• pinMode (סיכה, מצב): מגדיר את הסיכה למצב קלט או פלט.
• אנלוגי קרא (סיכה): קורא ומחזיר את הערך.
• analogWrite (סיכה, ערך): כותב את הערך לסיכה זו.
• סדרתי.התחיל (קצב שידור): מגדיר את תחילת התקשורת הסדרתית על ידי הגדרת קצב הסיביות.

כיצד לעצב את Arduino משלך?

אנו יכולים גם לעצב את Arduino משלנו על ידי ביצוע הסכמה שניתנה על ידי ספק Arduino וזמינה גם באתרי האינטרנט. כל מה שאנחנו צריכים הם הרכיבים הבאים - לוח לחם, נורית, שקע חשמל, שקע IC, מיקרו-בקר, נגדים מעטים, 2 וסתים, 2 קבלים.

• שקע ה- IC ושקע החשמל מותקנים על הלוח.
• הוסף את מעגלי הווסת 5V ו- 3.3V באמצעות שילובי הרגולטורים והקבלים.
• הוסף חיבורי חשמל מתאימים לסיכות המיקרו-בקר.
• חבר את סיכת האיפוס של שקע ה- IC לנגד 10K.
• חבר את מתנד הקריסטל לסיכות 9 ו -10
• חבר את הוביל לסיכה המתאימה.
• הרכיב את הכותרות הנשיות על הלוח וחבר אותן לסיכות המתאימות על השבב.
• הרכיבו את שורת 6 הכותרות הגבריות, שיכולות לשמש כחלופה להעלאת תוכניות.
• העלה את התוכנית למיקרו-בקר של Adruino הכנה ואז חטט אותה והניח אותה שוב בערכת המשתמש.

7 סיבות מדוע מעדיפים את ארדואינו בימינו

1. זה לא יקר
2. זה מגיע עם תכונת חומרה קוד פתוח המאפשרת למשתמשים לפתח ערכה משלהם באמצעות מערכת זמינה כבר כמקור התייחסות.
3. תוכנת Arduino תואמת את כל סוגי מערכות ההפעלה כמו Windows, Linux ו- Macintosh וכו '.
4. זה גם מגיע עם תכונת תוכנת קוד פתוח המאפשרת למפתחי תוכנה מנוסים להשתמש בקוד Arduino להתמזג עם ספריות שפת התכנות הקיימות וניתן להרחיב ולשנות.
5. קל לשימוש למתחילים.
6. אנו יכולים לפתח פרויקט מבוסס ארדואינו שיכול להיות עצמאי לחלוטין או פרויקטים הכוללים תקשורת ישירה עם התוכנה הטעונה במחשב.
7. זה מגיע עם אספקה ​​קלה של חיבור עם המעבד של המחשב באמצעות תקשורת טורית באמצעות USB מכיוון שהוא מכיל מעגלים מובנים ואיפוס.

אז זה רעיון בסיסי כלשהו לגבי ארדואינו. אתה יכול להשתמש בו עבור סוגים רבים של יישומים. למשל ביישומים הכוללים שליטה בכמה מפעילים כמו מנועים, גנרטורים, בהתבסס על קלט החיישנים.

קרדיט תמונות:

• תרשים סיכות ארדואינו מ פליקר