Arduino - Grundlæggende og design

Definition af Arduino

En Arduino er faktisk et mikrocontrollerbaseret sæt, som enten kan bruges direkte ved køb fra leverandøren eller kan laves derhjemme ved hjælp af komponenterne på grund af dets open source-hardwarefunktion. Det bruges dybest set til kommunikation og til at styre eller betjene mange enheder. Det blev grundlagt af Massimo Banzi og David Cuartielles i 2005.

Arduino Arkitektur:

Arduinos processor bruger grundlæggende Harvard-arkitekturen, hvor programkoden og programdata har separat hukommelse. Den består af to hukommelser - Programhukommelse og datahukommelsen. Koden er gemt i flash-programhukommelsen, mens dataene er gemt i datahukommelsen. Atmega328 har 32 KB flashhukommelse til lagring af kode (hvoraf 0,5 KB bruges til bootloader), 2 KB SRAM og 1 KB EEPROM og fungerer med en klokkehastighed på 16MHz.

Arduino Arkitektur

Arduino Pin Diagram

Et typisk eksempel på Arduino-kort er Arduino Uno. Den består af ATmega328- en 28-pin mikrocontroller.

Arduino Pin Diagram

Arduino Uno består af 14 digitale input / output-pins (hvoraf 6 kan bruges som PWM-udgange), 6 analoge indgange, en 16 MHz krystaloscillator, en USB-forbindelse, et strømstik, et ICSP-header og en reset-knap

Power Jack : Arduino kan være strøm enten fra pc'en via en USB eller via ekstern kilde som adapter eller et batteri. Den kan fungere på en ekstern forsyning på 7 til 12V. Strøm kan tilføres eksternt gennem stiften Vin eller ved at give spændingsreference gennem IORef-stiften.

Digitale indgange : Den består af 14 digitale indgange / udgangsstifter, som hver leverer eller optager 40 mA strøm. Nogle af dem har specielle funktioner som ben 0 og 1, der fungerer som henholdsvis Rx og Tx, til seriel kommunikation, ben 2 og 3, som er eksterne afbrydelser, ben 3,5,6,9,11, der giver pwm-output og pin 13 hvor LED er tilsluttet.

Analoge indgange : Den har 6 analoge input / output-ben, der hver giver en opløsning på 10 bit.

ARef : Det refererer til de analoge indgange

Nulstil : Den nulstiller mikrokontrolleren, når den er lav.

Hvordan programmerer man en Arduino?

Den vigtigste fordel med Arduino er, at programmerne kan indlæses direkte på enheden uden at kræve, at nogen hardwareprogrammerer brænder programmet. Dette gøres på grund af tilstedeværelsen af ​​0,5 KB Bootloader, som gør det muligt at brænde programmet ind i kredsløbet. Alt hvad vi skal gøre er at downloade Arduino-softwaren og skrive koden.

Arduino-værktøjsvinduet består af værktøjslinjen med knapperne som verificering, upload, ny, åben, gem, seriel skærm. Den består også af en teksteditor til at skrive koden, et beskedområde, der viser feedback som at vise fejlene, tekstkonsollen, der viser output og en række menuer som menuen File, Edit, Tools.

5 trin til at programmere en Arduino

• Programmer skrevet i Arduino er kendt som skitser. En grundskitse består af 3 dele

1. Erklæring om variabler
2. Initialisering: Den skrives i opsætningsfunktionen ().
3. Kontrolkode: Den er skrevet i loop () -funktionen.

• Skitsen gemmes med .ino-udvidelse. Alle handlinger som at verificere, åbne en skitse, gemme en skitse kan udføres ved hjælp af knapperne på værktøjslinjen eller ved hjælp af værktøjsmenuen.
• Skitsen skal gemmes i skitsebogens bibliotek.
• Vælg det rigtige kort fra værktøjsmenuen og serienummernumrene.
• Klik på upload-knappen eller vælg upload fra værktøjsmenuen. Koden uploades således af bootloaderen til mikrocontrolleren.

Få af de grundlæggende Adruino-funktioner er:

• digitalLæs (pin): Læser den digitale værdi ved den givne pin.
• digitalWrite (pin, værdi): Skriver den digitale værdi til den givne pin.
• pinMode (pin, mode): Indstiller pin til input eller output mode.
• analogLæs (pin): Læser og returnerer værdien.
• analog Skriv (pin, værdi): Skriver værdien til den pin.
• seriel. begynder (baud rate): Indstiller starten på seriel kommunikation ved at indstille bithastigheden.

Sådan designer du din egen Arduino?

Vi kan også designe vores egen Arduino ved at følge skemaet fra Arduino-sælgeren og også tilgængeligt på webstederne. Alt, hvad vi har brug for, er følgende komponenter - Et brødbræt, en ledning, et strømstik, en IC-stikkontakt, en mikrokontroller, få modstande, 2 regulatorer, 2 kondensatorer.

• IC-stikket og strømstikket er monteret på tavlen.
• Tilføj 5v og 3.3v regulator kredsløb ved hjælp af kombinationerne af regulatorer og kondensatorer.
• Sæt de korrekte strømforbindelser til mikrocontrollerstifterne.
• Tilslut IC-stikkets reset-pin til en 10K-modstand.
• Forbind krystaloscillatorerne til ben 9 og 10
• Tilslut ledningen til den passende stift.
• Monter de kvindelige overskrifter på tavlen og tilslut dem til de respektive ben på chippen.
• Monter rækken med 6 mandlige overskrifter, som kan bruges som et alternativ til at uploade programmer.
• Upload programmet på mikrokontrolleren til den færdige Adruino, og lirk det derefter af, og læg det igen på brugersættet.

7 grunde til, at Arduino foretrækkes i disse dage

1. Det er billigt
2. Den leveres med en open source-hardwarefunktion, der gør det muligt for brugere at udvikle deres eget kit ved hjælp af allerede tilgængelig som referencekilde.
3. Arduino-softwaren er kompatibel med alle typer operativsystemer som Windows, Linux og Macintosh osv.
4. Den leveres også med open source-softwarefunktion, der gør det muligt for erfarne softwareudviklere at bruge Arduino-koden til at fusionere med de eksisterende programmeringssprogbiblioteker og kan udvides og ændres.
5. Det er let at bruge for begyndere.
6. Vi kan udvikle et Arduino-baseret projekt, som kan være helt enkeltstående eller projekter, der involverer direkte kommunikation med softwaren, der er indlæst i computeren.
7. Den leveres med en nem tilslutning til at oprette forbindelse til CPU'en på computeren ved hjælp af seriel kommunikation via USB, da den indeholder indbygget strøm og reset-kredsløb.

Så dette er en eller anden grundlæggende idé om en Arduino. Du kan bruge den til mange typer applikationer. For eksempel i applikationer, der involverer styring af nogle aktuatorer som motorer, generatorer, baseret på input fra sensorer.

Fotos Kredit:

• Arduino Pin Diagram fra Flickr