Começando com arduino: um guia para iniciantes

Arduino é uma plataforma electrónica de prototipagem de código aberto, e é um dos mais populares no mundo - com a possível exceção do Raspberry Pi

. Tendo vendido mais de 3 milhões de unidades (e muitos mais na forma de dispositivos clone terceiros): o que o torna tão bom, eo que você pode fazer com um?Raspberry Pi: O Tutorial UnofficialRaspberry Pi: O Tutorial UnofficialSe você é proprietário de uma corrente de Pi que quer aprender mais ou proprietário de uma potencial deste dispositivo de tamanho de cartão de crédito, este não é um guia que você quer perder.consulte Mais informação

O que é Arduino?

Arduino é baseada em fácil de usar, flexível, hardware e software. É feito para artistas, designers, engenheiros, amadores e qualquer pessoa com o menor interesse em eletrônicos programáveis.

Arduino

Arduino percebe o ambiente através da leitura de dados a partir de vários botões, componentes e sensores. Eles podem afetar o meio ambiente, LEDs de controle, motores, servos, relés, e muito mais.

projectos Arduino pode ser stand-alone, ou eles podem se comunicar com software executado em um computador (processamento é o software mais popular para isso). Eles podem conversar com outros Arduinos, raspberry Pi, nodemcu, ou quase qualquer outra coisa. Certifique-se de ler a nossa comparação de US $ 5 microcontroladores para uma comparação minuciosa das diferenças entre estes microcontroladores.Raspberry Pi: O Tutorial UnofficialRaspberry Pi: O Tutorial UnofficialSe você é proprietário de uma corrente de Pi que quer aprender mais ou proprietário de uma potencial deste dispositivo de tamanho de cartão de crédito, este não é um guia que você quer perder.consulte Mais informação

Você pode estar se perguntando, por que escolher o Arduino? Arduino realmente simplifica o processo de construção de um projeto de eletrônicos programáveis, tornando-se uma grande plataforma para iniciantes. Você pode facilmente começar a trabalhar em um com nenhuma experiência eletrônica anterior. Existem milhares de tutoriais disponíveis, e estes variam em dificuldade, assim você pode ter certeza de um desafio uma vez que você dominar o básico.

Além simplicidade do Arduino, também é barato, multi-plataforma e de código aberto. O Arduino Uno (o modelo mais popular) é baseado em microcontroladores ATMEGA 16U2 da Atmel. Existem muitos modelos diferentes produzidos, que variam em tamanho, potência e especificações, então dê uma olhada no nosso guia de compra para todas as diferenças.Guia Arduino compra: Qual conselho você deve começar?Guia Arduino compra: Qual conselho você deve começar?Há tantos tipos diferentes de placas Arduino lá fora, você seria perdoado por ter sido confundido. Que você deve comprar para o seu projeto? Vamos ajudar, com este guia de compra do Arduino!consulte Mais informação

Os planos para as placas são publicados sob uma licença Creative Commons, amadores tão experientes e outros fabricantes estão livres para fazer sua própria versão do Arduino, potencialmente ampliando-a e melhorando-o (ou apenas outright copiá-lo, levando à proliferação de baixo custo placas Arduino encontramos hoje).

O que você pode fazer com um Arduino?

Um Arduino pode fazer um número impressionante de coisas. Eles são o cérebro de escolha para a maioria dos impressoras 3D. Seu baixo custo e facilidade de uso significa que milhares de fabricantes, designers, hackers e criadores têm feito projetos surpreendentes. Aqui estão apenas alguns dos projectos Arduino que fizemos aqui no MakeUseOf:Guia do final novato a impressão 3DGuia do final novato a impressão 3Dimpressão 3D era para ser o novo "Revolução Industrial." Ele não tomou o mundo ainda, mas eu estou aqui para falar com você através de tudo que você precisa saber para começar.consulte Mais informação

O que está dentro de um Arduino?

Embora existam muitos tipos diferentes de placas Arduino disponíveis, este manual centra-se no Arduino Uno modelo. Esta é a placa Arduino mais popular ao redor. Então, o que faz com que essa coisa carrapato? Aqui estão as especificações:

Processador: 16 Mhz ATmega16U2
Memória flash: 32KB
RAM: 2KB
Tensão operacional: 5V
Tensão de entrada: 7-12V
Número de entradas analógicas: 6
Número de I / O digital: 14 (6 deles Pulse Width Modulation - PWM)

As especificações pode parecer lixo em comparação com o seu computador desktop, mas lembre-se que o Arduino é um dispositivo embutido, com muito menos informações para processar do que o seu desktop. É mais do que capaz para a maioria dos projetos eletrônicos.

Outra característica maravilhosa do Arduino é a capacidade de usar o que são chamados de “escudos”, ou add-on placas. Embora escudos não será coberto neste manual, eles são uma maneira realmente pura estender os recursos e funcionalidades do seu Arduino.O Top 4 Arduino escudos para Superpower seus projetosO Top 4 Arduino escudos para Superpower seus projetosVocê comprou um starter kit Arduino, você seguiu todos os guias básicos, mas agora você bateu uma pedra de tropeço - você precisa de mais bits e bobs para realizar seu sonho de eletrônicos. Felizmente, se você tem ...consulte Mais informação

O que você precisa para este guia

Abaixo você encontrará uma lista de compras dos componentes que você precisa para guia de iniciação. Todos esses componentes devem vir em menos de US $ 50 total. Este anúncio deve ser suficiente para dar-lhe uma boa compreensão de eletrônica básica e têm componentes suficientes para construir alguns projetos muito interessantes de usar este ou qualquer outro guia Arduino. Se você não quer selecionar todos e cada componente, você pode querer considerar a compra de um kit iniciante em vez de.

1 x Arduino Uno
1 x USB A-B cabo (o mesmo que a sua impressora demorar)
1 x Tábua
2 x LEDs
1 x Foto Resistor
1 x Chave Tactile
1 x Piezo-falante
1 x 220 ohm
1 x 10k Ohm Resistor
1 x 1k ohm
Kit 1 x jumper

Se você não pode obter um valor de resistência específica, algo mais próximo possível normalmente funcionará bem.

Electrical componente Overview

Vamos olhar para o que exatamente todos esses componentes são, o que fazem e como eles se parecem.

placa de ensaio

Usado para criar protótipos de circuitos eletrônicos, eles fornecem um meio temporário de conexão de componentes em conjunto. Breadboards são blocos de plástico com furos em que os fios podem ser inseridos em. Os furos estão dispostos em filas, em grupos de cinco. Quando você quiser reorganizar um circuito, puxe o fio ou parte para fora do buraco, e movê-lo. Muitos breadboards conter dois ou quatro grupos de orifícios a todo o comprimento da placa, ao longo dos lados, e estão todos ligados - estes são normalmente para distribuição de energia, e podem ser marcados com uma linha vermelha e azul.

placa de ensaio

Breadboards são excelentes para produzir rapidamente um circuito. Eles podem ficar muito confuso para um grande circuito, e modelos mais baratos podem ser notoriamente pouco confiáveis, por isso vale a pena gastar um pouco mais de dinheiro em uma boa.

LEDs

LED significa Diodo emissor de luz. Eles são uma fonte de luz muito barato, e pode ser muito brilhante - especialmente quando agrupados. Eles podem ser comprados em uma variedade de cores, não se particularmente quente, e durar um longo tempo. Você pode ter LEDs em sua televisão, painel do carro, ou em seu lâmpadas Philips Hue.

LEDs

Seu microcontrolador Arduino também tem um built-in LED no pino 13, que é freqüentemente usado para indicar uma ação ou evento, ou apenas para testes.

Resistor foto

Um resistor foto (photocell ou Resistor dependente de luz) Permite que seu Arduino às medidas de mudanças na luz. Você poderia usar isso para ligar o computador quando é a luz do dia, por exemplo.

Resistências de fotografias

interruptor tátil

Video: Kit Arduino Iniciante com Guia de Projetos - US10

Um interruptor tátil é basicamente um botão. Ao premir que vai completar o circuito, e (normalmente) a mudança de 0V a + 5V. Arduinos pode detectar esta mudança, e responder adequadamente. Estes são muitas vezes momentâneo - o que significa que só são “pressionado” quando o dedo está segurando-los. Uma vez que você deixar ir, eles vão voltar ao seu estado padrão ( “pressionado un-”, ou desligado).

interruptor tátil

Video: Conheça o Kit Iniciante da RoboCore

piezo Speaker

Um alto-falante piezo é um pequeno alto-falante que produz um som de sinais elétricos. Elas são muitas vezes áspero e metálico, e soar nada como um alto-falante real. Dito isto, eles são muito barato e fácil de programar. Nosso Zumbido Jogo fio utiliza um para jogar o Python tema Monty “Flying Circus”.

piezo

resistência

Uma resistência limita o fluxo de electricidade. Eles são componentes muito baratos, e um grampo de circuitos eletrônicos amadores e profissionais. Eles são quase sempre necessário para proteger os componentes que está sendo sobrecarregado. Eles também são necessários para evitar um curto-circuito se o Arduino + 5V conecta diretamente para terra. Em suma: muito útil e absolutamente essencial.

resistores

fios jumper

jumper fios são usados para criar conexões temporárias entre os componentes em sua placa de ensaio.

Video: Kit iniciante de Arduino - Vale a pena? Navarro Eletrônica #13

fios jumper

Configurar o seu Arduino

Antes de iniciar qualquer projeto, você precisa para obter o seu Arduino falar com o seu computador. Isso permite que você escrever e compilar o código para o Arduino para executar, bem como fornecer uma maneira para o seu Arduino para trabalhar ao lado de seu computador.

Instalação do pacote Arduino Software no Windows

Cabeça para o site do Arduino e baixar uma versão do software Arduino apropriado para sua versão do Windows. Uma vez baixado, siga as instruções para instalar o Arduino Ambiente de desenvolvimento integrado (IDE).

Instalação do Windows

A instalação inclui drivers, por isso, em teoria, você deve ser bom para ir imediatamente. Se isso não funcionar por algum motivo, tente estas etapas para instalar os drivers manualmente:

Conecte sua placa e esperar que o Windows para iniciar seu processo de instalação do driver. Depois de alguns momentos, o processo irá falhar, apesar de seus melhores esforços.
Clique em Menu Iniciar gt; Painel de controle.
Navegar para Sistema e Segurança gt; Sistema. Quando a janela do Sistema é para cima, abra a Gerenciador de Dispositivos.
Sob portas (COM & LPT), você deve ver uma porta aberta com o nome Arduino UNO (COMxx).
clique direito sobre Arduino UNO (COMxx) gt; Atualizar driver.
Escolher Procurar meu computador para software driver.
Navegue e selecione o arquivo motorista do Uno, chamado ArduinoUNO.inf, localizado no Drivers pasta do download do Arduino Software.

Instalação do Windows

Windows irá terminar a instalação do driver de lá.

Instalando o Pacote de Software Arduino no Mac OS

Faça o download do software Arduino para Mac a partir do site do Arduino. Extraia o conteúdo do .fecho eclair arquivo e executar o aplicativo. Você pode copiá-lo em sua pasta de aplicativos, mas vai correr bem do seu Área de Trabalho ou Transferências pastas. Você não precisa instalar nenhum driver adicional para o Arduino UNO.

Configuração do Mac

Instalando o software Arduino no pacote Ubuntu / Linux

Instalar gcc-avr e avr-libc:

sudo apt-get instalar gcc-avr avr-libc

Se você não tem openjdk-6-jre já, instalar e configurar isso também:

sudo apt-get instalar openjdk-6-jresudo java update-alternatives --config

Selecione a correta JRE se você tiver mais de um instalado.

Ir para o site Arduino e baixar o software Arduino para Linux. Você pode untar e executá-lo com o seguinte comando:

alcatrão xzvf arduino-x.x.x-linux64.tgzCD arduino-1.0.1./arduino

Independentemente de qual OS você está rodando, as instruções acima assumir que tem um, marca placa Arduino Uno originais. Se você comprou um clone, você certamente precisa de drivers de terceiros antes que o conselho é reconhecido através de USB.

Executando o Software Arduino

Agora que o software está instalado e seu Arduino está configurado, vamos verificar tudo está funcionando. A maneira mais fácil de fazer isso é usando o aplicativo de amostra “Blink”.

Abra o software Arduino clicando duas vezes a aplicação Arduino (./ Arduino no Linux). Verifique se a placa está conectada ao computador e abra o piscar LED esboço exemplo: Arquivo gt; Exemplos gt; 1.Basics gt; Piscar. Você deverá ver o código para o aberto do aplicativo:

Arduino Blink

Para carregar este código ao seu Arduino, selecione a entrada na Ferramentas gt; Borda menu que corresponde ao seu modelo - Arduino Uno nesse caso.

Arduino Board

Selecione o dispositivo de série de sua placa do Ferramentas gt; Porta serial cardápio. No Windows, isso é provável que seja COM3 ou mais alto. No Mac ou Linux isso deve ser algo com /dev/tty.usbmodem nisso.

Arduino Porto

Finalmente, clique no Envio botão no canto superior esquerdo do seu ambiente. Aguarde alguns segundos, e você deve ver o RX e TX LEDs no piscar Arduino. Se o upload for bem sucedida, a mensagem “Done uploading” aparecerá na barra de status.

Alguns segundos após o carregamento termina, você deve ver o pino 13 LED na placa começar a piscar. Parabéns! Você tem o seu Arduino instalado e funcionando.

Projetos iniciais

Agora que você sabe o básico, vamos olhar para projetos de alguns iniciantes.

Piscar um LED

Você já usou o código de exemplo Arduino a piscar o on-board LED. Este projecto irá piscar um LED externo usando uma placa de ensaio. Aqui está o circuito:

Arduino Blink

Ligue a perna longa da (perna positiva LED, chamado de anódio) Para uma 220 ohm e depois para o digital pino 7. Ligue a perna curta (perna negativo, chamado de cátodo) Diretamente a chão (Qualquer uma das portas Arduino com GND sobre ele, sua escolha). Este é um circuito simples. O Arduino pode digitalmente controlar este pino. Girando o pino irá acender o LED, desligá-lo vai virar o LED. O resistor é necessário para proteger o LED de muita corrente - ele vai queimar sem um.

Aqui está o código que você precisa:

vazio configuração() {// colocar o seu código de configuração aqui, para executar uma vez:pinMode(7, SAÍDA)- // configurar o pino como uma saída}vazio laço() {// coloque o código principal aqui, para executar repetidamente:digitalWrite(7, ALTO)- // sua vez, levou emdemora(1000)- // espera um segundodigitalWrite(7, BAIXO)- // sua vez, levou offdemora(1000)- // espera um segundo}

Este código faz várias coisas:

void setup (): Este é executado pelo Arduino uma vez a cada vez que for iniciado. Isto é onde você pode configurar variáveis e qualquer coisa que seu Arduino precisa ser executado.
pinMode (7, OUTPUT): Isso diz ao Arduino usar este pino como uma saída, sem esta linha, o Arduino não saberia o que fazer com cada pino. Isso só precisa ser configurado uma vez por pin, e você só precisa configurar pinos você está pretendendo usar.
void loop (): Qualquer código no interior deste circuito é repetidamente executar uma e outra vez, até que o Arduino é desligado. Isso pode fazer projetos maiores mais complexo, mas funciona surpreendentemente bem para projetos simples.
digitalWrite (7, ALTA): Isto é usado para definir o pino ALTO ou BAIXO - EM ou FORA. Assim como um interruptor de luz, quando o pino é alto, o LED será ligado. Quando o pino é baixo, o LED será desligado. Dentro dos parênteses, você precisa especificar algumas informações adicionais para que isso funcione corretamente. Informações adicionais são conhecidos como parâmetros ou argumentos.

O primeiro (7) é o número de pinos. Se tiver ligado o seu LED a um pino diferente, por exemplo, você poderia alterar esta de sete para outro número. O segundo parâmetro tem que ser ALTO ou BAIXO, que especifica se o LED deve ser ligado ou desligado.
atraso (1000): A conta a Arduino que esperar por um determinado período de tempo em milissegundos. 1000 milissegundos é igual a um segundo, então isso fará com que o Arduino esperar por uma vez segundo.

Uma vez que o LED foi ligado por um segundo, o Arduino em seguida, executa o mesmo código, só que passa a ligar o LED desligado e esperar mais um segundo. Quando esse processo for concluído, o ciclo começa novamente, eo LED está novamente ligado.

Desafio: Tente ajustar o tempo de atraso entre ligar o LED ligado e desligado. O que você observa? O que acontece se você definir o atraso para um número muito pequeno, como um ou dois? você pode modificar o código e circuito a piscar dois LEDs?

Adicionando um botão

Agora que você tem um trabalho LED, vamos adicionar um botão para o seu circuito:

Botão Arduino

Ligue o botão para que se preenche o canal no meio da placa de ensaio. Ligue o canto superior direito perna para Pin 4. Ligue o canto inferior direito perna para um 10k Ohm resistor e depois para chão. Ligue o inferior esquerdo perna para 5V.

Você pode estar se perguntando por que um simples botão precisa de um resistor. Isto serve duas finalidades. É um Puxar para baixo resistor - liga o pino à terra. Isto assegura que não há valores espúrios são detectadas, e previne o Arduino pensando você pressionou o botão quando você não fez. O segundo objetivo deste resistor é como um limitador de corrente. Sem ele, 5V iria diretamente no chão, o fumaça mágica seria lançado, e seu Arduino iria morrer. Isto é conhecido como um curto-circuito, de modo que o uso de um resistor evita que isto aconteça.

Quando o botão não for pressionado, o Arduino detecta solo (4 pino gt; resistência gt; chão). Quando você pressiona o botão, 5V é ligado à terra. Arduino pino 4 pode detectar esta mudança, como o pino 4 agora mudou do solo ao 5V-

Aqui está o código:

boolean buttonOn = falso- // armazena o estado do botãovazio configuração() {// colocar o seu código de configuração aqui, para executar uma vez:pinMode(7, SAÍDA)- // configurar o LED como uma saídapinMode(4, ENTRADA)- // configurar o botão como entrada}vazio laço() {// coloque o código principal aqui, para executar repetidamente:E se(digitalRead(4)) {demora(25)-E se(digitalRead(4)) {// se o botão foi pressionado (e não era um sinal espúrio)E se(buttonOn)// estado botão de alternânciabuttonOn = falso-outrobuttonOn = verdade-demora(500)- // espera 0.5s - não executar o código várias vezes}}E se(buttonOn)digitalWrite(7, BAIXO)- // sua vez, levou offoutrodigitalWrite(7, ALTO)- // sua vez, levou em}

Este código tem por base o que você aprendeu na seção anterior. O botão de hardware que você utilizou é um momentâneo açao. Isso significa que ele só vai funcionar enquanto você está segurando-o para baixo. A alternativa é um trancando açao. Este é apenas como a sua luz ou soquete switches, prima uma vez para ligar, pressione novamente para desligar. Felizmente, um comportamento de travamento pode ser implementado no código. Aqui está o que o código adicional faz:

boolean buttonOn = false: Esta variável é usada para armazenar o estado do botão - ON ou OFF, alta ou baixa. É dado um valor padrão de false.
pinMode (4, ENTRADA): Muito parecido com o código usado para o LED, esta linha de conta a Arduino que você conectou um (o botão) de entrada para o pino 4.
se (digitalRead (4)): De uma forma semelhante ao digitalWrite (), digitalRead () é utilizado para ler o estado de um pino. Você precisa fornecer-lhe um número PIN (4, para o botão).

Depois de ter pressionado o botão, o Arduino espera 25ms e verifica novamente o botão. Isto é conhecido como um debounce software. Isso garante que o que o Arduino pensa era pressionar um botão, realmente era pressionar um botão, e não ruído. Você não tem que fazer isso, e na maioria dos casos as coisas vão funcionar bem sem ele. É mais de uma melhor prática.

Se o Arduino é certo que você realmente fez pressionar o botão, em seguida, altera o valor do buttonOn variável. Isso alterna o estado:

ButtonOn é verdade: Definido como falso.
ButtonOn é falsa: Definido como verdadeiro.

Finalmente, o LED é ligado off de acordo com o estado armazenado no buttonOn.

Sensor de luz

Vamos passar para um projeto avançado. Este projecto irá utilizar um Resistor dependente de luz (LDR) para medir a quantidade de luz disponível. O Arduino, então, dizer suas mensagens úteis de computador sobre o nível de luz atual.

Video: Arduino - Robótica para iniciantes

Aqui está o circuito:

Arduino LDR

Como LDRs são um tipo de resistor, não importa qual rodada forma como eles são colocados - eles não têm uma polaridade. Conectar 5V para um lado do LDR. Ligar o outro lado para chão através de um 1k Ohm resistor. Também conectar este lado para entrada analógica 0.

Este resistor age como um resistor suspenso, assim como nos projetos anteriores. Um pino analógico é necessária, como LDRs são dispositivos analógicos, e esses pinos contém um circuito especial para a leitura com precisão hardware analógico.

Aqui está o código:

luz int = 0- // armazena o valor atual de luzvazio configuração() {// colocar o seu código de configuração aqui, para executar uma vez:Serial.início(9600)- // configurar de série para falar com computador}vazio laço() {// coloque o código principal aqui, para executar repetidamente:luz = analogRead(A0)- // ler e salvar o valor do LDR// dizer computador o nível de luzE se(luz lt; 100) {Serial.println("É bastante leve!")-}outro E se(luz gt; 100 && luz lt; 400) {Serial.println("É leve média!")-}outro {Serial.println("É muito escuro!")-}demora(500)- // não spam do computador!}

Este código faz algumas coisas novas:

Serial.begin (9600): Isso diz ao Arduino que pretende comunicar através de série a uma taxa de 9600. O Arduino vai preparar tudo o necessário para isso. A taxa não é tão importante, mas tanto o seu Arduino e computador precisa estar usando a mesma.
analogRead (A0): Isto é usado para ler o valor vindo do LDR. Um valor mais baixo significa que há mais luz disponível.
Serial.println (): Isto é usado para escrever um texto para a interface serial.

O simples E se declaração envia cordas diferentes (texto) para o seu computador, dependendo da luz disponível.

Enviar este código e mantenha o cabo USB conectado (que é como o Arduino irá se comunicar, e onde o poder vem). Abra o monitor serial (Canto superior direito gt; Serial monitor), Você deve ver as mensagens que chegam a cada 0,5 segundos.

O que você observa? O que acontece se você cobrir a LDR ou brilhar uma luz brilhante sobre ele? você pode modificar o código para imprimir o valor do LDR ao longo de série?

Faça algum Barulho

Este projeto usa o alto-falante Piezo para fazer sons. Aqui está o circuito:

Arduino Piezo

Notar algo familiar? Este circuito é quase exatamente o mesmo que o projeto de LED. Piezos são componentes muito simples - eles fazem um som quando recebe um sinal elétrico. Ligue o positivo perna para o digital pino 9 através de um 220 Ohm resistor. Ligue o negativo perna para chão.

Aqui está o código, é muito simples para este projeto:

vazio configuração() {// colocar o seu código de configuração aqui, para executar uma vez:pinMode(9, SAÍDA)- // piezo configure como saída}vazio laço() {// coloque o código principal aqui, para executar repetidamente:tom(9, 1000)- // fazer piezo zumbidodemora(1000)- // 1s de esperanenhum(9)- // som paradademora(1000)- // 1s de espera}

Há apenas algumas novo código apresenta aqui:

tom (9, 1000): Isso faz com que o piezo gerar um som. Leva dois argumentos. O primeiro é o pino de usar, e o segundo é a frequência do tom.
noTone (9): Este pára de produzir qualquer som no pino fornecido.

Tente alterar este código para produzir uma frequência diferente. Alterar o atraso de 1 ms - O que você observa?

Para onde ir a partir daqui

Como você pode ver, o Arduino é uma maneira fácil de entrar em eletrônica e software. Esperamos que você tenha visto que é fácil de construir projetos eletrônicos simples com ele. Você pode construir muito mais projetos complexos depois de entender os básicos:

O Arduino você possui? Existem quaisquer projetos divertidos que você gosta de fazer? Deixe-nos saber nos comentários abaixo!