Arduino схемы – Arduino для начинающих: пошаговые инструкции. Программирование и проекты Arduino: с чего начать?

Содержание

Архивы Arduino | Каталог самоделок

Arduino

В продолжении темы о модулях Arduino хочется предложить интересный проект, связанный биометрией. Собрав описываемое

Arduino

Благодаря Arduino можно собрать универсальный пульт дистанционного управления (ПДУ). Очень удобно, когда с одного

Arduino

После создания множества прототипов Arduino на макетной плате, я решил сделать что-то полезное, то,

Arduino

За универсальным тестером будущее. Всего лишь при подсоединении щупов, универсальный пробник определяет сопротивление, ёмкость,

Arduino

Речь пойдет о перехвате данных с беспроводных клавиатур, в которых используется радиочастотный передатчик NRF24L0

Arduino

Необходимость в толщиномере лакокрасочных покрытий (ЛКП) особо ощутима при покупке автомобиля с пробегом. Только

Arduino

USBasp S51&AVR — простой внутрисхемный USB-программатор для контроллеров серии S51 фирмы Atmel: AT89S51, AT89S52,

Arduino

В этой инструкции, для примера, рассмотрим начало работы в операционной системе Windows. Для операционных

volt-index.ru

схема, память, питание, подключение устройств

Плата Arduino Uno  — центр большой империи Arduino, самое популярное и самое доступное устройство Arduino. В ее основе лежит чип ATmega — в последней ревизии Арудуино Уно R3 — это ATmega328 (хотя на рынке можно еще встретить варианты платы UNO с ATmega168). Arduino Uno является самым подходящим вариантом для начала работы с платформой: она имеет удобный размер (не слишком большой, как у Mega и не такой маленький, как у Nano), достаточно доступна из-за массового выпуска всевозможных клонов, под нее написано огромное количество бесплатных уроков и скетчей. В этой статье мы рассмотрим основные особенности, характеристики и устройство платы Arduino Uno R3, требования к питанию и возможности подключения внешних устройств.

Характеристики Arduino Uno

МикроконтроллерATmega328
Рабочее напряжение
Напряжение питания (рекомендуемое)7-12В
Напряжение питания (предельное)6-20В
Цифровые входы/выходы14 (из них 6 могут использоваться в качестве ШИМ-выходов)
Аналоговые входы6
Максимальный ток одного вывода40 мА
Максимальный выходной ток вывода 3.3V50 мА
Flash-память32 КБ (ATmega328) из которых 0.5 КБ используются загрузчиком
SRAM2 КБ (ATmega328)
EEPROM1 КБ (ATmega328)
Тактовая частота16 МГц

 

Изображения плат Ардуино Уно

Устройство Arduino Uno

Ардуино — это открытая платформа. По сути, любой желающий может скачать схему с официального сайта или одного из популярных форумов, а затем собрать плату на основе контроллера ATmega. Необходимые электронные компоненты можно весьма не дорого купить во множестве интернет-магазинов.

Схема и распиновка платы Arduino Uno

Принципиальная схема:

 

Описание элементов платы Arduino Uno R3

Распиновка микроконтроллера ATMega 328

Описание пинов Ардуино

Пины Ардуино используются для подключения внешних устройств и могут работать как в режиме входа (INPUT), так и в режиме выхода (OUTPUT).  К каждому входу может быть подключен встроенный резистор 20-50 кОм с помощью выполнения команды pinMode () в режиме INPUT_PULLUP. Допустимый ток на каждом из выходов – 20 мА, не более 40 мА в пике.
Для удобства работы некоторые пины совмещают в себе несколько функций:

  • Пины 0 и 1  — контакты UART (RХ и TX соответственно) .
  • Пины c 10 по 13 – контакты SPI (SS, MOSI, MISO и SCK соответственно)
  • Пины A4 и A5 – контакты I2C (SDA и SCL соответственно).

Цифровые пины платы Uno

Пины с номерами от 0 до 13 являются цифровыми. Это означает, что вы можете считывать и подавать на них только два вида сигналов: HIGH и LOW. С помощью ШИМ также можно использовать цифровые порты для управления мощностью подключенных устройств.

Пин ардуиноАдресация в скетчеСпециальное назначениеШИМ
Цифровой пин 00RX
Цифровой пин 11TX
Цифровой пин 22Вход для прерываний
Цифровой пин 33Вход для прерыванийШИМ
Цифровой пин 44
Цифровой пин 55ШИМ
Цифровой пин 66ШИМ
Цифровой пин 77
Цифровой пин 88
Цифровой пин 99ШИМ
Цифровой пин 1010SPI (SS)ШИМ
Цифровой пин 1111SPI (MOSI)ШИМ
Цифровой пин 1212SPI (MISO)
Цифровой пин 1313SPI (SCK)

К выходу также подсоединен встроенный светодиод (есть в большинстве плат Arduino)

 

Аналоговые пины Arduino Uno

Аналоговые пины Arduino Uno предназначены для подключения аналоговых устройств и являются входами для встроенного аналого-цифрового преобразователя (АЦП), который в ардуино уно десятиразрядный.

ПинАдресация в скетчеСпециальное назначение
Аналоговый пин A0A0 или 14
Аналоговый пин A1A1 или 15
Аналоговый пин A2A2 или 16
Аналоговый пин A3A3 или 17
Аналоговый пин A4A4 или 18I2C (SCA)
Аналоговый пин A5A5 или 19I2C (SCL)

 

Дополнительные пины на плате

  • AREF – выдает опорное напряжения для встроенного АЦП. Может управляться функцией analogReference().
  • RESET – подача низкого сигнала на этом входе приведет к перезагрузке устройства.

Подключение устройств

Подключение любых устройств к плате осуществляется путем присоединения к контактам, расположенным на плате контроллера: одному из цифровых или аналоговых пинов или пинам питания. Простой светодиод можно присоединить, используя два контакта: землю (GND) и сигнальный (или контакт питания).

Самый простой датчик потребует задействовать минимум три контакта: два для питания, один для сигнала.

При любом варианте подключения внешнего устройства следует помнить, что использование платы в качестве источника питания возможно только в том случае, если устройство не потребляет больше разрешенного предельного тока контроллера.

Варианты питания Ардуино Уно

Рабочее напряжение платы Ардуино Уно — 5 В. На плате установлен стабилизатор напряжения, поэтому на вход можно подавать питание с разных источников. Кроме этого, плату можно запитывать с USB — устройств. Источник питания выбирается автоматически.

  • Питание от внешнего адаптера, рекомендуемое напряжение от 7 до 12 В. Максимальное напряжение 20 В, но значение выше 12 В с высокой долей вероятности быстро выведет плату из строя. Напряжение менее 7 В может привести к нестабильной работе, т.к. на входном каскаде может запросто теряться 1-2 В. Для подключения питания может использоваться встроенный разъем DC 2.1 мм или напрямую вход VIN для подключения источника с помощью проводов.
  • Питание от USB-порта компьютера.
  • Подача 5 В напрямую на пин 5V. В этом случае обходится стороной входной стабилизатор  и даже малейшее превышение напряжения может привести к поломке устройства.

Пины питания

  • 5V – на этот пин ардуино подает 5 В, его можно использовать для питания внешних устройств.
  • 3.3V – на этот пин от внутреннего стабилизатора подается напряжение 3.3 В
  • GND – вывод земли.
  • VIN – пин для подачи внешнего напряжения.
  • IREF – пин для информирования внешних устройств о рабочем напряжении платы.

Память Arduino Uno R3

Плата Uno по умолчанию поддерживает три типа памяти:

  • Flash – память объемом 32 кБ. Это основное хранилище для команд. Когда вы прошиваете контроллер своим скетчем, он записывается именно сюда. 2кБ из данного пула памяти отводится на bootloader- программу, которая занимается инициализацией системы, загрузки через USB и запуска скетча.
  • Оперативная SRAM память объемом  2 кБ. Здесь по-умолчанию хранятся переменные и объекты, создаваемые в ходе работы программы. Память эта энерго-зависимая, при выключении питания все данные, разумеется, сотрутся.
  • Энергонезависимая память (EEPROM) объемом 1кБ. Здесь можно хранить данные, которые не сотрутся при выключении контроллера. Но процедура записи и считывания EEPROM требует использования дополнительной библиотеки, которая доступна в Arduino IDE по-умолчанию. Также нежно помнить об ограничении циклов перезаписи, присущих технологии EEPROM.

Некоторые модификации стандартной платы Uno могут поддерживать память с большими значениями, чем в стандартном варианте. Но следует понимать, что для работы с ними потребуются и дополнительные библиотеки.

Программирование для платы Uno

Для написания программ (скетчей) для контроллер Ардуино вам нужно установить среду программирования. Самым простым вариантом будет установка бесплатной Arduino IDE, скачать ее можно с официального сайта.

После установки IDE вам нужно убедиться, что выбрана нужная плата. Для этого у Arduino IDE в меню «Инструменты» и подпункте «Плата» следует выбрать нашу плату (Arduino/Genuino Uno). После выбора платы автоматически изменятся параметры сборки проекта и итоговый скетч будет скомпилирован в формат, который поддерживает плата. Подключив контроллер к компьютеру через USB, вы сможете в одно касание заливать на него вашу программу,используя команду «Загрузить».

Сам скетч чаще всего представляет собой бесконечный цикл, в котором регулярно опрашиваются пины с присоединенными датчиками и с помощью специальных команд формируется управляющее воздействие на внешние устройства (они включаются или выключаются). У программиста Ардуино есть возможность подключить готовые библиотеки, как встроенные в IDE, так и доступные на многочисленных сайтах и форумах.

Написанная и скомпилированная программа загружается через USB-соединение (UART- Serial). Со стороны контролера за этот процесс отвечает bootloader.

Более подробную информацию о том, как устроены программы для платы Ардуино можно найти в нашем разделе, посвященном программированию.

Отличие Arduino Uno от других плат

Сегодня на рынке можно встретить множество вариантов плат ардуино. Самыми популярными конкурентами Уно являются платы Nano и Mega. Первая пойдет для проектов, в которых важен размер.  Вторая — для проектов, где у схема довольно сложна и требуется множество выходов.

Отличия Arduino Uno от Arduino Nano

Современные платы Arduino Uno и Arduino Nano версии R3 имеют, как правило, на борту общий микроконтроллер: ATmega328. Ключевым отличием является размер платы и тип контактных площадок. Габариты Arduino Uno: 6,8 см x 5,3 см. Габариты Arduino Nano: 4,2 см x 1,85 см. В Arduino UNO используются коннекторы типа «мама», в Nano – «гребень» из ножек, причем у некоторых моделей контактные площадки вообще не припаяны.  Естественно, больший размер UNO по сравнению с Nano в некоторых случаях является преимуществом, а в некоторых – недостатком. С платой большого размера гораздо удобнее производить монтаж, но она неудобна в реальных проектах, т.к. сильно увеличивает габариты конечного устройства.

На платах Arduino Uno традиционно используется разъем TYPE-B (широко применяется также для подключения принтеров и МФУ). В некоторых случаях можно встретить вариант с разъемом Micro USB. В платах Arduino Nano стандартом является Mini или Micro USB.

Естественно, различия есть и в разъеме питания. В плате Uno есть встроенный разъем DC, в Nano ему просто не нашлось места.

Кроме аппаратных, существуют еще небольшие отличия в процессе загрузки скетча в плату. Перед загрузкой следует убедиться, что вы выбрали верную плату в меню «Инструменты-Плата».

Отличия от Arduino Mega

Плата Mega в полном соответствии со своим названием является на сегодняшний день самым большим по размеру и количеству пинов контроллеров Arduino. По сравнению с ней в Uno гораздо меньше пинов и памяти. Вот список основных отличий:

  • Плата Mega использует иной микроконтроллер: ATMega 2560. Но тактовая частота его равна 16МГц, так же как и в Уно.
  • В плате Mega большее количество цифровых пинов — 54 вместо 14 у платы Uno. И аналоговых — 16 / 6.
  • У платы Mega больше контактов, поддерживающих аппаратные прерывания: 6 против 2. Больше Serial портов — 4 против 1.
  • По объему памяти Uno тоже существенно уступает Megа. Flash -память 32/256, SRAM —  2/8, EEPROM — 4/1.

Исходя из всего этого можно сделать вывод, что для больших сложных проектов с программами большого размера и активным использованием различных коммуникационных портов лучше выбирать Mega. Но эти платы дороже Uno и занимают больше места, поэтому для небольших проектов, не использующих все дополнительные возможности Mega, вполне сойдет Uno — существенного прироста скорости при переходе на «старшего» брата вы не получите.

Краткие выводы

Arduino Uno — отличный вариант платы для создания  своих первых умных устройств. 14 цифровых и 6 аналоговых пинов позволяют подключать разнообразные датчики, светодиоды, двигатели и другие внешние устройства. USB-разъем поможет подключиться к компьютеру для перепрошивки скетча без дополнительных внешних устройств. Встроенный стабилизатор  позволяет использовать различные элементы питания с широким диапазоном напряжения, от 6-7 до 12-14 В. В Arduino Uno достаточно удобно реализована работа с популярными протоколами: UART, SPI, I2C. Есть даже встроенный светодиод, которым можно помигать в своем первом скетче. Чего еще желать начинающему ардуинщику?

arduinomaster.ru

Уроки Arduino для новичков 1.2.1 Схема Arduino


На этом уроке поговорим о принципиальной схеме Arduino. Схема данной платы Arduino — это конечно же что-то профессиональное. Мы не собираемся вносить изменения в схему, но нам будет полезно её рассмотреть. Потому-что понимание схем, возможность их чтения — это очень полезный навык. Так как часто, я ловлю себя на том, что при разработке новых устройств, первое что я делаю — это ищу уже готовые похожие разработки других людей. Я лезу в интернет и начинаю искать не делал ли кто-нибудь что-то подобное. И вы находите электронные проекты и делаете их сами по примеру тех, что опубликованы в сети. А традиционный метод внедрения электронного проекта — это разработка принципиальных электрических схем. 

Схемы демонстрируют нам каким образом всё соединено. Вот что такое принципиальные схемы, это графическое отображение того, какие компоненты задействованы в устройстве и как они соединены вместе.

И вы можете повторять их. Я довольно часто занимаюсь тем, что изучаю существующие схемы и затем копирую их. Внедряю и монтирую компоненты соответственно схеме.

Вам прийдётся научиться разбираться в принципиальных схемах, что бы делать то же.

Так как мы выяснили на сколько это полезно, слегка взглянем на схемы Arduino. Лицензия open source нам разрешает это делать.

Вот перед нами схема платы Arduino UNO R3. Проект Arduino имеет открытую лицензию open source, поэтому эта принципиальная електрическая схема в открытом доступе. И вы можете скачать её с сайта arduino.cc. Вы можете разработать и свою собственную. Вы можете, руководствуясь этой схемой, разработать свои электронные цепи, и выполнить их монтаж.

Я хочу обратить внимание, что это упрощённая схема, но и тут достаточно много компонентов. Мы далеко не на всём будем останавливаться, но рассмотрим некоторые важные элементы на схеме, просто что-бы понимать что это и как оно относится ко всей плате. Потому, что всё, что вы видите на этой схеме, физически расположено на вашей плате разработчика. Оно всё там.

Также замечу, что расположение элементов на схеме не соответствует их расположению на реальной законченной плате? Когда их устанавливают на физической плате, то расположение элементов выбирают таким, чтобы все разместить как можно компактнее.

Здесь на схематическом представлении вам нет необходимости волноваться насчет компактности, ведь вам важнее читабельность. Поэтому и получается такое различие схематического представления с физическим.

Но, если вам интересно увидеть схемы печатной платы и как элементы расположены на ней, они тоже доступны на Arduino.cc и их конечно же сложнее читать, но взглянуть на них можно. Но не они для нас важны. Это всего лиш схемы монтажа, которые показывают к чему компоненты должны быть соединены. И какие выводы должны быть соединены с какими выводами.

Давайте остановимся на принципиальной схеме подетальней. Если вы взглянёте на схему, то увидете, что я обвёл некоторые компоненты красным. Первое, что выделено, это процессоры. Как и говорилось ранее, тут два микроконтроллера. Это ATmega328, который за главного и который вы будете программировать. А так же ATmega16U2 который решает вопросы обмена данными с USB-портом.

Они оба выделены на рисунке и тут кажется, что ATmega16U2 больше размером. На самом деле он конечно меньше. Этот рисунок не в масштабе. Так что ATmega16U2 вообще-то — меньшая микросхема на плате. Но это не важно. Тут она больше, потому-что на ней больше текста.

Каждая надпись на прямоугольнике микроконтроллера, это подпись одного из его выводов. Значит вы можете видеть названия каждого вывода, которые подсказывают, к чему их нужно подключить.

Так же вы можете видеть контакты платы ардуино, которые тоже выделены красным. Это выводы питания, аналоговых входов и дискретных входов — выходов.

Все выше сказанные элементы выделены и подписаны тут. Они напрямую связаны с другими компонентами, которые мы видели на плате.

Так что тут ещё бросается в глаза? Вот несколько интересных электронных деталей. Разъем питания, который выделен здесь красным. Порты ICSP. ICSP1 и ICSP2 — те самые порты, которые используются для заливки прошивок на два процессора и которые тоже выделены фломастером. Дальше разъем USB-порта. Так же для протокола снова вспомню микроконтроллер ATmega328. Это для вас самые основные элементы платы, которые выделены на схеме.

Там есть ещё куча других мелких компонентов: светодиоды, резисторы и остальные, но на них мы останавливаться подробно не будем. Главное послание этой схемы пользователю — это показать, как все соединено вместе.


Автор профессор Ian Harris из Калифорнийского университета

Перевод Гресько Евгений




geekmatic.in.ua

Arduino uno r3 схема | Технохрень

Схема довольно простая:

Скачать ее в формате PDF тут: Arduino_Uno_Rev3-schematic или в формате EAGLE тут: arduino_Uno_Rev3-02-TH. Можно использовать Atmega168 или Atmega328, так как они совместимы. Единственное что при прошивке иногда надо указать тип процессора. Распиновка Atmega328/168:

 

Аналоги UNO r3

Вообще на мой взгляд нет смысла делать или использовать Arduino UNO. Но конечно все зависит от конкретных задач. В своих схемах я обычно использую китайские Pro Mini. Типа такой:

 

Вообще говоря эти pro mini все разные по распиновке, но выводы подписаны и проблем не возникает, они дешевые и сердитые. Это ее преимущество перед Arduino UNO r3. Кроме цены, они хороши еще размером. Правда прошивать их нужно через такую штуку:

Ну перепрошивать-то часто их не нужно

Преимущества Arduino UNO r3

  • Универсальный форм-фактор. Позволяет сделать бутерброд из плат на любой вкус. Расположение пинов на этой плате де-факто стало стандартом, и большинство модулей (шилдов) для ардуино выпускается именно под Arduino UNO.
  • Большинство готовых скетчей и библиотек работает под UNO. Несмотря на то, что в Pro Mini используется тот же микроконтроллер, загрузчики у них отличаются – соответственно отличаются и прошивки. Как и в других Arduino на этом же чипе. Хотя в основном библиотеки совместимы.

Все же ее проще купить в Китае на aliexpress, чем собрать самому . Если уж что-то хочется собрать самому, то вам сюда: Arduino UNO своими руками.

Опубликовать вашу статью на нашем сайте можно тут!

skproj.ru

Arduino сайт на русском для начинающих мастеров ардуино

Arduino – это название сразу нескольких технологий, с помощью которых можно создавать умные устройства. Ардуино создавался преподавателями для студентов, поэтому для начала работы с инженерными проектами не нужно много денег! Вы можете легко и довольно дешево купить электронную плату Arduino в интернете на многочисленных интернет-магазинах. А программы и все необходимые библиотеки совершенно официально можно скачать бесплатно с официального сайта и найти на сотнях  других ресурсов в интернете. Миллионы людей используют ардуино для своих проектов и интернета вещей.

С чего начать работу с Ардуино

Если вы делаете первые шаги в мире Ардуино, то советуем вам заранее приготовиться к двойному потоку знаний. Во-первых, вам придется разобраться с тем,что такое контроллер Arduino, какие устройства можно к нему подключить и как это сделать. Во-вторых, научиться навыкам программирования в Arduino. Все это потребует какого-то времени, но результат стоит свеч! И крайне важно, чтобы теория сочеталась с практикой. Создавайте ваши первые проекты как можно быстрее!

Первые шаги Arduino

Ардуино для начинающих

Arduino – это возможность делать сложные и умные вещи просто. Идеальный вариант для первых шагов начинающих технических гениев. Вы можете легко собрать электронные схемы из готовых конструкторов и наборов, загрузить готовую программу, которую можно скачать совершенно бесплатно и начать использовать умное электронное устройство.

Arduino – это электронные платы, к которым можно подсоединять различные датчики, двигатели, экраны и много других электронных компонентов. Плата Ардуино будет управлять этими компонентами с помощью программы, который вы в нее загрузите. Самые популярные платы для начинающих – это Arduino Uno, Ardino Mega, Arduino Nano и Arduino Leonardo. Кроме этого есть множество  других вариантов, подходящих для конкретных случаев.

Arduino – это еще и совершенно бесплатная среда программирования Arduino IDE, в которой можно писать программы (скетчи) для контроллера. Программа прошивается в микроконтроллер буквально одним нажатием на кнопку. Никаких особых знаний не требуется!  Вы можете даже не писать программу – просто найти и скачать готовый скетч, который просто откроете в Arduino IDE.

Arduino –это сообщество инженеров, которые всегда готовы помочь советом. Это огромное количество сайтов с документацией, примерами и схемами. Начать можно с официального сайта, но кроме него сегодня появилось огромное количество сайтов на русском с форумом русскоязычных инженеров.

Arduino для детей

Принято считать, что Arduino довольно сложен для детей средней школы, но это не так! Сегодня есть огромное количество инструментов и технологий, позволяющих без проблем преподавать ардуино на кружках робототехники даже самых маленьких! На нашем сайте вы можете найти уроки Ардуино, помогающие сделать первые шаги.

Arduino – это целый мир, в котором можно почувствовать себя волшебником. Лучший инструмент для приобщения детей к технологиям и вдохновленного инженерного творчества! Для обучения детей электронике вы можете использовать как отдельные контроллеры Arduino Uno, Mega или Nano, а также наборы и конструкторы ардуино российских и китайских производителей. Обучение детей программированию Ардуино возможно с использованием среды программирования Arduino IDE или же в визуальной среде Scratch.

arduinomaster.ru

Arduino для начинающих: пошаговые инструкции. Программирование и проекты Arduino: с чего начать?

Arduino является очень популярным среди всех любителей конструировать. Следует ознакомить с ними и тех, кто ни разу про него не слышал.

Что собой представляет Arduino?

Как вкратце можно охарактеризовать Arduino? Оптимальными словами будут такие: электронный конструктор. Arduino представляет собой инструмент, с помощью которого можно создавать различные электронные устройства. По сути, это настоящая аппаратная вычислительная платформа универсального предназначения. Она может использоваться как для построения простых схем, так и для реализации довольно сложных проектов.

Базируется конструктор на своей аппаратной части, которая представляет собой плату ввода-вывода. Для программирования платы используются языки, которые основаны на C/C++. Они получили название, соответственно, Processing/Wiring. От группы С они унаследовали предельную простоту, благодаря чему осваиваются они весьма быстро любым человеком, и применять знания на практике не является довольно значительной проблемой. Чтобы вы понимали легкость работы, часто говорят, что Arduino — для начинающих волшебников-конструкторов. Разобраться с платами «Ардуино» могут даже дети.

Что на нём можно собрать?

Применение Arduino довольно разнообразно, его можно использовать, как и для простейших примеров, которые будут рекомендованы в конце статьи, так и для довольно сложных механизмов, среди которых манипуляторы, роботы или производственные станки. Некоторые умельцы умудряются на основе таких систем делать планшеты, телефоны, системы наблюдения и безопасности домов, системы «умный дом» или просто компьютеры. Arduino-проекты для начинающих, которыми может для начала заняться даже тот, кто не имеет опыта, находятся в конце статьи. Их даже можно использовать для создания примитивных систем виртуальной реальности. Всё благодаря довольной универсальной аппаратной составляющей и возможностям, которые предоставляет программирование Arduino.

Где приобрести составляющие?

Оригинальными считаются составляющие, произведённые в Италии. Но и цена таких комплектов не низкая. Поэтому целый ряд компаний или даже отдельные люди кустарным методом изготавливают Arduino-совместимые устройства и компоненты, которые в шутку прозывают производственными клонами. При покупке таких клонов нельзя с уверенностью сказать, что они будут работать, но желание сэкономить берёт свое.

Составляющие могут приобретаться или в составе комплектов, или по отдельности. Существуют даже уже заранее подготовленные наборы, чтобы собрать машинки, вертолёты с различными типами управления или корабли. Набор, как на фотографии вверху, произведённый в Китае, обойдётся в 49 долларов.

Подробнее об аппаратуре

Плата Ардуино является простым микроконтроллером AVR , который был прошит бутлоадером и имеет минимально необходимый минимум USB-UART порт. Есть ещё важные составляющие, но в пределах статьи лучше будет остановиться только на этих двух составляющих.

Сначала о микроконтроллере, механизме, построенном на одной схеме, в которой и размещается разработанная программа. На программу могут влиять нажатия кнопок, получение сигналов от составляющих творения (резисторов, транзисторов, датчиков и т. д.) и т. д. Причем датчики могут быть самые различные по своему предназначению: освещения, ускорения, температуры, расстояния, давления, препятствия и т. д. В качестве устройств индикации может вестись использование простых деталей, от светодиодов и пищалок к сложным устройствам, вроде графических дисплеев. В качестве исполнительных устройств рассматриваются моторчики, клапаны, реле, сервомашинки, электромагниты и множество других, которых перечислять очень и очень долго. С чем-то из этих списков МК работает прямо, с помощью соединительных проводов. Для некоторых механизмов нужны переходные устройства. Но если вы уж начнёте конструировать, оторваться вам будет сложно. Теперь поговорим о программировании Arduino.

Подробнее о процессе программирования платы

Уже готовую к работе на микроконтроллере программу называют прошивкой. Может быть как один проект, так и проекты Arduino, поэтому каждую прошивку желательно было бы хранить в отдельной папке, чтобы ускорить процесс нахождения нужных файлов. Она прошивается на кристалл МК посредством специализированных устройств: программаторов. И тут «Ардуино» имеет одно преимущество – ему не нужен программатор. Всё сделано так, чтобы программирование Arduino для начинающих не составляло труда. Написанный код можно загрузить в МК посредством USB-шнура. Достигается это преимущество не каким-то встроенным уже заранее программатором, а спецпрошивкой – бутлоадером. Бутлоадер является специальной программкой, которая запускается сразу после подключения и слушает, будут ли какие-то команды, прошивать ли кристалл, есть ли проекты Arduino или нет. Из использования бутлоадера выплывает несколько очень привлекательных плюсов:

  1. Использование только одного канала связи, что не требует дополнительных затрат по времени. Так, проекты Arduino не требуют, чтобы вы подключали множество различных проводов, и возникала путаница при их использовании. Для успешной работы хватает одного USB-шнура.
  2. Защита от кривых рук. Довести микроконтроллер до состояния кирпича с помощью прямой прошивки довольно легко, сильно напрягаться не надо. При работе с бутлоадером до потенциально опасных настроек вам не добраться (с помощью программы разработки, конечно, а так сломать можно всё). Поэтому Arduino для начинающих предназначен не только с той точки зрения, что понятен и удобен, он ещё позволит избежать нежелательных денежных трат, связанных с неопытностью работающего с ними человека.

Проекты для начала

Когда вы обзавелись комплектом, паяльником, канифолью и припоем, не следует сразу лепить очень сложные конструкции. Их, конечно, слепить можно, но шанс успеха в Arduino для начинающих довольно низкий при сложных проектах. Для тренировки и «набивания» руки вы можете попробовать реализовать несколько более простых задумок, которые помогут разобраться с взаимодействием и работой «Ардуино». В качестве таких первых шагов в работе с Arduino для начинающих можно посоветовать рассмотреть:

  1. Создать мигающий светодиод, который будет работать благодаря «Ардуино».
  2. Подключение отдельной кнопки к «Ардуино». При этом можно сделать так, чтобы кнопка могла регулировать свечение светодиода из пункта №1.
  3. Подключение потенциометра.
  4. Управление сервоприводом.
  5. Подключение и работа с трехцветным светодиодом.
  6. Подключение пьезоэлемента.
  7. Подключение фоторезистора.
  8. Подключение датчика движения и сигналы о его работе.
  9. Подключение датчика влажности или температуры.

Проекты для будущего

Вряд ли вы интересуетесь «Ардуино» для того, чтобы подключать отдельные светодиоды. Скорее всего, вас привлекает возможность создать свою машинку, радиоуправляемый катер или летающую вертушку. Такие проекты сложны в своей реализации, они потребует много времени и усидчивости, но, выполнив их, вы получите то, что желали: ценный опыт конструирования с Arduino для начинающих.

fb.ru

Уроки Arduino для новачків 1.2.1 Схема Arduino

На этом уроке поговорим о принципиальной схеме Arduino. Схема данной платы Arduino — это конечно же что-то профессиональное. Мы не собираемся вносить изменения в схему, но нам будет полезно её рассмотреть. Потому-что понимание схем, возможность их чтения — это очень полезный навык. Так как часто, я ловлю себя на том, что при разработке новых устройств, первое что я делаю — это ищу уже готовые похожие разработки других людей. Я лезу в интернет и начинаю искать не делал ли кто-нибудь что-то подобное. И вы находите электронные проекты и делаете их сами по примеру тех, что опубликованы в сети. А традиционный метод внедрения электронного проекта — это разработка принципиальных электрических схем. 

Схемы демонстрируют нам каким образом всё соединено. Вот что такое принципиальные схемы, это графическое отображение того, какие компоненты задействованы в устройстве и как они соединены вместе.

И вы можете повторять их. Я довольно часто занимаюсь тем, что изучаю существующие схемы и затем копирую их. Внедряю и монтирую компоненты соответственно схеме.

Вам прийдётся научиться разбираться в принципиальных схемах, что бы делать то же.

Так как мы выяснили на сколько это полезно, слегка взглянем на схемы Arduino. Лицензия open source нам разрешает это делать.

Вот перед нами схема платы Arduino UNO R3. Проект Arduino имеет открытую лицензию open source, поэтому эта принципиальная електрическая схема в открытом доступе. И вы можете скачать её с сайта arduino.cc. Вы можете разработать и свою собственную. Вы можете, руководствуясь этой схемой, разработать свои электронные цепи, и выполнить их монтаж.

Я хочу обратить внимание, что это упрощённая схема, но и тут достаточно много компонентов. Мы далеко не на всём будем останавливаться, но рассмотрим некоторые важные элементы на схеме, просто что-бы понимать что это и как оно относится ко всей плате. Потому, что всё, что вы видите на этой схеме, физически расположено на вашей плате разработчика. Оно всё там.

Также замечу, что расположение элементов на схеме не соответствует их расположению на реальной законченной плате? Когда их устанавливают на физической плате, то расположение элементов выбирают таким, чтобы все разместить как можно компактнее.

Здесь на схематическом представлении вам нет необходимости волноваться насчет компактности, ведь вам важнее читабельность. Поэтому и получается такое различие схематического представления с физическим.

Но, если вам интересно увидеть схемы печатной платы и как элементы расположены на ней, они тоже доступны на Arduino.cc и их конечно же сложнее читать, но взглянуть на них можно. Но не они для нас важны. Это всего лиш схемы монтажа, которые показывают к чему компоненты должны быть соединены. И какие выводы должны быть соединены с какими выводами.

Давайте остановимся на принципиальной схеме подетальней. Если вы взглянёте на схему, то увидете, что я обвёл некоторые компоненты красным. Первое, что выделено, это процессоры. Как и говорилось ранее, тут два микроконтроллера. Это ATmega328, который за главного и который вы будете программировать. А так же ATmega16U2 который решает вопросы обмена данными с USB-портом.

Они оба выделены на рисунке и тут кажется, что ATmega16U2 больше размером. На самом деле он конечно меньше. Этот рисунок не в масштабе. Так что ATmega16U2 вообще-то — меньшая микросхема на плате. Но это не важно. Тут она больше, потому-что на ней больше текста.

Каждая надпись на прямоугольнике микроконтроллера, это подпись одного из его выводов. Значит вы можете видеть названия каждого вывода, которые подсказывают, к чему их нужно подключить.

Так же вы можете видеть контакты платы ардуино, которые тоже выделены красным. Это выводы питания, аналоговых входов и дискретных входов — выходов.

Все выше сказанные элементы выделены и подписаны тут. Они напрямую связаны с другими компонентами, которые мы видели на плате.

Так что тут ещё бросается в глаза? Вот несколько интересных электронных деталей. Разъем питания, который выделен здесь красным. Порты ICSP. ICSP1 и ICSP2 — те самые порты, которые используются для заливки прошивок на два процессора и которые тоже выделены фломастером. Дальше разъем USB-порта. Так же для протокола снова вспомню микроконтроллер ATmega328. Это для вас самые основные элементы платы, которые выделены на схеме.

Там есть ещё куча других мелких компонентов: светодиоды, резисторы и остальные, но на них мы останавливаться подробно не будем. Главное послание этой схемы пользователю — это показать, как все соединено вместе.

Автор професор Ian Harris з Каліфорнійського університету

Переклад Гресько Євген

geekmatic.in.ua