Как делать свои устройства arduino
Перейти к содержимому

Как делать свои устройства arduino

  • автор:

Arduino своими руками с USB портом

Хочу представить вам свой проект-вариант широко известного контроллера Arduino.
Начну с короткой предыстории. Электроникой и радиотехникой я занимаюсь больше 10 лет. А вот интерес к микроконтроллерам появился не так давно. Изучал язык С, программировал микроконтроллеры от фирмы Atmel, успех был переменчивым. И как-то, изучая просторы интернета на тему программирования микроконтроллеров, попал на сайт www.arduino.ru. Их контроллеры мне понравились, захотелось такой себе. Поскольку паяльник «в руках держать умею», покупать контроллер отказался и начал искать в интернете информацию по самостоятельному его изготовлению, но ничего подходящего не нашел. Вариант платы, которую собирают на страницах http://robocraft.ru/blog/arduino/19.html сайта, мне не подходит, да и не сильно нравится. Хотелось с USB разъемом. Скачал файлы схем оригинальных версий контроллера Arduino, даташит на микросхему FT232R, распечатал статью «Ардуино хоум мэйд» (ссылка выше) и думал как это все соединить, чтобы получилось то, что я хотел найти. И получилась вот такая схема: Схема Arduino с USBИспользуемые в схеме детали:
Резисторы я использовал SMD типоразмером 0805:
— R1, R2, R4, R7 – от 300 Ом до 1 кОм (какие найдете);
— R3 – 10 кОм;
— R5, R6 – 1 кОм. Конденсаторы:
— С2, С3, С5, С13, С8, С10, С11 – SMD (0805) номиналом 0,1 мкф;
— электролиты С1, С4, С9, С12 – я использовал по 22 мкф*50 В, мне они подошли по высоте. Номинал не особо важен, не ниже 10 мкф на напряжение не ниже 10 В, кроме С9, его напряжение должно быть больше не 20 % напряжения питания внешнего источника;
— С6, С7 – керамика по 22 пф. Светодиоды любые (форма, габариты, цвет) на ток 15-20 мА. Диод D5 – 1N4007 тоже в SMD корпусе.
Кварц – 16 МГц. Микросхемы:
— DA1 – L7805 в корпусе ТО220;
— DD1 – FT232RL (хорошая микра, но в большем корпусе не выпускают);
— DD2 – сам наш микроконтроллер, я использовал ATmega168, можно ATmega8, думаю, что и ATmega328 тоже подойдет, главное загрузить соответствующий загрузчик (bootloader). По итоговой стоимости точно сказать не могу (SMD компоненты не покупались, нашлись в коробочках электронщика-радиолюбителя). А затраты были следующие (г. Ростов-на-Дону): FT232RL – 200 р., ATmega168 – 220 р., L7805 – 15 р., разъемы, предохранитель, гребенки, панелька, кнопка – около 100 р.
При подключении собранного устройства к компьютеру определится новое устройство, нужно установить драйвер, указав путь к директории «FTDI USB Drivers» (в скаченной программе Arduino IDE). С печатной платой (ПП) были некоторые проблемы, но мне помогла картинка ПП в статье. Все распиновки и расстояния разъемов совпадают с оригинальной платой ардуино, можно будет подсоединять различные arduino-совместимые платы расширения. Назначение этого контроллера может быть самое различное – от «учебника» по программированию до создания серьезных охранных систем. Информации по его применению в интернете очень много.
Работает контроллер просто. На компьютер устанавливается программа Arduino IDE, скаченная бесплатно с официального сайта www.arduino.cc. В ней Вы пишите свою программу (скетч) для исполнения контроллером. Потом, нажимая кнопку в среде Arduino IDE «загрузить», компьютер компилирует Вашу программу в язык понятный микроконтроллеру и через виртуальный com порт, созданный микросхемой FT232R, передает ее микроконтроллеру. После загрузки программы, она начинает сразу исполняться, если не отключено питание контроллера. Также микросхема FT232R имеет выходной сигнал для автоматического перезапуска микроконтроллера, необходимого при загрузке скетча. Плата контроллера может питаться как от usb, так и от внешнего источника питания (8-25 В) для чего установлен микросхемный стабилизатор L7805. Присутствует на плате предохранитель 500 мА по +5 В от usb, чтобы не повредить usb порт при неполадках в плате контроллера. С помощью разъема ICSP можно программировать микроконтроллер внешним программатором. Кнопка, установленная на плате, сбрасывает работу микроконтроллера, и он начинает исполнение загруженной программы заново. Диод D5 защищает микроконтроллер от переполюсовки питания. Печатная плата ArduinoФото готового контроллера: Плата Arduino Плата ArduinoРасположение некоторых деталей на фото платы не совпадает с файлом ПП, по причине совершенствования на момент создания статьи. Файл ПП в программе Sprint-Layout 5.0 прилагается. Правильно собранный и прошитый контроллер начинает работать сразу. Отмечу – что после первой (и возможно последующей) загрузки бутлоадера, начинает моргать с небольшой частотой светодиод D3. Прошить бутлоадер готового устройства несложно. Самая сложность заключается в наличие программатора. Поскольку я имел опыт программировать микроконтроллеры, то у меня уже был собран программатор Prottoss AVR910. Лошадка рабочая, автору 5 из 5! Далее подключаем программатор к плате ардуино, открываем программу для программирования микроконтроллеров AVR (я использовал CodeVisionAVR), открываем окно прошивки микроконтроллера, нажимаем load flash, находим наш (для ATmega168) файл прошивки в скаченном дистрибутиве «…arduino-1.0.1\hardware\arduino\bootloaders\atmega\ ATmegaBOOT_168_diecimila.hex. Далее необходимо выставить lock и fuse биты так, как показано на рисунке: Фьюз битыУзнать фьюз- и лок-биты для своего микроконтроллера можно посмотреть в файле: «…arduino-1.0.1\hardware\arduino\boards.txt», использовав калькулятор фьюзов для AVR (можно легко найти в интернете).
Если же у Вас нет программатора, но есть программатор у друга, соседа. то есть другой, более быстрый и полезный способ прошить загрузчик. Для этого нужно собрать программатор по этой схеме. Схема рабочая и проверенная мной. Простота этого метода заключается в том, что не нужно искать прошивку микроконтроллера, выставлять фьюз и лок-биты. При подключении этого программатора к компьютеру с установленными драйверами и подключенным программируемым МК, Вы, выбрав в программе Arduino IDE порт, на котором «сидит» программатор и свою прошиваемую плату и подключенный программатор, просто нажимаете на кнопку во вкладке сервис «прошить загрузчик» и радуетесь. Если же у Вас присутствует проблема «яйца и курицы», то я посоветую собрать вот этот программатор (сам его не собирал, но думаю вешь хорошая). Или погуглить интернет на тему AVRISP-mkII. Еще вложу архив с информацией по этому программатору с файлами и описанием. Про альтернативный метод прошивки бутлоадера можно почитать здесь.
Теперь (с устанвленными драйверами на компьютере, открываете программу Arduino IDE, во вкладке «Сервис» наводим курсор на вкладку «плата» и выбираем свое устройство (в моем варианте это – Arduino Diecimila or Duemilanove w/ ATmega168). Далее, там же, выбираем порт к которому подключен контроллер (можно посмотреть в диспетчере устройств компьютера). Реализуем свои мысли в скетче и радуемся работе контроллера! Все возникшие вопросы присылайте в личку.
Плату контроллера разработал и успешно использует ростовский радиолюбитель Ананьев Валерий. Логин на сайте: kaznachej

Список радиоэлементов
Прикрепленные файлы:
  • diy_arduino.rar (2357 Кб)
Теги:

Ананьев В. Опубликована: 2012 г. 0 0

Вознаградить Я собрал 0 0

Оценить статью

  • Техническая грамотность

Оценить Сбросить

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

Комментарии (27) | Я собрал ( 0 ) | Подписаться

Для добавления Вашей сборки необходима регистрация

0

Игорь 04.01.2013 09:59 #

Я в своей «деревне» смог найти только FT232BM, она в другом корпусе. В рунете прочитал, что она старее чем RL и требует большей обвязки. Вы не сталкивались с этой микросхемой? Насколько сильно изменится схема?

0

Павел 04.01.2013 14:29 #

Игорь на каждую микру есть свой даташит. Всегда начинайте с него. Вот конкретно ваш случай: http://www.ftdichip.com/Support/Documents/DataSheets/ICs/DS_FT232BM.pdf страница 14

0

Саша 13.02.2013 08:05 #
Не могу найти кварц на 16 МГц, есть 15.8 и 16.4. Будет ли схема работать?

0

Валерий 16.02.2013 23:03 #

Работать будет, вот как — это вопрос. Если будете требовать от контроллера точности в работе, то ожидания не оправдаются

0

Сергей 14.03.2013 12:18 #

Собрал данную плату, только вот вместо меги 168 есть атмега8, правда пришлось доработать печатку добавить Х3 четыре контакта для FT232. Подключил к компу, комп увидел сразу, нашел и установил дрова, чему я был удивлен, т.к. с первого раза заработало. Попытался загрузить boot loader светодиод горел во время загрузки, в конце написано ок (это из разряда — делаю то не зная что). Ну а сам вопрос такой: можно ли в данной версии использовать 8мегу? Или же надо 168 и выше

0

валерий 03.04.2014 22:09 #
Можно ставить мегу 88 и мегу 328 без проблем.

0

kamaz6141 19.03.2013 12:15 #

F1 — это предохранитель? Какие параметры? И тоже интересует можно ли использовать мегу8? Т.к. завалялось.

0

morokoriss 25.05.2013 10:59 #

F1 — предохранитель, ну какие параметры, ну обычно 500 мА, самое большое для USB я встречал 1 ампер. Ставьте 1,6 и не парьтесь. Только на 5 вольт его еще поискать нужно, в смд много где встречаются. Мега 8 конечно будет работать, только у неё памяти меньше и загрузчик соответственно другой будет.

0

morokoriss 25.05.2013 11:05 #

А прошить это дело лучше 5 проводками. Ибо это нужно сделать всего один раз, а то незнающие из-за этого будут париться ещё и по поводу Prottoss AVR910. А страшные рассказы про якобы сгоревшие LPT порты не более чем миф. Сколько не пытался, так и не смог его угробить, главное сначала коммутировать LPT, а только потом подавать питание и всё будет ровно. Отключать в обратной последовательности.

0

серёга 22.08.2013 21:50 #
atmega328 тоже пойдёт?

0

aspire89 25.08.2013 15:09 #

Собрал схему, контроллер поставил уже с прошитым загрузчиком из рабочей ардуины, в IDE выбрал соответствующую плату и порт.
При загрузке любого кода получаю ошибку:

Using Port : \\.\COM15
Using Programmer : arduino
Overriding Baud Rate : 57600
avrdude: Send: 0 [30] [20]
avrdude: Send: 0 [30] [20]
avrdude: Send: 0 [30] [20]
avrdude: Recv:
avrdude: stk500_getsync(): not in sync: resp=0x00

avrdude done. Thank you.

Пробовал закоротить rx-tx, то все что отправляю приходит обратно. В чем может быть проблема?

0

alexandr 11.09.2013 10:04 #

Я такую проблему победил установкой старой версии драйверов для FT232RL из дистрибутива Arduino 1.0.4. Последняя версия с сайта FTDI ни как не хотела работать. При закорачивании Tx и Rx ответ то не приходил, то другие символы

0

Николай 30.09.2013 12:11 #

После прошивки FT232RL программами FT_PROG, Terminal — перестал опознаваться Windows. Собрано только подключение к USB. Это восстановить возможно?

0

Алексей 10.01.2014 12:19 #

А можете сказать какой предохранитель использовался? И что подразумевается под словом гребёнки и панелька?

0

kaznachej 18.02.2014 10:14 #

В этом варианте (начальном) стоит обычный выводной плавкий предохранитель на 0,5 А. Впоследствии был впаян самовосстанавливающийся предоханитель того же номинала.

0

Алексей 13.01.2014 10:30 #

Вот FT232R — стоит около 500 руб, а ATmega168 — 300 руб, + все пассивные компоненты, в итоге получится дороже чем готовая Ардуина. Но ради того, чтобы поиграть — можно попробовать.

0

валерий 03.04.2014 22:19 #
Это где вы такие цены взяли? В чип нн, мега168-120р. фт232-140р. И это ещё не самые низкие цены.

0

Алексей 23.06.2014 22:19 #

Это на дальнем востоке! Можете подсказать, пожалуйста, можно ли вместо smd кондёров использовать керамические? Такой же ёмкости

0

first-leon 24.08.2014 11:44 #

Arduino nano можно купить за 140 рублей например на AliExpress
А в ручном режиме имеет смысл собрать переходник с Arduino Nano на Arduino Uno.
С правилами публикации комментариев ознакомлен, но будет очень обидно, если человек в попытках сэкономить, потратить время на самостоятельную сборку, а потом выяснится, что он переплатил, причем многократно.
Да и время затраченное на сборку и отладку может быть потрачено на проектирование и сборку конечного продукта. Не ради ардуино люди собирают ардуино, а ради конечного проекта, где ардуино всего лишь очередной компонент.

0

cariad 07.09.2014 12:57 #

А какие были внесены изменения в ПП? Спаял по приложенной ПП. В итоге загрузчик через программатор прошился (D3 моргает). А при загрузке любого скетча ошибка avrdude: stk500_getsync(): not in sync: resp=0x00
При закорачивании TX-RX с МК ответа нет, без МК все норм возвращается.

0

Максим 07.02.2015 12:28 #

Ку, не подскажете, что за компонент находится под гребенкой Х1 (выделен оранжевым прямоугольником, без маркировки) на схеме печатной платы?
У меня уже даже мысль появилась, может быть, это еще одно возможное место установки конденсатора С8?

0

Lictor 21.03.2015 15:00 #

Я связался с автором статьи, если кому интересно, то неизвестная деталь кондер на 0.1 мкФ. Схему собрал, все отлично работает.

0

Игорь 18.02.2016 21:45 #
R1, R2, R4, R7 – от 300 Ом до 1 кОм (какие найдете);
Все таки по теории лучше ставить меньше 300 Ом.

0

Дмитрий 19.03.2016 09:05 #
Почему это? Вам нужно чтобы светодиоды жгли глаза?

0

Артём 13.02.2018 10:46 #
А зеркалить изображение разводки нужно? При распечатке на принтере

0

Анатолий 25.06.2018 18:35 #

Не робит, все прозвонил, перепаял, перепрошил, При загрузки скетч пишет, что ошибка загрузки на плату и при подкл к пк мигает светодиод r2

0

Максим 26.07.2020 23:41 #

Автор, спасибо за схему. Начал собирать, но заметил что плата в зеркальном изображении. Прошу в статье упомянуть, что плату зеркалить при изготовлении не требуется. Наталкивает на отзеркаливание надпись «STORONA_DETALEJ». Возможно из-за этого у многих не получается повторить.

Программирование ARDUINO. Создаем практические устройства + виртуальный диск

Описание:Книга посвящена созданию практических устройств с использованием модуля Ардуино. Этот модуль в настоящее время стал очень популярным. Он оказался настолько удачной разработкой и получил настолько широкое распространение в мире, что сегодня признан идеальной основой для изучения премудростей микроконтроллерной техники. Для данной книги автор специально разработал ряд практических схем и устройств, на основе которых читатель постепенно, от простого к сложному, сможет научиться писать программы и разрабатывать свои устройства на основе модуля Ардуино. Книга содержит подробное описание каждой включенной в нее программы. Вы узнаете как создается алгоритм, как разрабатывается схема и как пишется программа. Параллельно, на тех же примерах, идет изучение языка программирования Ардуино. Все функции, операторы и другие элементы этого языка подробно описываются перед тем, как они будут использованы в очередной конкретной программе. Сотни тысяч плат Ардуино используются каждый день, стимулируя людей во всем мире создавать что-то новое и интересное. Книга предназначена для широкого круга радиолюбителей и для всех, кто изучает языки программирования и учится создавать электронные устройства. Виртуальный диск содержит тексты всех программных примеров из книги, инсталляционный пакет среды разработки IDE, архивы используемых в книге программных библиотек, видеоролики, набор вспомогательной справочной информации и многое другое.

Где купить: Читай-город

Оглавление:


Кликните для увеличения

Как делать свои устройства arduino

Электронный конструктор на основе плат Arduino. 5 уроков

Для тех, кто хочет начать изобретать, мы создали увлекательные наборы, которые расскажут даже самому неопытному пользователю, что такое Arduino, как создать свое устройство, как использовать электронные компоненты и многое другое.
В наборах есть все необходимое как новичку, так и продвинутому пользователю: плата Arduino Uno, провода, разнообразные электронные детали, макетная плата (с помощью которой без пайки можно создавать свои устройства) и один из главных плюсов — обучающее руководство на русском языке. В нем рассмотрены приемы работы с простейшими элементами такими как: светодиоды, резисторы, фоторезистор, потенциометр, пьезодинамик и другими. Приложенное руководство, в простой и доступной форме расскажет об основах электротехники и приемах программирования микроконтроллерных плат.

Рекомендуемый возраст для девочек и мальчиков: 10 лет и старше
Наличие: Есть в наличии

1800 Купить

Рассказать друзьям:

Оформление заказа
по телефону:

Комплектация
1.Плата ARDUINO UNO R3(реплика)-1шт.
2.Разноцветные светодиоды-15шт
3.Кнопки с разноцветными крышками-6шт
4.Фоторезистор-2шт
5.Резистор 220 ом-10 шт
6.Резистор 1 ком-10шт
7.Резистор 10 ком-10шт
8.Резистор 100 ком-10шт
9.Потенциометр 10 ком -1шт
10.Макетная плата на 400 отверстий-1 шт
11.DuPont кабель папа-папа на 20 проводов-1 шт
12.USB кабель -1шт
13.Кабель питания 9 вольт-1шт.
14.CD диск с инструкцией и программами (скетчами) 14 уроков-1шт

1950

2950

1000

3000

950

Сеть магазинов развивающих игр SKILL

Добро пожаловать в интернет-магазин развивающих игрушек «Skill»

В ассортименте нашего магазина Вы найдёте интеллектуальные и развивающие игры, которые будут интересны не только для мальчиков и девочек разных возрастов, но и не дадут заскучать взрослым!

Магазин с гордостью представляет Вам собственную линию наборов для проведения химических опытов в домашних условиях SKILL. Наши наборы включают в себя высококачественные реагенты, настоящую лабораторную посуду, все необходимые средства защиты и инструкции. С ними Вы можете быть уверены не только в увлекательности и познавательности проводимых опытов, но и в их безопасности!

У нас Вы также можете найти конструкторы на любой вкус: металлические конструкторы Meccano; конструкторы с питанием от природных источников Gigo; наборы для создания роботов и устройств, работающих на природной энергии 4M.

В нашем магазине Вы найдете идеи подарков для широчайшей аудитории! Игры, развивающие память и мелкую моторику, тренирующие мышление, терпение и усидчивость, помогающие постичь окружающий мир — всё это и многое другое Вы можете купить онлайн и в наших магазинах в Санкт-Петербурге!

Играйте и развивайтесь со «Skill»!

Arduino — введение в микроконтроллерные устройства DIY

В наши дни с помощью Arduino можно превратить в компьютер все, что угодно. Если вы видите светодиод или ЖК-дисплей с клавиатурой, то, скорее всего, кто-то поместил внутрь этого устройства ноутбук. Некоторые из этих устройств содержат даже шесть, семь или более маленьких компьютеров, называемых микроконтроллерами.

Внутри них находятся микроконтроллеры, самым популярным из которых является Ардуино. Если у вас есть желание создать свое электронное устройство со встроенным компьютером, вы должны понять, что это такое и как они функционируют.

Только тогда вы сможете пойти и купить несколько комплектов в магазине печатных плат и начать свои проекты.

Оглавление

Глава 1 Что такое Arduino? Глава 2 Arduino Uno — самый популярный Arduino
Глава 3 Arduino Mega — MCU для больших проектов Глава 4 Arduino ESP8266 делает ваши проекты беспроводными
Глава 5 Подсистема и структура ШИМ Arduino Глава 6 Почему стоит выбрать Arduino, а не Raspberry Pi?
Глава 7 Заключение

Что такое Arduino?

Эти небольшие микроконтроллерные компьютеры обычно называют либо встроенными контроллерами, либо микроконтроллерами (MCU). Они представляют собой полноценные компьютерные системы, в которых есть все, что только можно себе представить. Все они имеют центральный процессор для выполнения программ, временную память RAM, постоянную память и порты для подключения периферийных устройств и аксессуаров.

Микроконтроллеры — это компьютеры индивидуального назначения, созданные и спроектированные для выполнения только нескольких конкретных задач. Чаще всего эти устройства выполняют только одну программу, хранящуюся в ПЗУ. Хотя к ним можно подключить и внешние накопители. В любом случае, они считаются устройствами с низким энергопотреблением, и в этом их прелесть. Вы можете работать полностью на батарейках.

Arduino

Arduino — это просто версия микроконтроллера с открытым исходным кодом. Он поставляется в виде платы для разработки оборудования, которую можно использовать для проектирования и создания собственных устройств. Идеально подходит для любителей, хобби и мастеров, Arduinos относится как к определенному типу плат, так и к компании, которая их производит, и сообществу разработчиков, которые их используют. Благодаря этому их можно найти практически в любом магазине электроники или каталоге деталей печатных плат.

Платформа поставляется в виде физической программируемой печатной платы, самого микроконтроллера и программного обеспечения или IDE (интегрированной среды разработки), которую вы используете для создания программы, выполняемой устройством. Популярный среди начинающих разработчиков, Arduinos не требует отдельного устройства-программатора, что делает его гораздо более удобным для пользователя, чем другие наборы микроконтроллеров на рынке. В нем даже используется упрощенная версия языка программирования C++, что также делает его легким и простым в программировании.

1.1 Из чего состоит Arduino?

Как набор микроконтроллеров, платы Arduino поставляются с несколькими компонентами и интерфейсами, предварительно установленными на одной печатной плате (PCB). Эти компоненты задают стандартный форм-фактор, который делает микроконтроллер более доступным.

Несмотря на то, что с годами дизайн изменился, базовый комплект Arduinos поставляется со следующими компонентами:

Штыревые разъемы

Расположенные по определенной схеме, эти штырьки позволяют подключать MCU к другим платам и деталям вашего пользовательского устройства. Они также позволяют присоединить к устройству дочернюю дополнительную плату, называемую «щит». Существует два типа контактов:

Цифровые — однопозиционные разъемы ввода/вывода (I/O), которые можно настроить на включение или выключение. Большинство Arduinos имеют 14 цифровых контактов.

Аналоговые — многопозиционные разъемы, которые могут считывать диапазон значений. Их можно использовать для более тонкого управления. Обычно их шесть.

Заземление — обозначенные как GND, эти три штырька позволяют заземлить устройство.

Питание — Четыре 5-вольтовых и пять 3-вольтовых штырьков подают сигналы питания на дополнительные устройства и другие приспособления.

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) — Восемь цифровых контактов используются как разъемы ШИМ. Они могут имитировать аналоговые выходные сигналы для такого применения, как регулировка яркости светодиодов.

Аналоговый эталон (AREF) — иногда используется для регулирования внешних напряжений, но эти девять контактов используются редко.

Разъем питания

Этот разъем обеспечивает питание устройства и создает низковольтное питание для таких компонентов, как светодиоды, датчики и другие. Разъем можно использовать как с адаптером переменного тока, так и с небольшой батарейкой.

Главный процессор

Центральный процессор микроконтроллера — это сердце платформы. Он позволяет Arduino выполнять команды и принимать решения на основе различных входных данных и запущенных программ. Точный чит будет варьироваться между различными типами Arduino, но большинство наборов поставляют чипсеты Atmel с различной встроенной памятью. К распространенным моделям процессоров относятся:

Последовательный разъем

Большинство плат Arduino поставляются со стандартным USB-портом, который позволяет подключать MCU к компьютеру для загрузки новых программ. На некоторых платах порт USB также используется в качестве разъема питания.

Кнопка сброса

Платы Arduino также содержат кнопку сброса. При нажатии кнопки срабатывает контакт сброса. Это перезапускает любой запущенный в данный момент код. Идеальный вариант, когда вы хотите что-то протестировать, но в вашей программе нет функции перезапуска.

Светодиодный индикатор питания

Некоторые микроконтроллеры Arduino MCU оснащены светодиодным индикатором питания, который показывает, включено ли устройство. Как правило, светодиод загорается, когда вы подключаете устройство к источнику питания. Если этот индикатор не загорается, велика вероятность, что что-то не так.

Светодиоды передачи и приема сигнала

Обозначенные как TX (передача) и RX (прием), эти светодиоды показывают активность последовательной связи. Они дают тонкую визуальную подсказку, когда устройство принимает или передает данные.

Регулятор напряжения

Хотя платы Arduino не программируются пользователем, они поставляются с регулятором напряжения. Регулятор контролирует величину напряжения, проходящего через плату. Конечно, у него есть ограничения, но в большинстве проектов напряжение не будет превышать 20 вольт.

1.2 Дополнения и аксессуары для Arduino

Вышеперечисленные компоненты поставляются со всеми MCU Arduino, но это не единственные электронные компоненты, которые вы можете использовать с этой платформой. Платы соответствуют всем стандартам IEEE и ISO. Таким образом, вы можете использовать любые готовые детали, чтобы сделать ваш проект Arduino полезным. Однако спецификация платформы Arduinos требует наличия некоторых дополнений, соответствующих платформе. В связи с этим большинство поставщиков Arduinos также поставляют некоторые датчики и платы Arduino. Без них ни один проект Arduino не будет полным.

Датчики

С помощью небольшого количества кода вы можете управлять Arduino и взаимодействовать с рядом датчиков.

Большинство производителей Arduino предлагают датчики для измерения:

Хлебная плата Arduino

Вы также можете приобрести беспаечную макетную плату для своего проекта. Эти платы позволяют создавать прототипы и экспериментировать со схемами и макетами без постоянного припаивания компонентов к печатной плате. Вы можете экспериментировать и проверять свои макеты и дизайнерские идеи. Макетная плата не имеет своего адаптера питания. Поэтому для ее питания через основную плату необходимо использовать провода-перемычки.

Последним элементом головоломки Arduino являются щиты Arduino. Эти готовые дочерние платы устанавливаются поверх основной платы Arduino и предоставляют дополнительные возможности.

Некоторые распространенные функции щитов включают

подключение к Интернету

Мобильные и сотовые сети и связь

Разработчики Arduino использовали официальную интегрированную среду разработки Arduino (IDE) для написания своих программ для Arduino. IDE с открытым исходным кодом на базе Java работает на всех платформах под управлением Windows, Mac и Linux. Она предоставляет вам уникальную среду для написания и тестирования кода, написанного на языке программирования Processing, прежде чем вы загрузите его в устройство.

Arduino Uno — самый популярный Arduino

Поскольку нет двух одинаковых проектов, группа Arduino выпустила спецификации для некоторых типов плат Arduino. Одним из самых популярных типов плат является Arduino Uno.

Arduino

Как отличный выбор для начинающих, Ардуино Uno MCU за 22 доллара — это плата с «голыми руками». Она поставляется только с основными компонентами, но это позволяет вам разработать проект по своему вкусу. При весе 25 граммов эта печатная плата размером 68,5 на 53,4 миллиметра достаточно легкая, чтобы поместиться и в корпусе.

Текущая версия, Arduino Uno R3, поставляется с:

14 цифровых контактов ввода/вывода

Встроенный светодиод (подключен к выводу 13)

5-вольтовое, 3,3-вольтовое напряжение и напряжение заземления на выводах

Шесть аналоговых выводов

5-вольтовое рабочее напряжение

32 КБ флэш-памяти

2 КБ SRAM и 1 КБ EEPROM

Возможно, Uno не была первой платой Arduino, но она, безусловно, наиболее активно используется. Она также является наиболее документированным форм-фактором с тоннами руководств по проектам и форумами по всему Интернету.

Arduino Mega — MCU для больших проектов

По сути, это четыре MCU Uno в одном, Arduino Mega — это плата для ваших масштабных проектов. Работающая на чипе Atmel ATmega2560, Mega имеет четыре последовательных порта и отдельный порт USB для питания и сопряжения с компьютером. Она даже оснащена специальным процессором ATmega16U2 только для дополнительного USB-порта. MCU можно питать и от батарейки.

Arduino

54 цифровых вывода ввода/вывода (I/O) с 14 совместимыми с ШИМ выводами

16 аналоговых выводов ввода-вывода

Большое количество выводов делает плату Mega очень удобной. Вы можете использовать их в проектах, где требуется много цифровых входов/выходов, светодиодов или кнопок.

Остальная часть мощности Mega MCU исходит от его процессора. Микропроцессор ATmega2560 может сделать все, что вы можете на него набросить. Он имеет тактовую частоту 16 МГц, 256 КБ флэш-памяти, 8 КБ SRAM и 4 КБ EEPROM. Все это делает Arduinos Mega наиболее подходящей платой для 3D-принтеров и робототехники.

Arduino ESP8266 делает ваши проекты беспроводными

Ни одна плата Ардуино не поставляется с беспроводной сетью на самой плате. Вы также не найдете ее ни на одном из доступных щитов. Вам нужен модуль Wi-Fi Arduino ESP8266, если вы хотите сделать свой проект беспроводным.

Хотя существуют и более новые модули, ESP2866 является оригинальным. Возможно, он не предназначен для работы в качестве отдельного MCU, но на современном рынке мобильных устройств он необходим вашему проекту.

Тем не менее, он обеспечивает достойные возможности беспроводной связи. На плате имеются контакты питания, заземления, передачи и приема для подключения этих функций к вашей основной Ардуино, а также контакт включения и выключения питания, управляемого микросхемой (CH_PD). Также есть сброс и два вывода данных GPIO.

Есть один недостаток. ESP8266 требует 5-вольтового сигнала питания. Он не будет работать со стандартными для Arduino 3,5 вольтами.

Подсистема и структура ШИМ Arduino

5.1 ШИМ Arduino

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) — это способ моделирования аналогового сигнала с помощью сигналов квадратной волны с изменяющимися частотой и амплитудой. Платформа Ардуино использует эти сигналы для регулирования аналоговых схем с помощью своих цифровых выходов.

Платформа Arduino PWM не является отдельной частью аппаратного обеспечения. Все платы поставляются со встроенными системными вызовами. Вам нужно написать программу, которая их использует. Команда создает квадратную волну через совместимый пин.

5.2 Arduino Nano — идеально подходит для небольших устройств и проектов

Являясь самой маленькой версией платформы Arduino, Arduino Nano предлагает следующее.

В комплект поставки Nano входят:

14 цифровых выводов ввода/вывода с 6 PWN-совместимыми выводами

8 аналоговых выводов

5-вольтовое рабочее напряжение

32 кб флэш-памяти

Несмотря на свои размеры, Nano отлично работает со следующими типами проектов:

Почему стоит выбрать Arduino, а не Raspberry Pi?

Платформа Arduino — не единственный MCU на рынке. Многие другие MCU предлагают те же функции, что и Arduino, включая Raspberry Pi. Однако PI — это совсем другой продукт, чем Arduino.

Во-первых, Raspberry PI — это полноценный компьютер. Arduino таковым не является. Микрокомпьютер — это всего лишь один маленький компонент, из которого состоит компьютер. Поэтому платформа Ардуино предоставляет лишь небольшое подмножество того, что может предложить PI. Например, на ней можно запускать только небольшие приложения, а не полноценную компьютерную операционную систему.

Arduino

6.1 Сильные и слабые стороны Arduino

Это не значит, что Arduino бесполезен. Он идеально подходит для проектов электроники, для работы которых не нужен полноценный компьютер. Вы можете подключить его непосредственно к вашим компонентам и датчикам, и все будет работать «из коробки», практически без настройки.

Arduino может делать это благодаря тому, как работает микропрограмма Arduino. Микропрограмма — это основное программное обеспечение, которое управляет платами Arduinos. Она также взаимодействует с вашим компьютером по USB, предоставляя вам доступ ко всем программируемым функциям. Хотя вы всегда можете заменить прошивку, вам никогда не придется этого делать. Вам даже не придется перезагружать устройство. Как только вы загрузите свой код, вы сразу же сможете запустить его в любом месте. Нет необходимости в клавиатуре, дисплее или средствах выбора приложения. Плата выполнит ту единственную работу, которую вы ей поручите.

6.2 Raspberry Pi — это полноценный компьютер

Напротив, Raspberry Pi — это полнофункциональный компьютер. Для его работы необходима операционная система, которая требует перезагрузки для поддержания работоспособности. Плата также не имеет внутренней памяти. Для хранения программ, которые вы хотите запустить, необходимо использовать внешнюю карту памяти micro-SD. Правда, у нее есть встроенный Ethernet, так что вы можете обновлять программное обеспечение, не вынимая карту.

Pi работает на процессоре Broadcom Arm-v6 в комплекте с памятью и графическим процессором HDMI. Плата также отлично работает с клавиатурой и мышью, позволяя загрузить вариант Linux, причем так, что никто не сможет сказать, что вы использовали такую крошечную машинку для управления всем. Вот насколько она мощная. Это идеальная платформа для проектов, требующих полной интерактивности пользователя и всей вычислительной мощности.

Однако эта мощность делает Pi непригодным для небольших проектов. Например, вам нужно подключить светодиод к плате Arduino, чтобы зажечь его, используя всего 8 строк кода. Для начала работы Pi потребуются дополнительные библиотеки в дополнение к вашему коду, и это если на плате уже установлена операционная система.

Это не означает, что вы не можете использовать Raspberry Pi и Arduino для одних и тех же проектов. Вы можете установить библиотеки фреймворка, которые дадут Pi те же возможности, что и Ардуино. Просто для использования Pi в проекте потребуется гораздо больше времени и усилий.

Arduino также имеет более широкое сообщество разработчиков. Как самая популярная платформа для проектов электроники, Ардуино имеет множество руководств для начинающих, которые помогут вам начать работу.

Независимо от этого, вам никогда не придется выбирать между этими двумя платами. Они прекрасно работают вместе. При правильном подборе Arduino может стать дочерней платой расширения для Raspberry Pi, предоставляя обеим платам доступ к функциям друг друга.

Заключение

Arduino — это семейство микроконтроллерных платформ, разработанных специально для проектов электроники «сделай сам». Эти одноразовые платы поставляются со всем необходимым для автоматизации вашего проекта и даже больше. Вам нужно подключить ее к компьютеру, создать код и просто запустить его. Все остальное она сделает сама.

Чтобы получить один или любой другой компонент для ваших проектов, немедленно свяжитесь с нами. Наши представители разбираются в Ардуино и готовы помочь вам решить, какая плата и дополнительные компоненты подходят именно вам. Мы даже можем помочь вам приобрести детали, необходимые для подключения Arduino к Raspberry Pi, чтобы вывести ваши устройства на новый уровень.

Hommer Zhao

Привет, я Хоммер, основатель WellPCB. На сегодняшний день у нас более 4000 клиентов по всему миру. Если у вас возникнут какие-либо вопросы, вы можете связаться со мной. Заранее спасибо.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *