Главная

Объекты и классы в arduino

На чтение 22 мин. Просмотров 40 Опубликовано

Передача массива в функцию (Pro)

Иногда бывает нужно передать в функцию массив (мы о них уже говорили), передать именно массив целиком, а не отдельный его элемент. В этом случае уже не обойтись без указателей (читай урок про указатели). В следующем примере наша функция будет суммировать элементы массива, который в неё передаётся. Функция заранее знает, сколько в массиве элементов, потому что я явно цифрой указал количество в цикле .

int c;
int myArray[] = {100, 30, 890, 645, 251};

void setup() {
  c = sumFunction(myArray);   // результат 1916
}

void loop() {
}

int sumFunction(int *intArray) {
  int sum = 0;   // переменная для сложения
  for (byte i = 0; i < 5; i++) {
    sum += intArray;
  }
  return sum;
}

Что из этого нужно запомнить: при описании функции параметр массива указывается со звёздочкой, т.е. . При вызове массив передаётся как  . И в целом всё.

Давайте покажу как сделать универсальную функцию, которая суммирует массив любого размера. Для этого нам поможет оператор , возвращающий размер в байтах. Этот размер нам нужно будет передать как аргумент функции:

int c;
int myArray[] = {100, 30, 890, 645, 251, 645, 821, 325};

void setup() {
  // передаём сам массив и его размер в БАЙТАХ
  c = sumFunction(myArray, sizeof(myArray));
}

void loop() {
}

int sumFunction(int *intArray, int arrSize) {
  // переменная для суммирования
  int sum = 0;  

  // находим размер массива, разделив его вес
  // на вес одного элемента (тут у нас int)
  arrSize = arrSize / sizeof(int);  
  for (byte i = 0; i < arrSize; i++) {
    sum += intArray;
  }
  return sum;
}

И вот мы получили функцию, которая суммирует массив типа данных любой длины и возвращает результат.

Важно! Переданный в функцию массив не дублирует исходный массив! Любые действия, совершённые с переданным массивом, влияют на “оригинальный” массив!

Класс

Класс является одним из самых крупных и важных понятий и инструментов языка C++, именно он делает язык объектно-ориентированным и очень мощным. Мы очень часто пользуемся объектами и методами, ведь 99% библиотек являются просто классами! Объекты, методы, что это? Я могу привести несколько официальных определений (хотя вы сами можете их загуглить), но не буду, потому что они очень абстрактные и ещё сильнее вас запутают. Давайте рассмотрим всё на примере библиотеки, пусть это будет стандартная и всем знакомая библиотека Servo. Возьмём из неё пример Knob и разберёмся, где кто и как называется.

#include <Servo.h>  // подключаем заголовочный ФАЙЛ библиотеки, Servo.h

Servo myservo;  // создаём ОБЪЕКТ myservo КЛАССА Servo

int potpin = 0;  // analog pin used to connect the potentiometer
int val;    // variable to read the value from the analog pin

void setup() {
  myservo.attach(9);  // применяем МЕТОД attach к ОБЪЕКТУ myservo
}

void loop() {
  val = analogRead(potpin);
  val = map(val, 0, 1023, 0, 180);
  myservo.write(val);      // применяем МЕТОД write к ОБЪЕКТУ myservo
  delay(15);
}

Итак, мы можем создать объект класса, и применять к нему методы. Какую первую мысль вызывает использование объекта? Правильно, “ой, как удобно“! Ведь мы можем создать несколько объектов Servo, и управлять каждым в отдельности при помощи одинаковых методов, но каждый объект будет обладать индивидуальным набором настроек, которые хранятся где-то внутри него. Это и есть объектно-ориентированный подход, позволяющий создавать очень сложные многоуровневые программы, не испытывая особых трудностей.

Классы очень похожи на , как по объявлению, так и по использованию, но класс является гораздо более мощной единицей языка: если в структуре мы под одним именем храним переменные разных типов, то в классе мы храним не только переменные, но и собственные функции класса. Функции внутри класса кстати и называются методами.

3. Подключение платы Arduino к компьютеру

  1. Соедините Arduino с компьютером по USB-кабелю. На плате загорится светодиод «ON» и начнёт мигать светодиод «L». Это значит, что на плату подано питание и микроконтроллер начал выполнять прошитую на заводе программу «Blink».
  2. Для настройки Arduino IDE под конкретную модель узнайте, какой номер COM-порта присвоил компьютер вашей плате. Зайдите в «Диспетчер устройств» Windows и раскройте вкладку «Порты (COM и LPT)».

Операционная система распознала плату Arduino как COM-порт и назначила номер . Если вы подключите к компьютеру другую плату, операционная система назначит ей другой номер

Если у вас несколько платформ, очень важно не запутаться в номерах COM-портов.

Что-то пошло не так?

После подключения Arduino к компьютеру, в диспетчере устройств не появляются новые устройства? Это может быть следствием следующих причин:

  • Неисправный USB-кабель или порт
  • Блокировка со стороны операционной системы
  • Неисправная плата

Пространство имён (Pro)

Пространство имён – очень удобная возможность языка, с её помощью можно разделить функции или переменные с одинаковыми именами друг от друга, то есть защитить свой набор данных инструментов от конфликтов имён с другими именами. “Именная область” определяется при помощи оператора :

namespace mySpace {
  // функции или данные
};

Чтобы использовать содержимое из пространства имён, нужно обратиться через его название и оператор разрешения области видимости 

mySpace::имя_функции

Более подробный пример:

namespace mySpace {
byte val;
void printKek() {
  Serial.println("kek");
}
};

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  // printKek(); // приведёт к ошибке
  mySpace::printKek();
}

Также есть оператор , позволяющий не использовать каждый раз обращение к пространству имён. Например, в отдельном файле у нас есть пространство имён с различными функциями. Чтобы в основном файле программы каждый раз не писать ярлык пространства имён с , можно написать

using имя_пространства_имён;

И ниже по коду можно будет пользоваться содержимым пространства имён без обращения через

Как настроить Ардуино?

Одним из главных преимуществ конструктора является его безопасность относительно настроек пользователя. Ключевые настройки, потенциально опасные для Arduino, являются защищенными и будут недоступны.

Поэтому даже неопытный программист может смело экспериментировать и менять различные опции, добиваясь нужного результата. Но на всякий случай очень рекомендуем прочитать три важных материала по тому как не испортить плату:

  • Как уберечь Arduino и другие платы от кривых рук
  • 10 способов «убить» микроконтроллер Arduino

Алгоритм классической настройки программы Arduino выглядит так:

  • установка IDE, которую можно загрузить ниже или здесь или с сайта производителя;
  • установка программного обеспечения на используемый ПК;
  • запуск файла Arduino;
  • вписывание в окно кода разработанную программу и перенос ее на плату (используется USB кабель);
  • в разделе IDE необходимо выбрать тип конструктора, который будет использоваться. Сделать это можно в окне «инструменты» — «платы»;
  • проверяете код и жмете «Дальше», после чего начнется загрузка в Arduino.
1.8.7 Код на Github
1.8.6 Код на Github
1.8.5 Код на Github
1.8.4 Код на Github
1.8.3 Код на Github
1.8.2 Код на Github
1.8.1 Код на Github
1.8.0 Код на Github
1.6.13 Код на Github
1.6.12 Код на Github
1.6.11 Код на Github
1.6.10 Код на Github
1.6.9 Код на Github
1.6.8 Код на Github
1.6.7 Код на Github
1.6.6 Код на Github
1.6.5 Код на Github
1.6.4 Код на Github
1.6.3 Код на Github
1.6.2 Код на Github
1.6.1 Код на Github
1.6.0 Код на Github
1.5.8 BETA Код на Github
1.5.7 BETA Код на Github
1.5.6-r2 BETA Код на Github
1.5.5 BETA Код на Github
1.5.4 BETA Код на Github
1.5.3 BETA Код на Github
1.5.2 BETA Код на Github
1.5.1 BETA Код на Github
1.5 BETA Код на Github

Критерии выбора

Если проект разрабатывается самостоятельно или плата покупается для различных экспериментов, то стоит брать более универсальные модели. В этом плане зарекомендовало себя устройство Arduino Uno.

Также при выборе стоит обратить внимание на такие параметры:

  1. Количество выводов. Их не всегда хватает при подсоединении большого количества датчиков и внешних устройств. Например, для подключения простого ЖК-экрана может понадобиться от 6 выводов.
  2. Память. Загрузчик занимает заданный объем памяти контроллера. В отдельных случаях ее недостаточно (если программа громоздкая). То же касается ОЗУ.
  3. Питание. Есть платы с низким энергопотреблением и питанием (от 3,3 В), со стандартными показателями (5 В) или с возможностью подключения источника до 12 В (например, для автомобиля).
  4. Тактовую частоту, размер платы, наличие USB-порта.

Новая плата от Ардуино.

Железо

Помимо микроконтроллера на отладочной плате стоит обвязка, необходимая для его работы: это кварцевый генератор, задающий частоту работы процессора, и “рассыпуха” – конденсаторы и резисторы, выполняющие фильтрующие и подтягивающие функции.

Arduino “на минималках”: кварц, конденсаторы и прочее

Давайте так: что нужно сделать для того, чтобы собрать устройство на микроконтроллере? Нужно подключить к выходам микроконтроллера необходимые устройства (далее – “железо”), загрузить на микроконтроллер прошивку, которая будет управлять этим железом, и обеспечить всё это дело стабильным питанием. Цель разработчиков ардуино была совместить вышеуказанное с простотой и удобством работы и модульностью, тем самым превратив разработку электронных устройств в мощный универсальный конструктор. Эта цель была достигнута так: на плате, вместе с микроконтроллером, разместили “программатор” для загрузки прошивки, usb порт и стабилизатор питания, позволяющий питать плату от широкого диапазона постоянных напряжений: 5-19 вольт. Микроконтроллеру нужно 5 вольт, что стабилизатор ему и обеспечивает.

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. Потребуется разобраться с основами электроники. Во-вторых, придется научиться навыкам программирования в Arduino. Для профессиональной работы нужны знания C++, для начинающих доступны многочисленные графические среды с блочным программированием. Например, mBlock или ArduBlock. При отсутствии реальной платы можно воспользоваться одним из эмуляторов ардуино.

Все это потребует и времени, и знаний, но результатом станет удивительное ощущение восторга от сделанных своими руками умных устройств

Счастья от того, что вы стали почти волшебником, приближаясь шаг за шагом к вершинам технического мастерства. Крайне важно, чтобы теория сочеталась с практикой и вы как можно быстрее переходили от чтения статей к созданию реальных устройств

Из чего состоит Arduino?

На аппаратном уровне это серия смонтированных плат, мозгом которых являются микроконтроллеры семейства AVR.

Платы имеют на борту всё необходимое для комфортной работы, но их функциональности часто бывает недостаточно. Чтобы сделать свой проект более интерактивным, можно использовать различные модули и платы расширений, совместимые с платформой Arduino. Сюда входят датчики (температуры, освещения, влаги, газа/дыма, атмосферного давления), устройства ввода (клавиатуры, джойстики, сенсорные панели) и вывода (сегментные индикаторы, LCD/TFT дисплеи, светодиодные матрицы).

На программном уровне платформа Arduino представляет собой бесплатную среду разработки Arduino IDE. Микроконтроллеры надо программировать на языке C++, с некоторыми отличиями и облегчениями, созданными для быстрой адаптации начинающих. Компиляцию программного кода и прошивку микроконтроллера среда разработки берёт на себя.

Существует также s4a.cat — сервис, базирующийся на Scratch, позволяющий более наглядно вести разработку на Arduino. Он подойдёт для обучения детей, а также если вы разово хотите создать простое устройство без изучения языка программирования Arduino и различных документаций. Для остальных же случаев лучше придерживаться традиционного процесса разработки.

2

Платы и модули для функционала

Существует много плат Arduino, описание которых говорит о различиях в объеме памяти, портах, питании, тактовой частоте и др. Одни предназначены для решения простых задач, другие — для решения более сложных.

К популярным платам относятся следующие виды:

  1. Arduino Uno.
    Наиболее распространенная плата. Есть большой выбор уроков. Плата допускает замену контроллера. Оснащена 14 цифровыми вводами-выводами (6 ШИМ), 6 аналоговыми входами, флеш-памятью 32 Кб (ATmega328), из которых 0,5 Кб использует загрузчик.
  2. Arduino Mega 2560.
    Создана на базе микроконтроллера ATmega2560. Флеш-память — 256 Кб, из которых 8 Кб использует загрузчик. Имеет 54 цифровых вводов-выводов (14 ШИМ), 16 аналоговых входов, 8 Кб оперативной памяти. Среди всех плат «Ардуино» у этой самый большой размер.
  3. Arduino Due.
    Оснащена 54 цифровыми вводами-выводами (12 ШИМ), 12 аналоговыми входами (2 выходами). Создана на базе микроконтроллера AT91SAM3X8E с рабочим напряжением 3,3 В и флеш-памятью 512 Кб.
  4. Arduino Pro Mini 3.3V.
    Самая миниатюрная плата в семействе Arduino. Напряжение — 3,3 В. Требует использования внешнего программатора. Память данных составляет 2 Кб. Создана на базе микроконтроллера ATmega328P. Количество цифровых выводов — 14 линий (6 из которых — ШИМ), аналоговых — 6.
  5. Arduino Pro Mini 5V.
    Аналог предыдущей модели с напряжением 5 В.
  6. Arduino Nano V3.0.
    Создана на базе ATmega328. Сдержит 32 Кб памяти, из которых 2 Кб использует загрузчик. Имеет 14 цифровых вводов-выводов (6 ШИМ), 6 аналоговых входов, встроенный порт USB. Напряжение — 5 В.
  7. Arduino Micro.
    Разновидность платы c возможностью имитировать различные USB-устройства при подключении к ПК. Оснащена 20 цифровыми вводами-выводами (7 ШИМ), 12 аналоговыми входами.

Кроме того, существуют дополнительные модули и датчики с нужными ответвлениями:

  1. Датчики.
    Системы, считывающие, отправляющие и обрабатывающие информацию. Расширяют аппаратные функции проекта.
  2. Модули.
    Дополнения, которые позволяют расширить вычислительные мощности проекта. К ним относят карты памяти, вспомогательные процессы.

Датчики можно разделить на категории:

  1. Устройства получения информации.
    Датчики и сканеры, позволяющие получить сведения об окружающей среде: давлении, температуре, влажности, расстоянии до объектов. Есть возможность вводить параметры, зависящие от этих показаний. С помощью датчика расстояния можно создавать роботы-пылесосы, которые передвигаются по комнате, избегая препятствий.
  2. Устройства обработки информации.
    Реализуются отдельно или совместно с предыдущими датчиками. Используются для совершения промежуточных операций.
  3. Устройства вывода информации.
    Это ЖК-экраны, светодиодные индикаторы, сенсорные экраны, динамики и т. д.

Среди наиболее популярных модулей «Ардуино» можно выделить:

  1. Ультразвуковой дальномер HC-SR04.
    Датчик, позволяющий с помощью ультразвука измерить расстояние от 2 см до 4 м.
  2. Инфракрасный дальномер Sharp.
    Измеряет расстояние от 20 см до 1,5 м посредством инфракрасного излучения.
  3. Модуль температуры и влажности DHT11.
    Измеряет температуру в диапазоне от 0 до +50°C и влажность от 20 до 90%. Используется для теплиц или в качестве комнатного термометра. Часто приобретается для умного дома.
  4. Датчик влажности почвы FC-28.
    Измеряет влажность почвы или другой среды. Нужен для автоматизированного полива растений.
  5. Bluetooth HC-06.
    Помогает организовать беспроводную связь с другими устройствами.

Деструктор

Наряду с конструктором класса существует также деструктор (от англ. destruct – разрушать), который выполняет противоположное действие: уничтожает объект, убирает его из динамической памяти. Как и конструктор, деструктор создаётся автоматически, если не указывать его явно. Деструктор также можно объявить самостоятельно, для выполнения каких-то действий при уничтожении класса, например для освобождения динамической памяти. Деструктор объявляется точно так же, как конструктор, т.е. имя совпадает с именем класса, возвращаемого типа данных нет. Единственное отличие – тильда ~ перед именем. Рассмотрим наш класс из этого урока, у него деструктор будет 

Рассмотрим пример, заодно вспомним про область видимости переменных. Если создать объект вне функций – он будет создан глобальным, и будет существовать на протяжении всего времени работы программы. Если создать его внутри функции или блока кода – он будет существовать только в пределах этого блока, то есть переменные класса будут занимать память на протяжении выполнения этого блока кода. Рассмотрим вот такой класс:

class Color {   // класс Color
  public:
    Color() {}; // конструктор
    void printHello() {
      Serial.println("Hello");
    };
    ~Color() {    // деструктор
      Serial.println("destruct");
    };
    byte someVar;   // какая-то переменная
  private:
};

В нём есть пустой конструктор, печатающий hello метод и деструктор. Выполним вот такой код:

Color myColor3;
void setup() {
  Serial.begin(9600);  
  myColor3.printHello();
}

В выводе порта увидим Hello и всё, потому что объект глобальный и деструктор не вызвался в процессе работы, потому что объект не уничтожался.

Внесём создание объекта в блок функции и посмотрим, что будет

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Color myColor3;
  myColor3.printHello();
}
// тут myColor3 уничтожается

Объект создан внутри функции, и при выходе из этой функции, то есть сразу после прохождения через закрывающую фигурную скобку , объект будет уничтожен, будет вызван деструктор и в порт выведется .

Как и зачем применять это на практике: читайте урок про динамическую память, в жизни она вам врядли пригодится, но без неё цикл уроков не был бы полным. Если внутри объекта выделяется память под какие-то действия, то в деструкторе эту память хорошо-бы освобождать. Как пример можно рассмотреть стандартный класс , объекты которого – строки с символами, располагаются в динамической памяти, и если создавать строку локально – она уничтожается после выхода из блока её функции, потому что так написано в деструкторе:

String::~String()
{
 free(buffer);
}

Итак, мы с вами поэтапно создали класс и изучили большую часть особенностей работы с классами. На этом завершается раздел программирования, и начинается раздел базовых уроков Ардуино. А к классам мы ещё вернёмся, когда будем писать свою собственную библиотеку!

Важные страницы

  • Каталог ссылок на дешёвые Ардуины, датчики, модули и прочие железки с AliExpress у проверенных продавцов
  • Подборка библиотек для Arduino, самых интересных и полезных, официальных и не очень
  • Полная документация по языку Ардуино, все встроенные функции и макро, все доступные типы данных
  • Сборник полезных алгоритмов для написания скетчей: структура кода, таймеры, фильтры, парсинг данных
  • Видео уроки по программированию Arduino с канала “Заметки Ардуинщика” – одни из самых подробных в рунете
  • Поддержать автора за работу над уроками
  • Обратная связь – сообщить об ошибке в уроке или предложить дополнение по тексту ([email protected])

Дребезг контактов

Очень хорошо, когда всё идеально. Но к сожалению всё на так и идеально. И с кнопками та же проблема. Механические контакты кнопки не могут замыкаться/размыкаться мгновенно. Это называется «дребезг контактов». Как это понять. На вход микроконтроллера поступают импульсы. Но вместо того чтоб просто получить 1 или 0 из-за данного явления на вход поступает целая кучка импульсов. Это может создать ложные сигналы. И именно поэтому мы делаем небольшую задержку в нашей программе. На скорость это особо не повлияет, но обеспечит нас от ошибки.

На этом у нас конец второй части

Спасибо за внимание

Элементы платы

Микроконтроллер ATmega328P

Сердцем платформы Arduino Uno является 8-битный микроконтроллер фирмы Microchip — ATmega328P на архитектуре AVR с тактовой частотой 16 МГц.
Контроллер обладает тремя видами памяти:

  • 32 КБ Flash-памяти, из которых 0,5 КБ используются загрузчиком, который позволяет прошивать Arduino Uno с обычного компьютера через USB. Flash-память постоянна и её предназначение — хранение программ и сопутствующих статичных ресурсов.
  • 2 КБ RAM-памяти, которые предназначены для хранения временных данных, например переменных программы. По сути, это оперативная память платформы. RAM-память энергозависимая, при выключении питания все данные сотрутся.
  • 1 КБ энергонезависимой EEPROM-памяти для долговременного хранения данных, которые не стираются при выключении контроллера. По своему назначению — это аналог жёсткого диска для Arduino.

Микроконтроллер ATmega16U2

Микроконтроллер не содержит USB интерфейса, поэтому для прошивки и коммуникации с ПК на плате присутствует дополнительный микроконтроллер ATmega16U2 с прошивкой USB-UART преобразователя. При подключении к ПК Arduino Uno определяется как виртуальный COM-порт.

общается с ПК через по интерфейсу UART используя сигналы и , которые параллельно выведены на контакты и платы Arduino Uno. Во время прошивки и отладки программы, не используйте эти пины в своём проекте.

Светодиодная индикация

Имя светодиода Назначение
ON Индикатор питания платформы.
L Пользовательский светодиод на пине микроконтроллера. Используйте определение для работы со светодиодом. При задании значения высокого уровня светодиод включается, при низком – выключается.
RX и TX Мигают при прошивки и обмене данными между Arduino Uno и компьютером. А также при использовании пинов и .

Порт USB Type-B

Разъём USB Type-B предназначен для прошивки и питания платформы Arduino. Для подключения к ПК понадобиться кабель USB (A — B).

Понижающий регулятор 5V

Понижающий линейный преобразователь NCP1117ST50T3G обеспечивает питание микроконтроллера и другой логики платы при подключении питания через или пин Vin. Диапазон входного напряжения от 7 до 12 вольт. Выходное напряжение 5 В с максимальным выходным током 1 А.

Понижающий регулятор 3V3

Понижающий линейный преобразователь LP2985-33DBVR обеспечивает напряжение на пине . Регулятор принимает входное напряжение от линии 5 вольт и выдаёт напряжение 3,3 В с максимальным выходным током 150 мА.

ICSP-разъём ATmega328P

ICSP-разъём выполняет две полезные функции:

  1. Используется для передачи сигнальных пинов интерфейса SPI при подключении Arduino Shield’ов или других плат расширения. Линии ICSP-разъёма также продублированы на цифровых пинах , , и .
  2. Предназначен для загрузки прошивки в микроконтроллер через внешний программатор. Одна из таких прошивок — Bootloader для Arduino Uno, который позволяет .

А подробности распиновки .

Raspberry Pi

LCD Series

  • Rpi
    HD 3.5 inch TFT*
  • USB
    16×2 RGB LCD
  • Raspberry
    pi 0.91 inch OLED Module SKU:385011
  • 2.2
    inch TFT Display SKU:398437
  • 16×2
    LCD with Keypad and Backlit SKU:297384
  • MZTX06A
    2.2 inch IPS TFT LCD Module SKU:318482
  • Robopeak
    2.8 inch USB TFT Module SKU:284995
  • 3.2
    Inch TFT Lcd Touch Screen SKU:340835
  • 3.5
    inch TFT LCD Touch Screen SKU:363295(HOT)
  • 5
    inch HDMI TFT LCD Touch Screen SKU:384212(HOT)
  • 7
    inch Digital LCD Screen SKU:275810
  • 7
    inch Digital Touch Screen SKU:318884
  • 7
    inch HDMI TFT Capacitive Touch Screen 800×480 SKU:400579
  • 7
    inch HDMI TFT Capacitive Touch Screen 1024×600 SKU:408999
  • Raspberry
    Pi Official 7 Touch Screen SKU:414167(HOT)
  • 10.1
    inch Digital IPS Screen SKU:275804
  • 7
    inch HDMI IPS Capacitive Touch Screen 1024×600
  • RPI
    10.1 inch Capacitive IPS HDMI LCD 1280*800

HIFI Series

  • RPI
    HIFI DiGi+ Digital Audio Card SKU:366963
  • RPI
    HIFI DAC+ Digital Audio Card SKU:363003
  • RPI
    HIFI Digi Digital Audio Card(for Model B) SKU:347529
  • AD/DA
    Shield Module SKU:359719
  • 4
    in 1 Temperature Pressure Altitude Light Sensor SKU:359549
  • 16-Channel
    Servo Control Board SKU:340853
  • Cascading
    and Overlapping Base Board SKU:357254
  • MPR121
    Capacitive Touch Sensor Module SKU:374406
  • VGA
    Shield SKU:369600

X Serial expansion
board

Other

  • Dual
    MicrofCard Adapter
  • USB
    to TTL
  • RPI
    Screws Prototype Add-on V2.0
  • RPI
    Arduino OLED Add-on V2.0 SKU:414671
  • Mini
    USB Camera SKU:408731
  • Raspberry
    Pi Add-On GPS HAT Module SKU:424254
  • Raspberry
    Pi DIDO Board SKU:424282
  • 170
    Degree Fisheye Lens HD Camera
  • 160
    degree Fisheye Lens Raspberry pi Camera SKU:423129
  • Wireless
    2.4GHz USB Mini Keyboard SKU:288368
  • Mini
    Wireless 2.4GHz Keyboard SKU:269008
  • Mini
    Bluetooth V3.0 76-key Keyboard SKU:204344
  • Explore
    — NFC, Near Field Communications SKU:317433
  • GertBoard
    GertDuino — RPI, Arduino-Like ATMEGA I/O Board SKU:317444
  • Pi
    Lite Pi Matrix SKU:323187
  • Pi
    Lite Pi Matrix SKU:323733
  • Unlimited
    Cascading IO Expansion Board SKU:324760
  • Raspberry
    Pi Model B+ SKU:334720
  • Full
    Function Expansion Board Development Kits SKU:338435
  • EnOcean
    Pi 868MHz Radio Transceiver Gateway Module SKU:351832
  • 8
    x 8 x 2 LED Matrix Module SKU:354749
  • 1-Port
    USB Network Card 3-Port USB Hub SKU:369296
  • Raspberry
    Pi 2 Model B SKU:378251
  • PiFace
    Digital 2 SKU:382231
  • MEGA2560/1280
    Proto Shield SKU:384877
  • NodeMcu
    Lua ESP8266 SKU:
  • GPS
    Module SKU:384916
  • DFRobot
    V3 RPSMA Wi-Fi Shield SKU:388060
  • TTL
    to USB Serial Debug Cable SKU:391535
  • TI
    EK-TM4C123GXL LAUNCHPAD, TIVA C Kit SKU:391891
  • I2C
    RTC Real Time Clock Module SKU:398854
  • Aluminum
    Enclosure / Case Box + 2.2 SKU:400578
  • Mini
    CPU Memory Display Shield V3.1 SKU:401126
  • Cirrus
    Logic Audio Card SKU:409786
  • Sim800
    Expansion Board with GSM / GPRS / SMS SKU:414207
  • GPS
    Expansion Board SKU:414213
  • Raspberry
    PI to Arduino Expansion Board V2.0 SKU:414670
  • HAT
    with Orientation, Pressure, Humidity and Temperature Sensors SKU:415439
  • Stepper/Motor/Servo
    Robot Expansion Board SKU:418460
  • Raspberry
    Pi Official Case SKU:397320
  • EXP
    Expresscard GDC Video Card SKU: 412508
  • RPI
    Lithium Battery Expansion Board SKU:435230

Физические свойства вольфрама:

Главный Глупый Вопрос

У новичков в электронике, которые не знают закон Ома, очень часто возникают вопросы вида: “а каким током можно питать Ардуино“, “какой ток можно подать на Ардуино“, “не сгорит ли моя Ардуина от от блока питания 12V 10A“, “сколько Ампер можно подавать на Arduino” и прочую чушь. Запомните: вы не можете подать Амперы, вы можете подать только Вольты, а устройство возьмёт столько Ампер, сколько ему нужно. В случае с Arduino – голая плата возьмёт 20-22 мА, хоть от пина 5V, хоть от Vin. Ток, который указан на блоке питания, это максимальный ток, который БП может отдать без повреждения/перегрева/просадки напряжения. Беспокоиться стоит не об Arduino, а об остальном железе, которое стоит в схеме и питается от блока питания, а также о самом блоке питания, который может не вывезти вашу нагрузку (мотор, светодиоды, обогреватель). Общий ток потребления компонентов не должен превышать возможностей источника питания, вот в чём дело. А будь блок питания хоть на 200 Ампер – компоненты возьмут ровно столько, сколько им нужно, и у вас останется “запас по току” для подключения других. Если устройство питается напряжением, то запомните про максимальный ток источника питания очень простую мысль: кашу маслом не испортишь.

Beaglebone Black

Нужно ли знать программирование?

Первые шаги по работе с платой Arduino начинаются с программирования платы. Программа, которая уже готова к работе с платой, называют скетчем. Переживать о том, что вы не знаете программирование не нужно. Процесс создания программ довольно несложный, а примеров скетчей очень много в интернете, так как сообщество Ардуинщиков очень большое.

После того как программа составлена она загружается (прошивается) на плату. Ардуино в этом случае имеет неоспоримое преимущество – для программирования в большинстве случаев используется USB-кабель. Сразу после загрузки программа готова выполнять различные команды.

Начинающим работать с Arduino нужно знать две ключевые функции:

  • setup() – используется один раз при включении платы, применяется для инициализации настроек;
  • loop() – используется постоянно, является завершающим этапом настройки setup.

Пример записи функции setup():

void setup() {
	Serial.begin(9600);	// Открываем serial соединение
	pinMode(9, INPUT);	// Назначаем 9 пин входом
	pinMode(13, OUTPUT); // Назначаем 13 пин выходом
}

Функция setup() выполняется в самом начале и только 1 раз сразу после включения или перезагрузки вашего устройства.

Функция loop() выполняется после функции setup(). Loop переводится как петля, или цикл. Функция будет выполняться снова и снова. Так микроконтроллер ATmega328 (большинстве плат Arduino содержат именно его), будет выполнять функцию loop около 10 000 раз в секунду.

Также вы будете сталкиваться с дополнительными функциями:

  • pinMode – режим ввода и вывода информации;
  • analogRead – позволяет считывать возникающее аналоговое напряжение на выводе;
  • analogWrite – запись аналогового напряжения в выходной вывод;
  • digitalRead – позволяет считывать значение цифрового вывода;
  • digitalWrite – позволяет задавать значение цифрового вывода на низком или высоком уровне;
  • Serial.print – переводит данные о проекте в удобно читаемый текст.

Помимо этого Ардуино начинающим понравится то, что для плат существует множество библиотек, которые представляют собой коллекции функций, позволяющих управлять платой или дополнительными модулями. К числу наиболее популярных относятся:

  • чтение и запись в хранилище,
  • подключение к интернету,
  • чтение SD карт,
  • управление шаговыми двигателями,
  • отрисовка текста
  • и т. д.
Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий

Главная » Главная

Arduino iot cloud

На чтение 19 мин. Опубликовано

Железо

Помимо микроконтроллера на отладочной плате стоит обвязка, необходимая для его работы: это кварцевый генератор, задающий частоту работы процессора, и “рассыпуха” – конденсаторы и резисторы, выполняющие фильтрующие и подтягивающие функции.

Arduino “на минималках”: кварц, конденсаторы и прочее

Давайте так: что нужно сделать для того, чтобы собрать устройство на микроконтроллере? Нужно подключить к выходам микроконтроллера необходимые устройства (далее – “железо”), загрузить на микроконтроллер прошивку, которая будет управлять этим железом, и обеспечить всё это дело стабильным питанием. Цель разработчиков ардуино была совместить вышеуказанное с простотой и удобством работы и модульностью, тем самым превратив разработку электронных устройств в мощный универсальный конструктор. Эта цель была достигнута так: на плате, вместе с микроконтроллером, разместили “программатор” для загрузки прошивки, usb порт и стабилизатор питания, позволяющий питать плату от широкого диапазона постоянных напряжений: 5-19 вольт. Микроконтроллеру нужно 5 вольт, что стабилизатор ему и обеспечивает.

Справочник языка Ардуино

Операторы

  • setup()
  • loop()

Синтаксис

  • ; (точка с запятой)
  • {} (фигурные скобки)
  • // (одностроковый коментарий)
  • /* */ (многостроковый коментарий)
  • #define
  • #include

Битовые операторы

  • & (побитовое И)
  • | (побитовое ИЛИ)
  • ^ (побитовое XOR или исключающее ИЛИ)
  • ~ (побитовое НЕ)
  • << (побитовый сдвиг влево)
  • >> (побитовый сдвиг вправо)
  • ++ (инкремент)
  • — (декремент)
  • += (составное сложение)
  • -= (составное вычитание)
  • *= (составное умножение)

  • /= (составное деление)

  • &= (составное побитовое И)
  • |= (составное побитовое ИЛИ)

Данные

Типы данных

  • void
  • boolean
  • char
  • unsigned char
  • byte
  • int
  • unsigned int
  • word
  • long
  • unsigned long
  • short
  • float
  • double
  • string — массив символов
  • String — объект
  • массивы

sizeof()

Библиотеки

  • EEPROM
  • SD
  • SPI
  • SoftwareSerial
  • Wire

Функции

Цифровой ввод/вывод

  • pinMode()
  • digitalWrite()
  • digitalRead()

Аналоговый ввод/вывод

  • analogReference()
  • analogRead()
  • analogWrite() — PWM

Только для Due

  • analogReadResolution()
  • analogWriteResolution()

Расширенный ввод/вывод

  • tone()
  • noTone()
  • shiftOut()
  • shiftIn()
  • pulseIn()

Время

  • millis()
  • micros()
  • delay()
  • delayMicroseconds()

Математические вычисления

  • min()
  • max()
  • abs()
  • constrain()
  • map()
  • pow()
  • sqrt()
  • sq()

Тригонометрия

  • sin()
  • cos()
  • tan()

Случайные числа

  • randomSeed()
  • random()

Биты и байты

  • lowByte()
  • highByte()
  • bitRead()
  • bitWrite()
  • bitSet()
  • bitClear()
  • bit()

Внешние прерывания

  • attachInterrupt()
  • detachInterrupt()

Прерывания

  • interrupts()
  • noInterrupts()

Что нужно для старта работы с Arduino

Оригинальные платы, наборы и компоненты выпускает компания Arduino. С ростом популярности конструктора появились и другие похожие продукты — комплекты с оригинальными платами Arduino или их аналогами.

Наборы — это удобно: вы получаете плату, все нужные датчики и механизмы, а также инструкции. Вариант комплектации обычно подбирается для конкретной цели. Например, чтобы вы смогли соорудить автомобиль с управлением по Bluetooth или робота, который будет патрулировать квартиру.

Фото: rozdemir/Shutterstock

Но оригинальные платы и другие компоненты Arduino стоят сравнительно дорого. Так, Arduino Uno третьей ревизии на официальном сайте предлагается за 23 доллара. Стартовый набор Arduino Starter Kit на базе Arduino Uno с макетной платой, коннекторами, светодиодами — за 93 доллара. И это без учёта стоимости доставки.

В продаже можно найти конструкторы на базе оригинальных итальянских плат Arduino. Например, есть российская серия «Матрёшка», наборы от издательства «БХВ‑Петербург» и вариант конструктора «Знаток».

Аналоги, скопированные с Arduino, обойдутся дешевле. Правда, качество многих китайских плат не гарантируется: они могут даже не включиться или работать с ошибками. А датчики, моторы, платы расширения из других наборов иногда несовместимы с платформой.

На Ozon продаются комплекты с платами‑аналогами. Например, здесь есть неплохой вариант за 2 990 рублей с учётом скидки. Внутри — копия Arduino Uno, макетная плата, хороший набор датчиков, светодиодов и коннекторов, а также пульт управления, экраны, кнопки и другие компоненты.

Такой же комплект на AliExpress стоит вдвое дешевле — 1 558 рублей. Доставка бесплатная. Больше наборов можно увидеть на этой странице.

Россия выпускает платы — аналоги Arduino под брендом Iskra. Так, Iskra Neo похожа на Arduino Leonardo, на базе неё есть набор «Планета XOD». А Iskra Mini — аналог Arduino Mini.

Помимо наборов с платформой Arduino, продаются и комплекты датчиков, коннекторов и так далее. Наконец, можно заказать по отдельности и нужную плату, и каждый недостающий компонент для системы, которую вы спроектировали.

Документирование проектов

Документирование вашего проекта всегда отличная идея. Перейдите на панель «Примеры» (Examples) и выберите эскиз «Исчезать» (Fade).

int led = 9;
int brightness = 0;
int fadeAmount = 5;

void setup() {
  pinMode(led, OUTPUT);
}

void loop() {
  analogWrite(led, brightness);

  brightness = brightness + fadeAmount;

  if (brightness <= 0 || brightness >= 255) {
    fadeAmount = -fadeAmount;
  }
  delay(30);
}

Откройте вкладку «layout.png» и «schematic.png». Иллюстрации покажут вам, как собрать вашу схему.

Когда вы работаете над своими собственными проектами, вы можете добавить свои собственные изображения в документацию, щелкнув последнюю вкладку в области кода и выбрав «Импортировать файл в эскиз» (Import File into Sketch).

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. Потребуется разобраться с основами электроники. Во-вторых, придется научиться навыкам программирования в Arduino. Для профессиональной работы нужны знания C++, для начинающих доступны многочисленные графические среды с блочным программированием. Например, mBlock или ArduBlock. При отсутствии реальной платы можно воспользоваться одним из эмуляторов ардуино.

Все это потребует и времени, и знаний, но результатом станет удивительное ощущение восторга от сделанных своими руками умных устройств

Счастья от того, что вы стали почти волшебником, приближаясь шаг за шагом к вершинам технического мастерства. Крайне важно, чтобы теория сочеталась с практикой и вы как можно быстрее переходили от чтения статей к созданию реальных устройств

Подключение вашей платы Arduino к компьютеру

После того как вы установили Arduino IDE на свой компьютер следующим логичным шагом будет подключение платы Arduino UNO к компьютеру. Чтобы сделать это просто используйте кабель для программирования (синего цвета) и соедините его с платой Arduino и USB портом вашего компьютера.

Синий кабель для программирования может выполнять следующие три функции:

  1. Он запитывает плату Arduino UNO, то есть чтобы обеспечить выполнение программ на ней необходимо просто запитать ее с помощью USB кабеля.
  2. Через него программируется микроконтроллер ATmega328, находящийся на плате Arduino UNO. То есть код программы пересылается из компьютера в микроконтроллер именно по этому кабелю.
  3. Он может функционировать в качестве кабеля для последовательной связи, то есть с его помощью можно передавать данные с Arduino UNO в компьютер – это полезно для целей отладки программы.

После того как вы подадите питание на плату Arduino UNO на ней загорится маленький светодиод – это свидетельствует о том, что на плату подано питание. Также вы можете заметить как мигает другой светодиод – это результат работы программы по управлению миганием светодиода, которая по умолчанию загружена в вашу плату ее производителем.

Поскольку вы подключаете плату Arduino в первый раз к компьютеру необходимо некоторое время чтобы драйвера для нее успешно установились. Чтобы проверить правильно ли все установилось и определилось откройте «Диспетчер устройств (Device manager)» на вашем компьютере.

В диспетчере устройств откройте опцию «Порты» “Ports (COM & LPT)”, кликните на ней и посмотрите правильно ли отображается там ваша плата.

При этом стоит отметить, что не стоит обращать внимание на то, какой номер порта отобразился у вашей платы Arduino – он может, к примеру, выглядеть как CCH450 или что то подобное. Этот номер порта просто определяется производителем платы и больше ни на что не влияет

Если вы не можете в диспетчере устройств найти опцию “Ports (COM & LPT)”, то это означает, что ваша плата не корректно определилась компьютером. В большинстве случает это означает проблему с драйверами – по какой то причине они автоматически не установились для вашей платы. В этом случае вы должны будете вручную установить необходимые драйверы.

В некоторых случаях в указанной опции диспетчера устройств может отобразиться два COM порта для вашей платы и вы не будете знать какой из них правильный. В этой ситуации отключите и снова подключите плату Arduino к компьютеру – какой из COM портов при этом будет появляться и исчезать, значит тот и правильный порт.

Следует помнить о том, что номер COM порта будет изменяться при каждом новом подключении вашей платы к компьютеру – не пугайтесь, в этом нет ничего страшного.

Загрузка прошивки

USBasp – ISP программатор для AVR (в том числе Arduino)

Что касается так называемого программатора: изначально способом загрузки прошивки в микроконтроллер является загрузка посредством ISP (in-system programming) программатора, который загружает прошивку напрямую в память микроконтроллера. Это способ хорош и надёжен, но он дороже и не такой универсальный как тот, который используется в Ардуино. Работает это так: вместо ISP программатора на плате стоит USB-TTL преобразователь, который позволяет Ардуино (на её стороне TTL – транзистор-транзистор логика) буквально общаться с компьютером (на его стороне – USB) и обмениваться данными. Но просто общаясь с компьютером загрузить прошивку не получится, поэтому в памяти микроконтроллера “живёт” загрузчик (он же bootloader), который умеет ловить данные, идущие с компьютера и загружать их во Flash память микроконтроллера. При каждом запуске микроконтроллера загрузчик ждёт команду от компьютера, мол желает ли тот загрузить новую прошивку. Если никто ему не отвечает какое-то время, он запускает уже имеющуюся в памяти МК прошивку. Отсюда вытекает несколько минусов:

  • Загрузчик сидит во Flash памяти и занимает место (около 6%, что довольно-таки много)
  • При подаче питания на МК прошивка стартует не сразу, каждый раз загрузчик ждёт команду от компьютера в течение какого-то времени (пару секунд), прежде чем передать управление имеющейся в памяти программе.

Оба этих минуса решаются частично или полностью:

  • Можно прошить неофициальный загрузчик, который занимает меньше места в памяти и быстрее стартует
  • Можно загружать скетчи напрямую через ISP, в этом случае вообще не будет потери места и задержек при запуске, так как загрузчика вообще не будет в памяти

Возвращаясь к USB-TTL преобразователю: почему именно такой способ загрузки прошивки выбрали разработчики Arduino? Да всё очень просто: микросхема USB-TTL преобразователя стоит дешевле микросхем, могущих в ISP (роль оных обычно выполняют микроконтроллеры), что прилично удешевляет платформу. Но самое главное – использование USB-TTL преобразователя добавляет нам возможность общаться с платой при помощи компьютера (смартфона, планшета) без использования дополнительного железа, т.е. мы можем как управлять какими-то устройствами (если это заложено в коде прошивки), так и получать от Ардуино данные, например показания с датчиков. Но самое-самое главное – это позволяет отлаживать код, вручную, но все таки отлаживать.

Настройка IDE

Для соединения платы с компьютером используется USB-порт. Программирование не требует специального оборудования, сама плата компактна и имеет малый вес.

Шаг 2

Переходим в:

Пуск → Панель управления → Диспетчер устройств

Находим «Порты COM и LPT» и видим нашу плату на COM2.

Вполне вероятно, что вы ничего не увидите. В большинстве случаев проблема в том, что вы купили плату на чипе CH340G. В таком случае нужно воспользоваться решением из нашей статьи.

Шаг 3

Запускаем Arduino IDE и переходим в:

Инструменты → Порт

Выбираем порт COM2 (или тот, который получился у вас на шаге выше).

Шаг 4

Выбираем плату.

На этом с настройкой закончено. Теперь у вас настроена Arduino IDE и вы можете приступить к разработке своих проектов.

Что можно сделать из Arduino

Энтузиасты разрабатывают и показывают на YouTube полезные гаджеты и фантастические игрушки — как правило, с детальным описанием элементов и ссылкой на скетч. Собрали для вас несколько интересных вариантов.

Мигающий светодиодный куб

Оригинальный светильник выполнен из светодиодной гирлянды. Arduino управляет миганием лампочек, которые имитируют 3D‑эффекты.

Инструкция по созданию куба находится здесь.

Генератор мыльных пузырей

Надоело пускать мыльные пузыри силой собственных лёгких и хочется эффектного шоу? Можно собрать робота, который будет делать это за вас. Гаджет окунает колечко в вазу с мыльным раствором, и в этот момент запускается вентилятор. Результат — много пузырей сразу и никакого мошенничества.

Инструкцию по созданию генератора вы найдёте на этой странице.

Робот

Забавный «КартонБот» создан из Arduino и картона, также включает сервоприводы и ультразвуковой дальномер. Робот умеет вращать головой и смешно двигать руками.

Описание проекта здесь.

Система полива сада

На базе Arduino и шаровых кранов CWX‑15Q можно соорудить умную систему капельного полива для вашего сада. Она умеет определять влажность почвы и следит за уровнем воды в баке.

Описание найдёте на этой странице.

Начало работы с Ардуино

Говоря бытовым языком, Ардуино – это электронная плата, в которую можно воткнуть множество разных устройств и заставить их работать вместе с помощью программы, написанной на языке Ардуино в специальной среде программирования.

Чаще всего плата выглядит вот так:

На рисунке показана одна из плат Ардуино – Arduino Uno. Мы изучим ее подробнее на следующих уроках.

В плату можно втыкать провода и подключать множество разных элементов. Чаще всего, для соединения используется макетная плата для монтажа без пайки. Можно добавлять светодиоды, датчики, кнопки, двигатели, модули связи, реле и создавать сотни вариантов интересных проектов умных устройств. Плата Ардуино – это умная розетка, которая будет включать и выключать все присоединенное в зависимости от того, как ее запрограммировали.

Вся работа над проектом разбивается на следующие этапы:

  1. Придумываем идею и проектируем.
  2. Собираем электрическую схему. Тут нам пригодится макетная плата, упрощающая монтаж элементов. Безусловно, понадобятся навыки работы с электронными приборами и умение пользоваться мультиметром.
  3. Подключаем плату Arduino к компьютеру через USB.
  4. Пишем программу и записываем ее в плату буквально нажатием одной кнопки на экране в специальной среде программирования Arduino.
  5. Отсоединяем от компьютера.  Теперь устройство будет работать автономно – при включении питания оно будет управляться той программой, которую мы в него записали.

Программа и среда программирования выглядят вот так:

На экране показана программа (на сленге ардуинщиков текст программы называется “скетч”), которая будет мигать лампочкой, подсоединенной к 13 входу на плате Ардуино UNO. Как видим, программа вполне проста и состоит из понятных для знающих английский язык инструкций. В языке программирования Arduino используется свой диалект языка C++, но все возможности C++ поддерживаются.

Есть и другой вариант написания кода – визуальный редактор. Тут не нужно ничего писать – можно просто перемещать блоки и складывать из них нужный алгоритм. Программа загрузится в подключенную плату одним нажатием кнопки мыши!

Визуальную среду рекомендуется использовать школьникам младших классов, более старшим инженерам лучше сразу изучать “настоящий” Ардуино – это довольно просто, к тому же знания C++ никому не повредят.

В целом все выглядит довольно понятно, не так ли? Осталось разобраться в деталях.

Что такое Arduino

Arduino — это платформа для создания электроники своими руками. К печатной плате, которая является миниатюрным компьютером, можно подсоединять различные компоненты, например датчики, экраны, переключатели. Или даже другие платы со своими функциями.

В Arduino можно загрузить программу (скетч), чтобы добиться определённого результата. Скажем, включать свет, когда на датчик поступает сигнал, или запускать мотор и ехать в нужном направлении.

Вот из чего состоит конструктор Arduino.

Основа

«Мозг» любого конструктора Arduino — это собственно одноимённая плата. На ней есть процессор, модули памяти и порты ввода‑вывода, к которым подключаются другие компоненты.

Самая популярная плата для начинающих — Arduino Uno. На ней 14 цифровых и 6 аналоговых входов, 32 КБ постоянной и 2 КБ оперативной памяти, процессор частотой 16 МГц, порт USB. Не сравнить с современными смартфонами и компьютерами, но для знакомства с конструктором и создания простых систем этого вполне достаточно.

Arduino Nano и Mini — одни из самых компактных в линейке. Nano аналогична Uno по производительности, Mini немного слабее. В Arduino Leonardo установлен новый контроллер (процессор) и вместо USB‑порта используется microUSB.

Фото: AlexCorv/Shutterstock

Если же вы заранее знаете, что на простых экспериментах не остановитесь, можно сразу смотреть в сторону плат побольше, например Arduino Mega. Здесь будет уже 54 цифровых выхода и 16 аналоговых, 256 КБ постоянной и 8 КБ оперативной памяти, а также процессор частотой 16 МГц и порт USB.

Конструктор постоянно развивается, появляются новые версии платформы — с более производительными микроконтроллерами, большим объёмом памяти, расширенным набором портов, дополнительными компонентами вроде Bluetooth или Wi‑Fi.

Обратите внимание: блока питания на плате нет, к розетке вы её не подключите. Электроэнергию можно подавать либо через порт USB/microUSB от компьютера или внешнего аккумулятора, либо на разъём Vin или 5V (плюс на Gnd — «земля») на плате (они промаркированы) — например, от батареи или блока питания для ПК

Дополнительные элементы

Фото: Schlyx/Depositphotos

Чтобы платформа Arduino не просто выполняла вычисления, а давала какие‑то наглядные и полезные результаты работы, к ней нужно подключить «обвес». Это могут быть:

  • Датчики. Они принимают информацию и передают её плате, бывают цифровыми и аналоговыми. К примеру, для Arduino есть датчики света, цвета, температуры, давления, влажности, уровня воды и другие. Выпускаются и более сложные сенсоры. Например, датчики препятствия и расстояния часто используют для создания управляемых роботов и машинок.
  • Светодиоды — самые простые элементы, которые покажут результат работы Arduino. Загорелся светодиод — что‑то произошло, например получили определённый сигнал с датчика.
  • Моторы и другие приводы. Они нужны для того, чтобы привести в движение части вашей конструкции: заставить колёса машины крутиться, а робота — шагать.
  • Экраны. Используются для вывода информации. Обычно это небольшие чёрно‑белые LCD‑дисплеи для пары строк текста, но есть и компактные цветные TFT‑экраны разрешением до 240 × 320 точек и диагональю до 3 дюймов.
  • Кнопки и переключатели. Позволяют управлять работой устройства на базе Arduino: включать и выключать его, задавать определённые сценарии поведения.
  • Резисторы. Нужны, чтобы менять яркость свечения светодиодов или создавать особые электрические схемы.
  • Потенциометры — резисторы с переменным сопротивлением. Их обычно используют, чтобы управлять напряжением, яркостью светодиодов, громкостью звуков и так далее.
  • Провода, перемычки и макетная плата. Нужны для простой сборки вашего Arduino без пайки. Достаточно вставлять ножки резисторов, коннекторов, проводников и других деталей в отверстия на плате. Так быстрее, безопаснее и легче — разберётся даже ребёнок.

Платы расширения

Фото: Baladapat/Depositphotos

Такие платы, которые иногда называют шилдами (Shield), расширяют возможности Arduino. Они устанавливаются на платформу или друг на друга по принципу бутерброда.

Назначение плат обычно отражено в названии. Например, Ethernet Shield позволяет подключить систему к сети Ethernet, GPRS Shield — к мобильной сети. Для управления мощными моторами выпускается Motor Shield, для работы Arduino от бытовой электросети напряжением 220 вольт — AC/DC Shield.

Некоторое железо

  • GyverStepper – высокопроизводительная библиотека для управления шаговым мотором
  • AccelStepper – более интересная и качественная замена стандартной библиотеке Stepper для контроля шаговых моторчиков. Скачать можно со страницы разработчика, или вот прямая ссылка на архив.
  • AccelMotor – моя библиотека для управления мотором с энкодером (превращает обычный мотор в “шаговый” или сервомотор)
  • ServoSmooth – моё дополнение к стандартной библиотеке Servo, позволяющее управлять сервоприводом с настройкой максимальной скорости движения и разгона/торможения (как в AccelStepper, только для серво). Must have любого любителя серво манипуляторов!
  • CapacitiveSensor – библиотека для создания сенсорных кнопок (из пары компонентов рассыпухи). Описание
  • ADCTouchSensor – ещё одна версия библиотеки для создания сенсорных кнопок. Есть ещё одна, так, на всякий случай
  • TouchWheel – библиотека для создания сенсорных слайдеров и колец
  • Buzz – детектор присутствия на основе всего лишь одного провода! (измеряет ЭМ волны)
  • Bounce – библиотека антидребезга для кнопок и всего такого. Сомнительная полезность, но почитайте описание
  • oneButton – библиотека для расширенной работы с кнопкой. На мой взгляд неудобная
  • GyverButton – моя библиотека для расширенной работы с кнопкой. Очень много возможностей!
  • AdaEncoder – библиотека для работы с энкодерами
  • GyverEncoder – моя библиотека для энкодеров с кучей возможностей, поддерживает разные типы энкодеров
  • RTCLib – лёгкая библиотека, поддерживающая большинство RTC модулей
  • OV7670 – библиотека для работы с камерой на OV7670
  • IRremote – базовая библиотека для работы с ИК пультами и излучателями
  • IRLib – более расширенная версия для работы с ИК устройствами
  • IRLremote – самая чёткая библиотека для ИК пультов, работает через прерывания. 100% отработка пульта
  • keySweeper – почти готовый проект для перехвата нажатий с беспроводных клавиатур
  • USB_Host_Shield – позволяет Ардуине работать с геймпадами (PS, XBOX) и другими USB устройствами
  • Brain – библиотека для работы с NeuroSky ЭЭГ модулями
  • TinyGPS – шустрая библиотека для работы с GPS модулями
  • GyverRGB – моя библиотека для работы с RGB светодиодами и лентами
  • FadeLED – библиотека для плавного (ШИМ) мигания светодиодами с разными периодами
  • CurrentTransformer – измерение силы тока при помощи трансформатора (катушки) на проводе. Читай: токовые клещи
  • LiquidCrystal-I2C – библиотека для LCD дисплеев с I2C контроллером. Разработчик – fdebrabander
  • LiquidCrystal-I2C – библиотека для LCD дисплеев с I2C контроллером. Разработчик – johnrickman. Предыдущая вроде бы лучше
  • LiquidTWI2 – быстрая библиотека для LCD дисплеев на контроллерах MCP23008 или MCP23017
  • LCD_1602_RUS – библиотека русского шрифта для LCD дисплеев
  • LCD_1602_RUS_ALL – новая версия предыдущей библиотеки с поддержкой украинского языка
  • u8glib – библиотека для работы с монохромными LCD и OLED дисплеями
  • ucglib – библиотека для работы с цветными LCD и OLED дисплеями
  • Adafruit_SSD1306 – ещё одна библиотека для OLED дисплеев
  • Adafruit-GFX-Library – дополнение для adafruit библиотек дисплеев, позволяет выводить графику
  • SSD1306Ascii – самодостаточная и очень лёгкая библиотека для вывода текста на OLEDы
  • NeoPixelBus – библиотека для работы с адресной светодиодной лентой, адаптированная под esp8266 (NodeMCU, Wemos и др.). 
  • microLED – лёгкая и простая библиотека для работы с адресной лентой
  • – лёгкая библиотека для отправки любых данных через радио модули 433 МГц
  • rc-switch – библиотека для работы с радио модулями 433 МГц и разными протоколами связи
Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий

© 2024