Как сделать свою собственную плату arduino uno

Технические характеристики

Ну, а если говорить конкретнее, то технические характеристики данного контроллера таковы:

  1. Тактовая частота ядер достигает 16 мГц.
  2. Воспринимаемое напряжение равно 5 Вольтам.
  3. Максимальное допустимое напряжение на цепи – 20 В.
  4. Соответственно, среднее рекомендуемое для работы – 9 В +-2 В
  5. С одного вывода максимальная сила тока может достигать 40 мА.
  6. Ну, а главное, что присутствуют 54 цифровых пина, из которых 15 – с поддержкой ШИМ.
  7. Аналоговых же всего 16, но для большинства проектов этого будет достаточно.
  8. Доступная постоянная память составляет 256 КБ, но учитывайте, что компилятором занято 8.
  9. Оперативная же составляет всего 8 КБ.

Все эти характеристики необходимо запомнить, чтобы подобрать под Аrduino mega 2560 проекты, подходящие по параметрам. Ведь далеко не в каждой ситуации такой длинный чип будет куда уместить, да и вообще возникнет в нём потребность.

Самые особенные проекты

Существуют разработки, которые решают важные социальные или образовательные задачи.

3D-сканер

Одним из последних технологических достижений стал 3D-сканер для создания точной копии модели объекта. Лучшим вариантом реализации устройства для любителей Arduino является проект Open Source, который называется FabScan. Пользуясь открытой информацией, любой новичок способен изготовить сканер дома, потратив не более 100 долларов. Проект несложный, но необходимы знание основ микроэлектроники и навыки работы с платой.

Игрушка Easy Robot Toy PipeBot

Easy Robot Toy PipeBot — это интеллектуальная игрушка, изготовить которую можно с детьми. Робот имеет форму трубки с 2 колесами и управляется с помощью пульта или смартфона.

К нему можно добавлять различные устройства: камеру, акселерометр и др.

Создавая поделку, ребенок освоит логику электронных схем и программирования.

Приспособление для людей с ограниченными возможностями

Платформа «Ардуино» позволяет проектировать устройства, полезные людям с ограниченными возможностями здоровья. Например, сегодня востребована роботизированная рука, которая выполняет функцию захвата.

Для управления манипулятором собирается высокочувствительный пульт, который позволяет посредством минимальных движений руководить механизмом.

Сегодня предлагается много различных приборов, сделанных для компенсации физических недостатков: ассистент общения, робот-поводырь, инерционный трекер и др.

Преимущества линейки плат

Как уже было сказано ранее, Ардуино обладает открытой архитектурой, что позволяет сторонним разработчикам полностью копировать систему.

Несмотря на высокую конкуренцию, Ардуино признана самой популярной аппаратно-программной платформой. Это достигается благодаря простоте с многофункциональностью. Рассмотрим преимущество системы над сторонними аналогами:

  1. Плата обладает встроенным программатором, что позволяет использовать систему без дополнительного подключения дешифратора и компилятора;
  2. Программная часть построена на базе C/C++, что делает её простой в использовании и изучении;
  3. Наличие библиотеки готовых проектов и чертежей CAD, доступных для свободного использования;
  4. Для сбора устройства не требуется пайка, компоненты соединяются при помощи специальной макетной доски, перемычек и проводов;
  5. Возможность автономной работы расширяет сферу применения устройства;
  6. Наличие версии для работы с популярной мобильной операционной системой Android;
  7. Большое количество дополнительных модулей как от разработчика, так и от сторонних производителей.

Дружелюбная система, наличие готовых проектов и видеоуроков и простая среда разработки позволяют реализовать даже ваши самые невероятные задумки.

Небольшая цена, доступность модулей и открытая база данных помогут в реализации задумки. Готовый проект может быть как автономным, так и переносным. Наличие портативных аккумуляторов и беспроводных источников передачи данных способствуют созданию расширенной сети из группы плат и компьютеров.

Доступный язык программирования обладает возможностью установки дополнительных компонентов и библиотек. Модули добавляют возможность работы с Java.

Arduino проекты

Управляем квадрокоптером с помощью ArduinoСигнализация на Arduino, оповещающая об исчезновении напряжения сетиДистанционное управление для ArduinoJTAG-адаптер для Arduino MicroВольтметр на ArduinoЗвуковая сигнализация на ArduinoПростой Arduino-счетчик на 7-сегментном индикатореРазблокировка компьютера с помощью NFCРобот на основе Arduino. Часть I – управление двигателямиРобот на основе Arduino. Часть II – шасси, средства передвижения и питаниеРобот на основе Arduino. Часть III – подключение, программирование и пробный пускРобот на основе Arduino. Часть IV – ультразвуковой датчик HC-SR04Простой таймер на ArduinoУправляем вентилятором с помощью ArduinoПодключаем джойстик к ArduinoПодключаем к Arduino акселерометр MMA7361Управляем светодиодами WS2812 с помощью ArduinoArduino и светодиодная матрица 8x8Arduino и RFID-считывательДомашняя система безопасности с GSM на основе ArduinoПодключение оптического энкодера к ArduinoПогодная станция на основе Arduino и Wi-Fi модуля ESP8266Система слежения за солнцем на ArduinoArduino и шаговый двигатель BYJ48Расширяем количество портов Arduino за счет чарлиплексированияArduino и четырехразрядный семисегментный индикаторДатчик температуры TMP36 и его подключение к ArduinoБиблиотеки Arduino: подключениеУправляем реле с помощью ArduinoArduino своими рукамиПодключение GPS-трекера к ArduinoArduino + датчик температуры и влажности DHT22 + вентиляторПрограммируем Arduino Pro Mini с помощью Arduino UnoПрограммируем Arduino на Raspberry PiArduino и TLC5940: управляем большим количеством сервомоторовСоединяем Raspberry Pi с Arduino через Serial GPIOДелаем плату Arduino автономной с питанием от солнечной батареиИспользуем Arduino Mega 2560 в качестве внутрисхемного программатора (ISP)Arduino и датчик влажности почвыArduino и датчик капель/дождяРобот на Arduino, управляемый с помощью жестовArduino и MIDIArduino и модуль фотоимпульсного датчика скорости вращения двигателя«Умная» розетка на основе Arduino своими рукамиУправляем шаговым двигателем с помощью Arduino и L298NКак сделать фитнесс-трекер на ArduinoArduino и акселерометр MMA7455L: принцип работы, схема, кодСистема домашней автоматики на основе Android и Arduino своими рукамиArduino и датчик газа / дыма MQ-2Гитарная педаль эффектов на Arduino своими рукамиArduino и Bluetooth на основе HC-05 для чайниковКонсоль Gamebuino – Arduino для бесплатных игр своими рукамиПростой регистратор данных на Arduino с модулем SD-картыДелаем мышеловку на основе Arduino своими рукамиArduino и обмен данными с программой на Visual BasicArduino и камера OV7670DustDuino – используем Arduino для мониторинга качества окружающей средыArduino и термистор: принцип работы, схема подключения, кодАзбука Морзе на Arduino: сигнал SOS с помощью динамика и светодиодаАмперметр на Arduino своими рукамиArduino и Xbee – реализуем простую передачу данных по ZigBeeВаттметр на Arduino своими рукамиПростой тестер аккумуляторов и батареек на ArduinoКак начать работу с Cayenne и ArduinoArduino и датчик освещенности TEMPT6000Простой тестер кабелей RJ45 на Arduino своими рукамиУправляем Arduino 101 через Bluetooth с помощью BlynkBluetuino – управляем Arduino с помощью iPhoneДетектор электромагнитного излучения на Arduino своими рукамиПростая система безопасности на Arduino своими рукамиВоспроизводим мелодии с помощью ArduinoДелаем следящий за светом цветок на основе ArduinoПростейший термометр на Arduino и DS18B20 своими рукамиArduino и GSM: делаем телефонный вызовМеталлоискатель на Arduino своими рукамиТахометр на Arduino своими рукамиArduino и датчик изгибаЧетырехразрядный индикатор на TM1637 и Arduino DigiSparkArduino и цифровой потенциометрКак сделать FM-трансмиттер на Arduino и NS73M своими рукамиПриемопередатчик HC-12 и ArduinoОмметр на Arduino своими рукамиИзмеритель емкости на Arduino своими рукамиЦифровые порты Arduino для чайниковПодключаем матричную клавиатуру к ArduinoArduino и ЭКГ: кардиограф своими рукамиСистема полива растений на основе Arduino своими рукамиУправляем соленоидом с помощью ArduinoЧастотомер на Arduino своими рукамиArduino и GPS: подключение GPS-модуля NEO-6mДетектор уровня звука на Arduino своими рукамиУправляем линиями ввода/вывода Arduino с компьютераИзмеритель освещенности на Arduino своими рукамиМногозадачность Arduino с помощью функции millis

Замок, который открывается на секретный стук

Слож­ность: 3/5.

Вре­мя: 2/5.

Инте­рес­ная вещь для тех, кто хочет поиг­рать в шпи­о­нов или пус­кать в ком­на­ту толь­ко сво­их дру­зей. Замок рас­по­зна­ёт стук по две­ри и срав­ни­ва­ет его с базо­вым зву­ча­ни­ем, кото­рое уста­но­вил вла­де­лец. Если сов­па­да­ет — при­во­ды ото­дви­га­ют замок и дверь откры­ва­ет­ся, если нет — ниче­го не про­ис­хо­дит, мож­но посту­чать заново.

Что­бы уста­но­вить новый стук на откры­тие, нуж­но зажать кноп­ку на руч­ке и посту­чать по две­ри новым спо­со­бом. Пье­зо­сен­сор рас­по­зна­ёт виб­ра­ции и запи­сы­ва­ет их в память платы.

Подроб­но­сти: grathio.com.

Самые известные «Ардуино»-проекты

С помощью контроллера можно реализовать инновационные идеи, используемые крупнейшими производителями массовых технологий. При этом самоделки по продуктивности редко уступают профессиональным решениям.

Датчик Ambilight на жидкокристаллический дисплей

Популярный модуль Ambilight можно назвать визитной карточкой компании Philips. Это фоновая трехканальная подсветка ЖК-дисплеев, проекция которой направляется за экран и расширяет его границы. Технология молниеносно адаптируется к динамическому изображению дисплея и погружает зрителя в центр транслируемых событий.

С помощью «Ардуино» легко создается аналог Philips Ambilight, который интегрируется в любой подключаемый к компьютеру ЖК-дисплей.

Механизмом управляет специальная программа, взаимодействующая с адресной лентой на светодиодных чипах. Схема включает фоторезистор, который анализирует интенсивность освещения в комнате и адаптирует яркость ленты.

Универсальная плата позволяет изготовить недорогой аналог Ambilight с более высоким разрешением фоновой подсветки. При этом схема подключения проста и не требует широких технических познаний.

Датчик температуры «Ардуино»

Датчики температуры широко используются в бытовых приборах: водонагревателях, кипятильниках, домашних электрических термометрах, самодельных термостатах.

Термистором называют тип переменного резистора, который преобразует сопротивление согласно зафиксированной температуре.

Управление устройствами

Контроллеры реализуют 2 вида связи: проводную и беспроводную.

Проводное управление ведется с диспетчерского пульта. При этом управляющие цепи и исполнительные устройства объединены с помощью электропроводов.

Беспроводная схема включает 2 устройства: пульт дистанционного управления, являющийся передатчиком, и приемник. Передача осуществляется с помощью оптических либо радиосигналов.

Примером первого варианта служит работа бытовой техники. Второй случай реализуется через специализированные модули: Bluetooth HC, Wi-Fi, ZigBee и др.

Бесплатные учебники по Ардуино на русском

Выполнив первые уроки, а большинство знакомство с микроконтроллером начинает с самого простого задания — подключения светодиода к плате, вы поймете, что сделать какое-то устройство или проект на Ардуино своими руками довольно просто. Суть микроконтроллеров в том, что они рассчитаны на любителей, у которых нет больших знаний в программирование и они даже полные чайники в электротехнике.

Книги и учебники по Ардуино для начинающих

 
Быстрый старт с набором Arduino (PDF)
Книга содержит полезную информацию для ознакомления с Arduino и практические эксперименты с иллюстрациями. Авторы пособия подробно рассказали, как установить программное обеспечение на компьютер и изложили 14 простых проектов, где для работы необходимо минимум первоначальных электронных компонентов.

Учебник содержит уже 33 урока по программированию Ардуино с использованием различных модулей и датчиков. Российские авторы изложили в своем учебнике практические уроки с цветными иллюстрациями и подробными комментариями, все скетчи из книги можно скачать из Интернета по ссылкам, указанным в уроках.

Учебник переведен на русский и содержит подробные уроки для программирования микроконтроллера от известного автора. К плюсам данной книги можно отнести ссылки на информационный сайт, а также наличие видео уроков от Джереми Блума на YouTube (они тоже переведены на русский язык и озвучены).

 
Arduino и Raspberry Pi в проектах IoT (PDF)
Книга рассчитана на опытных пользователей и содержит уроки по Ардуино для создания проектов с использованием Intemet of Things (Интернета вещей). Показана организация доступа к сети Интернет, отправка и получение данных с использованием IoT сервисов

Уделено внимание обмену данными с помощью GPRS/GSM Shield.

Книги с интересными проектами на Ардуино

 

25 крутых проектов с Arduino (PDF)

Книга содержит описание и руководство по сборке 25 крутых проектов на Ардуино. Марк Геддес написал руководство, где подробно расписано начало программирования в среде Arduino IDE, правила сборки электрических схем на макетной плате, даны инструкции с примерами интересных проектов для начинающих с нуля.

 

Проекты с использованием Arduino (PDF)

Учебник с наиболее глубоким изучением языка программирования Arduino, каждая команда разобрана автором в отдельном разделе с примером скетча. В учебнике есть раздел с обзором различных плат Arduino и подробно рассмотрено подключение радио модулей для создания проектов на дистанционном управлении.

 

77 проектов для Arduino (PDF)

Книга «77 проектов для Arduino» автор Петин В.А. подойдет как, для начинающих программистов, так и для тех, кто хорошо освоил Ардуино и хочет сделать самостоятельно интересные проекты на микроконтроллере. Начните сборку проектов на Ардуино с подборкой литературы от лучших авторов на нашем сайте.

Скачать книги можно, как на компьютер, так и на телефон. Так как язык Arduino основан на языке программирования C++, то на мобильном устройстве можно начать изучать основы, а на компьютер скачать учебник по Ардуино на русском бесплатно и без регистрации. Первым делом рекомендуем вам прочитать, что такое Ардуино и что с ним можно сделать, особенно если вы еще не работали с этими платами.

Наборы и конструкторы Ларт

ЛАРТ Сармат Армага

Набор на основе контроллера Ардуино, при помощи которого можно собрать робота, движущегося по линии. Главный компонент комплекта – миниатюрная плата Ардуино Нано, которая позволяет подключать не только входящие в состав набора компоненты, а и другие элементы совместимые с Ардуино, как механического, так и электронного типа. Это дает возможность совершенствовать полученного робота.

ЛАРТ Печенег Батана

Комплект включает плату Ардуино Нано и имеет достаточное количество элементов для разработки и строительства роботов, которых при помощи состава набора можно собрать две разновидности: робот, движущийся по черной линии и робот с датчиком ультразвука. Для программирования применяется текстовая среда Arduino IDE.  Для разных модификаций роботов имеется возможность использования совместимых с Ардуино компонентов, а при помощи дополнительной пластины можно установить большее количество датчиков.

Конструктор Смарт Робо

Готовый конструктор для создания электронного робота на основе Ардуино, в комплект входит необходимое количество элементов, и руководство к сборке. Базовый элемент набора – плата от Keyestudio (100% аналог Ардуино). Полученный робот может быть запрограммирован на движение по линии, возможность объезда препятствий и управление от дистанционного пульта. Все элементы соединяются при помощи быстроразъемных соединителей и не требуют пайки. Доработать и усовершенствовать полученную конструкцию можно добавив на плату дополнительные элементы, совместимые с контроллером Ардуино.

Конструктор Смарт

Серия наборов, которые отличаются по комплектации. Основной компонент – плата Smart Uno – аналог контроллера  Ардуино Уно, не уступающий ему по качественным характеристикам. В зависимости от комплектации (Смарт 10, Смарт 20 и Смарт 30) набор содержит элементы, как для начального уровня проектирования, так и для разработки более сложных проектов. При необходимости возможно подключение других электронных компонентов, совместимых с микроконтроллером.

Смарт Genuino

Серия наборов – Смарт 10 Genuino, Смарт 20 Genuino, Смарт 30 Genuino, которые отличны по количеству деталей в комплекте. Главный базовый компонент – плата Genuino Uno, кроме которой в составе имеются электронные детали, беспаечная макетная плата, провода и руководство по проектированию.  Набор будет интересен как новичкам, так и профессиональным пользователям.

Робоплатформа Robbo (ScratchDuino)

Конструктор предназначен для обучения детей и взрослых основам робототехники и электроники. Управление роботизированным механизмом может осуществляться из различных сред программирования (Scratch, Lazarus, Кумир) или же пульта управления. Базовый компонент – картридж Ардуино. В зависимости от типа комплектации варьируется количество составных элементов.

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

Описание аппаратной части Arduino

Физически Arduino представляет собой небольшую печатную плату. Самой распространенной на данный момент версией является Arduino UNO с габаритами 75×55 мм.

На плате располагается микроконтроллер ATMega328, этот микроконтроллер имеет 2 кб оперативной памяти и 32 кб памяти флэш-памяти для программ. Пользователю доступно несколько меньшая часть памяти программ, потому что часть памяти программ отведено под программу-загрузчик, которая управляет работой платы при загрузке в нее пользовательской программы. Платы заводского изготовления обычно поставляются уже с записанной в память программой-загрузчиком. Если отдельный микроконтроллер, программируемый на Ассемблере, достаточно легко довести до неработоспособного состояния неверными командами, то с Arduino это сделать несколько сложнее, т.к. программное обеспечение Arduino играет роль «защиты от дурака», защищая микроконтоллер от неверных действий начинающего пользователя. Кварцевый резонатор задает тактовую частоту работы микроконтроллера 16 МГц. Так же в микроконтоллере имеется внутренний кварцевый резонатор на частоту 8 МГц, но его обычно не используют.

Для связи с компьютером на плате имеется разъем USB-BF. На платах разных производителей в этой части возможны существенные различия, кроме USB-BF автору встречались платы с micro-USB, на старых и самодельных платах, скорее всего, будет 9-контактный разъем COM-порта. На плате Arduino UNO установлен специальный преобразователь, поэтому подключенная к компьютеру плата, определяется как новый COM-порт. Одно из преимуществ Arduino состоит в том, что благодаря наличию программы загрузчика и возможности подключения Arduino к персональному компьютеру для ее программирования не нужен отдельный программатор. 

Подключенная к компьютеру плата Arduino питается через USB-порт. Если плата используется отдельно, то необходимо подключить к плате блок питания с выходным постоянным напряжением 7-12 В, разъем питания, вероятно, типа DS-210. На плате имеется стабилизатор напряжения, поэтому к качеству питающего напряжения устройство нетребовательно. Подойдет почти любой малогабаритный блок питания. В автономных условиях подходит 9 В батарея типа «Крона», или две последовательно соединенные батареи типа 3R12 (3336).

На плате располагается 14 цифровых портов ввода-вывода, 6 из которых поддерживают широтно-импульсную модуляцию (помечены на плате знаком «~»).

Кроме цифровых на плате есть 6 аналоговых портов. Аналоговые порты подключены в 10 битному аналогово-цифровому преобразователю, при необходимости их также можно использовать в качестве цифровых портов. 

На плате имеются четыре светодиода – индикатор питания (обозначен, как ON), светодиод, подключенный к 13 порту (L), два светодиода индикации обмена данными через последовательный порт (TX и RX). Также на плате имеется кнопка для перезагрузки микроконтроллера. 

Одним из достоинств Arduino является то, что кроме основной платы производится дополнительные платы, расширяющие возможности основного устройства. Такие платы расширения называют Shield, что дословно можно перевести как «щит» или «экран», обычно в русскоязычной литературе используется англицизм «шилд». Шилды позволяют подключать к Arduino электродвигатели, обеспечивают выход в компьютерные сети по протоколу Ethernet или WiFi, передачу информации по сети сотовой связи GSM, и выполняют многие другие функции. Для работы с такими платами существуют готовые программные библиотеки.

Как начать правильно пользоваться Arduino

Если вы никогда ранее не программировали, и это ваш первый опыт, то программирование микроконтроллеров Arduino пойдёт куда проще, если вы начнёте с основ.

Конечно, когда в планах у вас нет никаких сложных проектов, можете работать на готовых библиотеках и параллельно разбирать, из чего состоят их функции. Это один из хороших способов обучения, но тогда стоит искать наборы функций, которые писались профессионалами, чтобы быть уверенным в их правильности.

Иначе вы можете увидеть неправильное решение задачи и, в результате, применять те в своих проектах.

Но куда лучше начать с основ и посвятить хотя бы неделю освоению алгоритмизации и научиться разбивать свои проекты на блоки, а те – уже на конкретные шаги. Подобное построение блок-схем вам не раз пригодится в будущем.

Когда вы изучите весь базис, можно переходить к практике и самообучению на С++, подойдут любые простейшие проекты или заготовленные в интернете задачи. На этом этапе вашей целью станет понять основные парадигмы и научиться их использовать, а также изучить возможности языка, чтобы вы чётко знали, что он может, и могли здраво оценить реализуемость ваших проектов.

Шаг 4. Создаем печатную плату

Как только схема завершена, пришло время сделать печатную плату. Мы использовали веб-сайт JLCPCB (ссылка), чтобы сделать печатную плату. Эти ребята являются одними из лучших в производстве печатных плат в последние дни.

После завершения проектирования схемы преобразуйте ее в печатную плату и спроектируйте печатную плату на веб-сайте easyEDA (ссылка). Будьте терпеливы. Ошибка на этом шаге испортит вашу печатную плату. Проверьте несколько раз перед генерацией файла gerber. Вы также можете проверить 3d модель вашей платы здесь. Нажмите на создание файла gerber и оттуда вы можете напрямую заказать эту плату через JLCPCB. Загрузите файлы gerber, выберите правильную спецификацию, ничего не меняйте в этом разделе. Оставьте как есть. Это достаточно хорошие настройки для старта. Разместите заказ. Вы получите его через 1-2 недели.

Модели Ардуино

Платы Arduino

Вот мы и добрались до самих плат Ардуино, которых на данный момент появилось великое множество благодаря открытости платформы: все схемы и исходные коды находятся в открытом доступе, и вы можете сделать свою версию платы и продавать её, чем активно занимаются китайцы. Единственный пункт: слово Arduino – зарегистрированная торговая марка, и свою плату вам придется назвать как-то по-другому, отсюда и появились всякие Искры, Бузины и прочие так называемые Arduino совместимые платы. Разновидностей плат очень много, но используют они одни и те же модели микроконтроллеров. От модели микроконтроллера зависит объем памяти и количество ног, ну и есть некоторые специальные фишки. На большинстве моделей Arduino стоят 8-битные МК от AVR с кварцевым генератором на 16 МГц (либо ниже), то есть по производительности платы на ATmega не отличаются, отличаются только объемом памяти, количеством ног и интерфейсов/таймеров. Модели Ардуино с МК от производителя ARM, например Arduino DUE, в разы мощнее своих собратьев за счёт 32-битного процессора, но это совсем другая история.

Параметр ATtiny85 ATmega328 ATmega32u4 ATmega2560
Кол-во ног 8 32 44 100
Из них доступны 5 23 24 86
Flash память 8 Kb 32 Kb 32 Kb 256 Kb
EEPROM память 512 bytes 1 Kb 1 Kb 4 Kb
SRAM память 512 bytes 2 Kb 2.5 kB 8 Kb
Каналов АЦП 3 (4 с rst) 6 (8 в SMD корпусе) 12 16
Каналов PWM 3 6 7 15
Таймеры 2х 8bit 2х 8bit 2х 8bit 2х 8bit
    1х 16bit 2х 16bit 4х 16bit
Serial интерфейс Нет х1 х1 х4
I2C интерфейс Нет Да Да Да
Прерывания 1 (6 PCINT) 2 (23 PCINT) 5 (44 PCINT) 8 (32 PCINT)
Платы на его основе Digispark, LilyTiny Uno, Nano, Pro Mini, Lilypad, Strong Leonardo, Micro, Pro Micro, BS Micro Mega, Mega Pro

Таким образом вы должны сразу понять, что, например, Ардуино Уно=Нано=Про Мини=Лилипад по своим возможностям и взаимозаменяемости. Или Леонардо=Про Микро. Ссылки на недорогие китайские Ардуины вы можете найти у меня на сайте. Точно там же вы найдёте ссылки на кучу датчиков, модулей и другого железа, которое можно подключить к Arduino. О возможностях ардуино по работе с другими железками поговорим в одном из следующих уроках.

Простые проекты Ардуино

Давайте начнем наш обзор с традиционно самых простых, но очень важных проектов, включающих в себя минимальное количество элементов: светодиоды, резисторы и, конечно же, плату ардуино. Все примеры рассчитаны на использование Arduino Uno, но с минимальными изменениями будут работать на любой плате: от Nano и Mega до Pro, Leonardo и даже LilyPad.

Проект с мигающим светодиодом – маячок

Все без исключения учебники и пособия для начинающих по ардуино стартуют с примера мигания светодиодом. Этому есть две причины: такие проекты требуют минимального программирования и их можно запустить даже без сборки электронной схемы – уж что-что, а светодиод есть на любой плате ардуино. Поэтому и мы не станем исключением – давайте начнем с маячка.

Нам понадобится:

  • Плата Ардуино Uno, Nano или Mega со встроенным светодиодом, подключенным к 13 пину.
  • И все.

Что должно получиться в итоге:

Светодиод мигает – включается и выключается через равные промежутки времени (по умолчанию – 1 сек). Скорость включения и выключения можно настраивать.

Схема проекта

Схема проекта довольно проста:  нам нужен только контроллер ардуино со встроенным светодиодом, подсоединенным к пину 13. Именно этим светодиодом мы и будем мигать. Подойдут любые популярные платы: Uno, Nano, Mega и другие.

Подсоединяем Arduino к компьютеру, убеждаемся, что плата ожила и замигала загрузочными огоньками. Во многих платах «мигающий» скетч уже записан в микроконтроллер, поэтому светодиод может начать мигать сразу после включения.

С помощью такого простого проекта маячка вы можете быстро проверить работоспособность платы: подключите ее к компьютеру, залейте скетч и по миганию светодиода сразу станет понятно – работает плата или нет.

Программирование в проекте Ардуино

Если в вашей плате нет загруженного скетча маячка – не беда. Можно легко загрузить уже готовый пример, доступный в среде программирования Ардуино.

Открываем программу Arduino IDE, убеждаемся, что выбран нужный порт.


Проверка порта Ардуино – выбираем порт с максимальным номером

Затем открываем уже готовый скетч Blink – он находится в списке встроенных примеров. Откройте меню Файл, найдите подпункт с примерами, затем Basics и выберите файл Blink.


Открываем пример Blink в Ардуино IDE

В открытом окне отобразится исходный код программы (скетча), который вам нужно будет загрузить в контроллер. Для этого просто нажимаем на кнопку со стрелочкой.


Кнопки компиляции и загрузки скетча
Информация в Arduino IDE – Загрузка завершена

Ждем немного (внизу можно отследить процесс загрузки) – и все. Плата опять подмигнет несколькими светодиодами, а затем один из светодиодов начнет свой размеренный цикл включений и выключений. Можно вас поздравить с первым загруженным проектом!

Проект маячка со светодиодом и макетной платой

В этом проекте мы создадим мигающий светодиод – подключим его с помощью проводов, резистора и макетной платы к ардуино. Сам скетч и логика работы останутся таким же – светодиод включается и выключается.

Графическое изображение схемы подключения доступно на следующем рисунке:

Другие идеи проектов со светодиодами:

  • Мигалка (мигаем двумя свтодиодами разных цветов)
  • Светофор
  • Светомузыка
  • Сонный маячок
  • Маячок – сигнализация
  • Азбука Морзе

Подробное описание схемы подключения и логики работы программы можно найти в отдельной статье, посвященной проектам со светодиодами.

Шаг 2. Необходимые компоненты

Компоненты, которые вам нужны для этого проекта. Везде, где количество не указано, считайте его единственным.

  • Микроконтроллер Atmel Atmega328p-pu
  • 28-контактная база IC
  • 16 МГц кварцевый генератор
  • конденсатор 22 пФ — 2 шт.
  • конденсатор 100 нФ — 4 шт.
  • Электролитический конденсатор 100 мкФ — 3 шт.
  • 3 мм красный светодиод — 2 шт.
  • 330E 1/4W резистор — 2 шт.
  • 240E 1/4W резистор — 1 шт.
  • 390E 1/4W резистор — 1 шт.
  • 10K 1/4W резистор — 1 шт.
  • Кнопка для сброса
  • Диод общего назначения 1N4007
  • Линейный регулятор напряжения 7805
  • Линейный регулятор переменного напряжения LM317
  • DC разъем мама
  • 2-контактный винтовой клеммный блок
  • много разъемов «папа» и «мама»

Кроме всего вышеперечисленного для своей собственной Arduino Uno вам также понадобится паяльное оборудование и некоторые аппаратные средства, чтобы облегчить жизнь.

Вам также понадобится программатор USBASP ICSP или конвертер USB в TTL, такой как FTDI для программирования Arduino с вашего компьютера.

Вот проектная спецификация от компании Easyeda:

Собираем все компоненты и переходим к следующему шагу.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий