|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Arduino. Người quen. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Đài thiết kế nghiệp dư Có lẽ, trong cuộc đời của bất kỳ người mới làm quen với đài nghiệp dư nào, sẽ có lúc anh ta không còn hài lòng với những thiết bị điện tử đơn giản nhất. Có một mong muốn thiết kế một cái gì đó thực tế hữu ích. Tuy nhiên, các thiết bị dựa trên một cặp bóng bán dẫn khó có thể giải quyết được các vấn đề ít nhiều phức tạp. Mặt khác, một lập trình viên mới làm quen có thể muốn các chương trình anh ta viết để điều khiển một số loại rô-bốt tự động hoặc thiết bị tương tự khác. Đó là một chuyện khi một chương trình chỉ hoạt động với thông tin trong bộ nhớ của máy tính, còn một chuyện khác là khi một rô-bốt tuân theo một chương trình đã viết, thực hiện một "hành trình" quanh phòng hoặc một bộ vi điều khiển được lập trình trở thành một phần của một số thiết bị hữu ích. Đồng thời, cả một đài nghiệp dư mới làm quen hay một lập trình viên đều không có đủ kiến thức và kỹ năng để lặp lại, chứ chưa nói đến việc thiết kế lại một thiết bị vi điều khiển. Rốt cuộc, trên thực tế, một bộ vi điều khiển là một máy tính rất nhỏ và đơn giản, nhưng vẫn là một máy tính. Cần phải biết chi tiết kiến trúc của một bộ vi điều khiển cụ thể, để nghiên cứu ngôn ngữ trình biên dịch chương trình dành riêng cho nó. Cách dễ nhất để giải quyết vấn đề này là sử dụng một bộ làm sẵn để tạo rô-bốt giống như những bộ do nhà sản xuất nổi tiếng về các loại thiết kế dành cho trẻ em - Lego sản xuất. Một bộ như vậy chứa tất cả các thành phần cần thiết để sản xuất rô bốt: bộ vi điều khiển, động cơ điện, cảm biến. Ưu điểm không thể nghi ngờ của một bộ như vậy là có thể thiết kế một robot dựa trên nó rất đơn giản và nhanh chóng. Tất cả các phần mềm cần thiết đều được bao gồm trong bộ công cụ và có giao diện trực quan. Tài liệu kỹ thuật được thiết kế cho những người yêu thích công nghệ trẻ nhất. Tuy nhiên, theo tác giả, đối với một bộ cảm biến và bộ truyền động không lớn lắm, cũng như một bộ các bộ phận bằng nhựa tiêu chuẩn, sẽ phải trả một số tiền lớn bất hợp lý. Tuy nhiên, điều này không phủ nhận thực tế là những nhà thiết kế như vậy phù hợp nhất với nhóm tuổi trẻ hơn. Mặc dù chi phí cao của các nhà xây dựng chuyên dụng, nhưng ý tưởng sử dụng một số lượng tương đối nhỏ các đơn vị chức năng tiêu chuẩn để tạo ra một thiết bị phức tạp có vẻ khá hợp lý. Đây là con đường mà các nhà phát triển bo mạch Arduino với bộ vi điều khiển sê-ri AVR và nhiều bo mạch mở rộng cho nó đã đi theo con đường này. Phiên bản phổ biến nhất của bảng này hiện nay là Arduino UNO. Để tạo các chương trình tùy chỉnh, có một môi trường phát triển chuyên biệt Arduino IDE, trong đó lập trình được thực hiện bằng ngôn ngữ dựa trên ngôn ngữ C ++ được sử dụng rộng rãi. Ưu điểm lớn của Arduino là tính mở gần như hoàn toàn. Trên trang web chính thức của nhà phát triển, bạn có thể tải xuống môi trường phát triển miễn phí [1,2]. Khi nó bắt đầu, cái được hiển thị trong Hình. 1 cửa sổ trong đó bạn có thể nhập chương trình, dịch nó thành mã máy, tải nó vào bộ vi điều khiển của bo mạch Arduino và chạy nó để thực thi.
Cần lưu ý rằng công ty phát triển Arduino đã tách thành hai công ty độc lập, Arduino LLC và Arduino SRL, tiếp tục sản xuất các sản phẩm dưới cùng một tên thương hiệu, điều này tạo ra sự nhầm lẫn. Tuy nhiên, phần mềm được cập nhật thường xuyên, có các phiên bản dành cho Windows, Linux, MacOS. Ngoài phần mềm được cung cấp bởi các nhà phát triển bo mạch, còn có nhiều môi trường phát triển khác, ví dụ, [3]. Thư mục chứa phần mềm tốt nhất nên đặt trong thư mục gốc của ổ C. Cùng với trình soạn thảo văn bản chương trình và trình biên dịch, nó chứa các thư mục con với các ví dụ về các chương trình điển hình và một bộ thư viện để giải quyết các tác vụ tiêu chuẩn, giúp đơn giản hóa đáng kể tuổi thọ của một lập trình viên mới vào nghề. Lần đầu tiên bạn kết nối bo mạch Arduino với máy tính của mình, hệ điều hành sẽ phát hiện thiết bị mới và yêu cầu bạn cài đặt trình điều khiển của nó, trình điều khiển này cũng có sẵn trong thư mục phần mềm. Sau khi cài đặt trình điều khiển, bạn cần khởi động lại máy tính của mình. Sau khi cài đặt thành công, một cổng COM bổ sung sẽ được hiển thị trong Trình quản lý thiết bị Windows. Việc sử dụng ngôn ngữ cấp cao giúp đơn giản hóa quá trình phát triển và giảm đáng kể các yêu cầu về trình độ của lập trình viên, nhưng mặt khác, chương trình tạo ra sẽ không tối ưu về bộ nhớ chiếm dụng và tốc độ thực thi. Một chương trình được viết bằng ngôn ngữ cấp thấp (ngôn ngữ hợp ngữ) sẽ chiếm ít không gian bộ nhớ hơn và sẽ chạy nhanh hơn. Nhưng trong các phát triển nghiệp dư, điều này có thể bị bỏ qua. Đương nhiên, trong những trường hợp quan trọng, bạn cần hết sức thận trọng khi sử dụng Arduino. Tuy nhiên, về cơ bản, có thể sử dụng Arduino trong nhiều loại thiết bị: từ bộ điều nhiệt đơn giản nhất đến máy bay không người lái. Ví dụ, công ty hàng không vũ trụ Nga "Lin Industry al" [4], tham gia thiết kế các phương tiện phóng siêu nhẹ, đã tạo ra một thiết bị ghi thông số chuyến bay dựa trên Arduino (Hình 2) cho tên lửa thử nghiệm của mình (Hình 3). Và các nhà khoa học từ Viện Nghiên cứu và Giáo dục Khoa học Ấn Độ (Trivandrum) đã sử dụng Arduino trong kính viễn vọng vô tuyến đào tạo [5].
Một chương trình bootloader đặc biệt được viết sẵn trong bộ vi điều khiển được cài đặt trên bo mạch Arduino. Với sự trợ giúp của nó, chương trình ứng dụng được phát triển trên máy tính được ghi vào bộ nhớ chương trình của vi điều khiển. Bản thân bộ tải khởi động chiếm một phần bộ nhớ này (từ một đến bốn kilobyte, tùy thuộc vào phiên bản), nhưng nhờ cách tổ chức tương tác này với máy tính, người dùng khó có thể đưa vi điều khiển về trạng thái không hoạt động bằng cách sử dụng các lệnh không chính xác . Một bộ vi điều khiển ATmega4P được cài đặt trên bo mạch Arduino UNO (Hình 328), có 2 KB RAM và 32 KB bộ nhớ chương trình. Tần số xung nhịp của vi điều khiển là 16 MHz được đặt bởi bộ cộng hưởng thạch anh. Arduino UNO không cần lập trình viên riêng, bo mạch có thể được kết nối trực tiếp với đầu nối USB của máy tính có đầu nối USB-BF và bộ chuyển đổi giao diện USB sang nối tiếp trên vi điều khiển. Trong các biến thể khác của bo mạch Arduino, đầu nối micro-USB có thể được sử dụng để kết nối với máy tính. Trên các bảng tự chế và lỗi thời, bạn cũng có thể tìm thấy cổng COM thông thường.
Board Arduino UNO kết nối với máy tính được cấp nguồn qua cổng kết nối USB. Và để hoạt động mà không cần máy tính, nó cần được cung cấp điện áp 7 ... 12 V từ nguồn bên ngoài mà bo mạch có một đầu nối đặc biệt. Nhờ bộ điều chỉnh điện áp tích hợp, Arduino UNO không đặt ra các yêu cầu đặc biệt về chất lượng của điện áp cung cấp. Vì vậy, nguồn của nó có thể là hầu hết mọi nguồn điện cỡ nhỏ, điện áp đầu ra nằm trong phạm vi yêu cầu và thậm chí là pin điện 9 V, chẳng hạn như Krona (6F22) hoặc hai pin 3336 nối tiếp (3R12). Có 14 đường vào-ra kỹ thuật số, được gọi là D0-D13, để liên lạc với các bộ truyền động bên ngoài, cũng như để truy xuất thông tin từ các cảm biến. Trên sáu trong số chúng, bộ vi điều khiển có thể xuất xung với chu kỳ nhiệm vụ được điều khiển bằng phần mềm (PWM). Chúng được đánh dấu trên bảng bằng "~". Ngoài ra, có sáu đường đầu vào tương tự A0-A5. Các đầu vào tương tự được kết nối với bộ chuyển đổi tương tự sang số 14 bit được tích hợp trong bộ vi điều khiển, nhưng nếu cần, chúng cũng có thể được sử dụng làm các đường vào-ra kỹ thuật số bổ sung D19-DXNUMX. Cần lưu ý rằng từ phiên bản này sang phiên bản khác của bảng, số lượng đường đầu vào tương tự và các đường có khả năng hoạt động ở chế độ PWM thay đổi. Ví dụ, bo mạch Arduino Leonardo và đối tác trong nước Iskra Neo có 12 dòng analog và XNUMX dòng PWM. Theo quy định, tất cả các dòng I/O trên bảng đều được đánh dấu, vì vậy rất dễ hiểu chúng. Có bốn đèn LED trên bo mạch Arduino UNO: đèn báo nguồn (ON), đèn LED được kết nối vĩnh viễn với dòng D13 (L) và hai đèn LED để biểu thị việc trao đổi thông tin với thiết bị bên ngoài thông qua cổng nối tiếp (TXi RX) , đồng thời là nút đưa vi điều khiển về trạng thái ban đầu. Một trong những lợi thế của Arduino là một loạt các bảng bổ sung, cái gọi là "khiên" (khiên tiếng Anh - khiên). Chúng cho phép bạn kết nối động cơ điện và các tải mạnh khác với Arduino, cung cấp công việc trong mạng máy tính bằng giao thức Ethernet và WiFi, truyền thông tin qua mạng di động GSM, hoạt động với âm thanh, v.v. Nhiều thư viện phần mềm làm sẵn, cả chính thức và chính thức , làm việc với các lá chắn và những thứ được viết bởi bên thứ ba. Bo mạch Arduino UNO rất phù hợp để gỡ lỗi các chương trình ở giai đoạn phát triển và thiết lập thiết kế. Nhưng đối với nhiều ứng dụng thực tế, khả năng của Arduino UNO là dư thừa và kích thước của nó có thể quá lớn để cài đặt vào thành phẩm. Các bo mạch Arduino Nano và Arduino Mini được định hướng sử dụng trong các thiết kế làm sẵn. Về các thông số, chúng gần giống với Arduino UNO, nhưng chúng có thiết kế đơn giản hóa, kích thước nhỏ hơn và rẻ hơn một chút. Nếu khả năng của Arduino UNO là không đủ, bạn có thể sử dụng bo mạch Arduino Mega với nhiều bộ nhớ hơn và số lượng dòng I / O. Danh sách các tùy chọn cho bo mạch Arduino không bị cạn kiệt bởi điều này, nhưng các tùy chọn khác cho nghiên cứu ban đầu ít phù hợp hơn. Chỉ có tên Arduino được bảo vệ bởi bản quyền, vì vậy nhiều nhà sản xuất phát hành các phiên bản của riêng họ dưới tên Free-duino, Craft Duino, Funduino, Diavolino, v.v. thiết kế của riêng họ, khả năng tương thích với bản gốc đôi khi bị nghi ngờ. Tuy nhiên, theo quy định, các thiết bị từ các nhà sản xuất khác nhau được tiêu chuẩn hóa, vì vậy nếu bo mạch được tuyên bố là bản sao của Arduino UNO, thì mọi điều nói về Arduino UNO đều áp dụng cho nó, mặc dù tất nhiên, bạn không thể đảm bảo cho từng nhà sản xuất. Mức chất lượng chấp nhận được đối với người nghiệp dư không chỉ có thể được cung cấp bởi các nhà sản xuất thiết bị gốc mà còn bởi các công ty ít được biết đến cung cấp các thiết kế tương tự với mức giá thấp hơn nhiều. Bo mạch Arduino không quá phức tạp và khá hợp lý để tự sản xuất, tài liệu về điều này có thể được tìm thấy trên trang web chính thức của nhà sản xuất [6]. Mô tả về bo mạch tự chế, thuộc họ Arduino, cũng đã được đăng trên tạp chí Radio [7]. Nhờ những ưu điểm này, trong số những người yêu thích điện tử, Arduino đã thực sự trở thành một loại tiêu chuẩn. Việc sử dụng các khối chức năng và thư viện chương trình hoàn chỉnh giúp đơn giản hóa rất nhiều và do đó tăng tốc độ phát triển. Trên thực tế, lá chắn Arduino là "hộp đen". Điều quan trọng là cách khối này hoặc khối đó phản ứng với các tín hiệu và ảnh hưởng nhất định, nhưng cấu trúc bên trong của nó không phải là cơ bản. Các ấn phẩm in bằng tiếng Nga dành riêng cho mô tả về Arduino tồn tại, nhưng thành thật mà nói, chúng không nằm trên kệ của mọi hiệu sách hoặc thư viện. Ví dụ, chúng ta có thể trích dẫn cuốn sách [8], và trong số các tạp chí định kỳ, chúng ta có thể lưu ý một loạt bài báo trên tạp chí "Levsha" (phụ lục của tạp chí "Kỹ thuật viên trẻ"). Ở đó, bắt đầu từ Số 6 cho năm 2012, xuất bản hàng tháng các bài báo về việc sử dụng Arduino [9]. Tuy nhiên, trên Internet, bạn có thể tìm thấy rất nhiều tài nguyên, cả hai đều hoàn toàn dành cho Arduino [10-12] và các trang web có định hướng khoa học và kỹ thuật rộng hơn, có các phần tương ứng [13-16]. Tóm lại, bạn có thể thấy rằng để tạo điều kiện thuận lợi cho công việc với Arduino, bạn có thể tạo một số thiết bị đơn giản. Ví dụ, không thuận tiện lắm khi dán các đầu dây đã tước vào ổ cắm của các đầu nối. Đối với điều này, có thể hiện trong hình. 5 dây kết nối đặc biệt có vấu, vừa là chân cắm vừa là ổ cắm. Thật dễ dàng để tự tạo các dây tương tự bằng cách sử dụng các tiếp điểm từ các đầu nối. Và để kết nối nhanh các thiết bị bên ngoài, tốt hơn là sử dụng các dây kết nối như trong Hình. 6, ở một đầu có đầu nối cá sấu được hàn và đầu kia - tiếp điểm chốt.
Ví dụ, thường cần kết nối một số dây với một đầu ra của bảng để cấp nguồn cho một số cảm biến. Tại đây, bạn có thể sử dụng ổ cắm PBS hoặc tương tự, tất cả các dây dẫn của chúng phải được kết nối với nhau và hàn vào dây kết nối, ở đầu đối diện có tiếp điểm chốt. Để lắp ráp nhanh các thiết bị đơn giản mà không cần sử dụng mỏ hàn, các bảng tạo mẫu đặc biệt rất phù hợp. Sự xuất hiện của một trong số chúng được hiển thị trong Hình. 7, và sơ đồ trong hình. số 8.
Các dây dẫn cứng của các bộ phận được cắm vào ổ cắm lò xo của các bảng như vậy và các kết nối còn thiếu giữa chúng được thực hiện bằng dây nhảy hoặc dây được mô tả ở trên. Vì vậy, một mặt, ưu điểm chính của Arduino là sự hiện diện của các khả năng linh hoạt và được phát triển tốt để trở thành nền tảng của các thiết kế khá phức tạp, mặt khác, lượng kiến thức ban đầu cần thiết để bắt đầu không thực sự vượt xa các khóa học ở trường về vật lý và khoa học máy tính. Văn chương
Tác giả: D. Lekomtsev
Một cách mới để kiểm soát và điều khiển tín hiệu quang
05.05.2024 Bàn phím Primium Seneca
05.05.2024 Khai trương đài quan sát thiên văn cao nhất thế giới
04.05.2024
▪ Ổ cứng di động SSD LaCie Bảo mật và Ổ cứng di động SSD 2TB ▪ Cholesterol tốt bảo vệ gan khỏi bị viêm
▪ phần trang web Pin, bộ sạc. Lựa chọn bài viết ▪ bài Tin heo rừng. Lời khuyên cho một người mẫu ▪ bài viết Hogweed châu Âu. Truyền thuyết, canh tác, phương pháp áp dụng ▪ bài viết Một anten CB đơn giản. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện ▪ bài viết So sánh số lượng quân bài của quân đen và quân đỏ. bí mật tập trung
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này