Arduino конструктор: как бързо да научите как да работите с електронни схеми

Много хора в детайли си представят как е подредена колата. Мнозина дори изграждат собствени коли, играчки и истински, което го прави хоби. Достатъчно е веднъж да разглобите двигателя на колата, за да видите (и запомнете завинаги) клапаните, през които цилиндърът се пълни с гориво и въздух, горивна камера, в която се запалва сместа, пръти и колянов вал, които причиняват въртене на маховика.

Ако отделите дистанционното управление от телевизора, ще видите микрочипове и електронни компоненти. Появата им няма да ви каже много за това как всичко работи. Разглобената компютърна мишка, мобилен телефон или аудио плейър изглежда по подобен начин разглобена. За да можете самостоятелно да сглобявате и по-специално дизайн, съвременна електроника, трябва да имате дълбоки познания в областта на електротехниката, да можете да поклоните закона на Ом по всякакъв начин, да разбирате програмиране и да се сприятелите с поялник. Следователно хобитата, свързани с електрониката, като правило, остават съдбата на хората със специално образование.

Комплектът, наречен „Matryoshka Z” от Amperka, е предназначен да премахне електронната неграмотност на потребителя възможно най-бързо и да го научи как да използва универсалния Arduino контролер.


Съвет за прототипиране

За да опитате на практика току-що изобретена електронна схема и да експериментирате с избора на компоненти, изобщо не е необходимо всеки път да поемате поялник.

За бързо и надеждно сглобяване на схеми има прототипираща дъска или монтажна дъска. Състои се от множество конектори, свързани по определен начин. В десния и левия ръб на дъската са разположени две двойки силови релси. Всички тези контакти са свързани вертикално и се използват за свързване на компоненти към източник на ток. Ако шините за подаване наподобяват колоните на маса, тогава всички останали контакти се комбинират в редове, хоризонтално. Те съдържат електронни компоненти: микросхеми, транзистори, резистори, кондензатори. Всички те са свързани към желаната схема с помощта на джъмпери. Включен е и комплект джъмпери с различна дължина.

Умен чип

Контролерът е миниатюрен компютър с набор от входове и изходи, работещ по предварително написана програма. Чипът на контролера задължително присъства в гореспоменатите телефон, плейър и дистанционно управление, както и в почти всяко модерно електронно устройство.

Контролерът сам по себе си е универсално нещо. Можете да свържете както стандартните бутони (дистанционно управление), така и сензорите за температура (климатик), безжични модули (телефон) и дори електрическа китара (процесор за цифрови ефекти) към входовете. Изходите също могат да контролират всичко. Задачата на контролера е да измерва електрическото напрежение на входовете и да прилага напрежение към изходите в съответствие с програмата.


Arduino Uno контролер

Arduino Uno е основният контролер от семейство Arduino, идеално подходящ за повечето задачи.

Той има 14 контакта, които могат да служат като входове и изходи, сериен интерфейс за свързване към компютър, USB порт. За по-конкретни задачи може да са подходящи други табла. Arduino Mega съдържа повече входове, изходи и серийни портове. Arduino Nano е аналог на Uno в ултра компактен дизайн. Безброй карти за разширение са готови да превърнат Arduino във Wi-Fi рутер, мобилен телефон, музикален инструмент или робот.

Arduino е един от най-често срещаните контролери. Той е изключително удобен за изграждане на прототипи на електронни устройства и затова е популярен сред любители, студенти и доста сериозни изобретатели по целия свят. Има няколко добри причини.

Резистори. Arduino е универсален контролер, който може да работи с почти всеки електронен компонент. Всеки компонент е проектиран за своя ток и напрежение. Комплектът ни учи да използваме резистори по няколко типични начина. Веригата на разделителя на напрежението, състояща се от двойка резистори, ви позволява да контролирате напрежението във всяка точка на веригата. Ограничаващ тока резистор предпазва компонентите с ниска мощност от прегряване. В допълнение се използват подвижни и издърпващи резистори, които отклоняват смущения и смущения към земята от входовете на контролера, за да се избегне случайно изключване.

Първо, Arduino е наистина многофункционален. С помощта на специални разширителни карти може да се научи да комуникира с други устройства чрез Wi-Fi, Bluetooth и GPRS, да получава SMS съобщения и телефонни обаждания. Вградените библиотеки на протоколи позволяват на Arduino да комуникира със сервоми и сензори, често срещани в съвременната роботика. Отворената архитектура на софтуер и хардуер позволява на по-напредналите потребители лесно да я персонализират към всякакви нужди.

Кондензаторът може да се мисли като малка батерия, която се зарежда и разрежда много бързо. Кондензаторите се използват за стабилизиране на захранващото напрежение - непрекъснато зареждане и разреждане, те изглаждат шума. Филтриращият кондензатор ви позволява да отделите променящия се компонент на сигнала от константата, например, ако електрически микрофон е включен във веригата с източника на захранване.

Второ, Arduino използва малко опростен език за програмиране, с който е лесно да свикне дори за начинаещите потребители. Контролерът не е просто чип, а платка с готова захранваща верига и интерфейси за свързване към компютър, входни и изходни компоненти.

И накрая, Arduino е евтин. Не е достатъчно, за да го използвате в промишленото производство на едро (по-добре е да използвате отделни чипове за това), но просто достатъчно, така че всеки изобретател, дизайнер или програмист, който има оригинална идея, да закупи контролер и да създаде работещ прототип въз основа на него.

Проводници. „Рязане на червено или зелено“ - това е основният въпрос на целия живот за всеки сапьор. Всъщност какъв цвят тел да се използва във веригата е чисто въпрос на вкус. Затова никога не поставяйте живота си върху цвета на жицата.

Интензивен курс

Продажбата на Arduino в Русия се осъществява от Amperka. Този продукт е полезен и необходим, но не и прост: за да започнете да го използвате, трябва да разберете схемата и програмирането. За да помогне на всички творчески ентусиасти да се почувстват удобно с контролера, Amperka произвежда комплекти за запознаване, един от които попадна в нашите ръце. В допълнение към самия Arduino, комплектът включва монтажна платка, всички видове радио компоненти, захранване, интерфейсен кабел, набор от проводници - като цяло, всичко необходимо, за да изградите някои прости схеми и да започнете да задавате свои собствени експерименти.

Транзисторите и диодите са един вид порта, която поставяме по пътя на текущия поток. Диод позволява на тока да тече само в една посока. По-специално, диодите са незаменими за преобразуването на променлив ток в постоянен ток. Транзисторът ни позволява да контролираме голямо напрежение или ток със слаб контролен сигнал. Например Arduino е твърде слаб, за да захранва електрически мотор от собствения си изход. Въпреки това, той може да подава контролен сигнал към транзистора, който ще отвори портата за големия поток от електричество, необходим на двигателя.

"> Транзисторите и диодите са вид порта, която поставяме по пътя на текущия поток. Диод позволява на тока да тече само в една посока. По-специално диодите са незаменими за преобразуване на променлив ток в постоянен ток. Транзисторът ни позволява да контролираме високо напрежение или ток със слаб контролен сигнал, например, Arduino е твърде слаб, за да захранва мотора от собствения си изход, но може да подава контролен сигнал към транзистора, което ще отвори портата за големия поток от електричество, необходим на двигателя крещи.

LED е модерен, икономичен и ярък източник на светлина от различни цветове. Светодиодите са незаменими за програми за отстраняване на грешки, тъй като техният блясък ясно демонстрира наличието на сигнал. В същото време те са толкова икономични, че повече от имат достатъчно мощност от изходите на Arduino. Така че диодите да не се прегряват и да служат дълго време, те трябва да бъдат свързани чрез резистор, ограничаващ тока.

"> Светодиодът е модерен, икономичен и ярък светлинен източник на различни цветове. Светодиодите са незаменими за отстраняване на грешки в програмите, тъй като техният блясък ясно демонстрира наличието на сигнал. В същото време те са толкова икономични, че имат повече от достатъчно мощност от изходите на Arduino. Така че диодите не прегряти и служещи за дълго време, те трябва да бъдат свързани чрез резистор за ограничаване на тока.

И отново, класическият атрибут на филмовата бомба, който е седем светодиода, подредени под формата на цифра осма. За да управлявате цифровия дисплей с помощта на Arduino, ще трябва да използвате седемте изхода на контролера и това е много разточително. Вграденият в комплекта брояч чип ви позволява да свържете многоцифрен дисплей (няколко индикатора) само с два изхода.

"> За пореден път класическият атрибут на филмова бомба, който е седем светодиода, подредени в цифра от осем. За да контролирате цифров индикатор, използвайки Arduino, ще трябва да използвате седемте изхода на контролера и това е много разточително. Включеният чип на брояча ви позволява да свържете мулти-битов дисплей (няколко индикатора) само с два изхода.

Препоръчано

Аляска се стопява 100 пъти по-бързо, отколкото мислехме: грандиозно изтичане на времето
2019
Самолет за деня: Savoia-Marchetti S.55
2019
Пускане на огън: Не всеки Бикфорд шнур
2019