INHALT
- Was ist Arduino?
- Warum Arduino wählen?
- Arten von Arduino
- Was ist in einem Arduino enthalten / Was befindet sich auf der Platine?
- Was ist die Arduino-IDE?
Was ist Arduino?
Arduino ist im Grunde eine Open-Source-Elektronik-Archetypplattform für Elektronikingenieure, Bastler, Designer und alle, die an der Erstellung interaktiver Elektronikprojekte interessiert sind. Es handelt sich um eine flexible Plattform, die auf benutzerfreundlichen Software- und Hardwaresystemen basiert. Arduino besteht aus einem Mikrocontroller und einer Software bzw Integrierte Entwicklungsumgebung (IDE) das auf Laptops oder Computern läuft und zum Schreiben und Hochladen von Computercodes oder Programmen auf die physische Platine verwendet wird.
Die Arduino-Boards sind in der Lage, Eingaben – Licht, Nähe oder Luftqualität eines Sensors oder eine SMS- oder Twitter-Nachricht – zu lesen und in eine Ausgabe umzuwandeln – einen Motor zu aktivieren, ein Licht einzuschalten, Inhalte online zu veröffentlichen oder externe Ereignisse auszulösen. Sie können Ihrem Board sagen, was es tun soll, indem Sie Code schreiben und ihn mithilfe von auf den darauf befindlichen Mikrocontroller hochladen Arduino-Programmiersprache (basierend auf Wiring) und die Arduino-Software (IDE) , basierend auf Verarbeitung.
Im Laufe der Jahre hat Arduino Tausende von Projekten vorangetrieben. Arduino hat sich zu einer Community zusammengeschlossen, in der Anfänger und Experten aus der ganzen Welt Ideen, Wissen und ihre gemeinsamen Erfahrungen austauschen. Weltweit gibt es Tausende von Machern, Studenten, Künstlern, Designern, Programmierern, Forschern, Fachleuten und Bastlern, die Arduino zum Lernen, Prototyping und zur Produktion fertiger professioneller Arbeiten verwenden.
Arduino wurde am Interaction Design Institute Ivrea IDII aus dem Wiring-Projekt geboren als einfaches Werkzeug für schnelles Prototyping, das sich an Studierende ohne Vorkenntnisse in Elektronik und Programmierung richtet. Das Hauptziel beider Projekte besteht darin, den Umgang mit Technik und Elektronik zu erleichtern. Das Arduino-Board hat sich weiterentwickelt, um sich an neue Anforderungen anzupassen, von einfachen 8-Bit-Boards bis hin zu Produkten, die für IoT-Anwendungen geeignet sind. Alle Arduino-Boards sind vollständig Open-Source-basiert , sodass Benutzer sie unabhängig erstellen und schließlich an ihre speziellen Bedürfnisse anpassen können. Die Software ist Open Source und wächst durch die Beiträge von Entwicklern und der Arduino-Community weltweit .
Es gab viele ähnliche Projekte, aber keines davon war aufgrund der einfachen Bedienung der Software und der Erschwinglichkeit der Hardware so erfolgreich wie Arduino. Die Arduino-Software ist für Anfänger einfach zu bedienen , aber dennoch flexibel genug für die Bedürfnisse fortgeschrittener Benutzer. Es läuft auf Mac, Windows und Linux.
Warum Arduino wählen?
Heutzutage sind viele verschiedene Arten von Mikrocontrollern auf dem Markt erhältlich. Warum also Arduino wählen? Das ist eine wichtige Frage ... Nachfolgend finden Sie einige Punkte, warum Sie sich für Arduino entscheiden sollten.
- Im Gegensatz zu anderen programmierbaren Leiterplatten oder Mikrocontroller-Boards benötigt Arduino keine separaten Hardware- oder Programmierteile, um einen Code auf die Platine zu laden. Stattdessen benötigen Sie lediglich ein USB-Kabel.
- Darüber hinaus verwendet die Arduino-IDE eine vereinfachte Art von C++, sodass Sie die Programmierabschnitte leicht erlernen können.
- Arduino unterstützt einen Standardformfaktor.
- Für die Arbeit mit Arduino sind keine Vorkenntnisse erforderlich.
- Für Amateure bietet Arduino eine wunderbare Plattform für ihre Projektideen.
- Günstig im Vergleich zu ähnlichen Boards.
- Einfachheit von Arduino im Vergleich zu anderen.
- Es handelt sich um eine Open-Source-Plattform. So kann jeder sein eigenes Arduino-Board modifizieren und bauen.
- Arduino basiert auf den Mikrocontrollern ATMEGA168 und ATMEGA8 von Atmel.
- Experten können problemlos Verbesserungen und Erweiterungen am Arduino-Board vornehmen.
Arten von Arduino
Arduino hat viele Boards, angefangen beim einfachen Arduino UNO bis hin zu Arduino Mega, ArduinoFio, Lily Pad und so weiter.
Wenn Sie sich fragen, ob Ihr Arduino-Board authentisch ist, können Sie das tun Erfahren Sie hier, wie Sie ein gefälschtes Board erkennen.
Was ist in einem Arduino enthalten / Was befindet sich auf der Platine?
Denken Sie nicht, dass Sie diesen Teil vollständig verstehen müssen! Überfliege es vorerst, und betrachten Sie es als eine Ressource für Sie, wenn Sie tiefer eintauchen möchten in das Verständnis der Hardware!
HAUPT-CHIP / MIKROCONTROLLER
Das schwarze Ding mit all den Metallbeinen ist ein IC oder ein integrierter Schaltkreis (13) . Betrachten Sie es als das Gehirn unseres Arduino. Der Haupt-IC auf dem Arduino unterscheidet sich geringfügig von Platinentyp zu Platinentyp, stammt jedoch normalerweise aus der ATmega-IC-Reihe der Firma ATMEL. Dies kann wichtig sein, da Sie möglicherweise den IC-Typ (zusammen mit Ihrem Board-Typ) kennen müssen, bevor Sie ein neues Programm aus der Arduino-Software laden. Diese Informationen finden Sie in der Regel schriftlich auf der Oberseite des IC. Wenn Sie mehr über die Unterschiede zwischen verschiedenen ICs erfahren möchten, ist es oft eine gute Idee, die Datenblätter zu lesen.
<h3">Stromversorgung (USB / Hohlstecker)Jedes Arduino-Board benötigt eine Möglichkeit, an eine Stromquelle angeschlossen zu werden. Der Arduino UNO kann über ein USB-Kabel Ihres Computers oder ein Netzteil mit Hohlsteckeranschluss mit Strom versorgt werden.
Über die USB-Verbindung können Sie auch Code auf Ihr Arduino-Board laden. Mehr zum Programmieren mit Arduino finden Sie in unserem Arduino installieren und programmieren Lernprogramm.
NOTIZ: Verwenden Sie KEINE Stromversorgung mit mehr als 20 Volt, da Sie sonst Ihr Arduino überlasten (und dadurch zerstören) würden. Die empfohlene Spannung für die meisten Arduino-Modelle liegt zwischen 6 und 12 Volt.
ONBOARD-STROMVERSORGUNG
Der Arduino ist für Anfänger konzipiert und verfügt daher über einen gewissen Schutz Verordnung Die Schaltkreise sind so aufgebaut, dass sie nahezu jedes Netzteil verwenden können, das Sie ihr zur Verfügung stellen. Insbesondere gibt es eine Polaritätsschutzdiode (um eine Zerstörung der Platine zu vermeiden, wenn Sie einen Negativ-Tip-Adapter haben). Es hat auch eine Onboard 5V
USB-Buchse und Schnittstelle
USB-Buchse
Wie wir eingangs besprochen haben, schließen Sie Ihren Arduino auf diese Weise an Ihren Computer an. Sie können jeden Computer mit USB-Anschluss verwenden. Zum Anschließen benötigen Sie ein Kabel! Dieses Kabel ist normalerweise im Osoyoo-Paket enthalten.
USB-Schnittstellenchip
OK, also schließen Sie Ihren Arduino mit einem USB-Kabel an einen Computer an. Aber Sie werden vielleicht überrascht sein zu erfahren, dass der Hauptprozessorchip (ATmega328) nicht „USB“ sprechen kann. Stattdessen kann es eine Schnittstellensprache namens „Serial“ sprechen. Seriell ist eine viel einfachere, viel ältere Schnittstelle. (Der Einbau in einen Chip ist auch viel kostengünstiger.) Wie schließt man also einen Chip, der kein USB-Signal unterstützt, an einen USB-Anschluss an? Einfach! Du brauchst nur ein USB-zu-Seriell-Schnittstellen-Übersetzer-Chip . Ähnlich wie ein menschlicher Übersetzer kann er beide Sprachen verstehen und sprechen und dies nahtlos übersetzen zwischen den beiden.
Es gibt viele verschiedene Übersetzerchips, einige haben gemeinsame Teilenummern FTDI FT232 , FTDI FT231X, CP2102 oder CP2104 , PL2303 , CH430 und wahrscheinlich ein Dutzend andere. Sie sind alle nahezu identisch, einige erfordern jedoch unterschiedliche Betriebssystemtreiber.
ARDUINO-LEDS
Ebenso hat der Arduino vier LEDs: L , RX , TX und ON
AN LED
Diese LED leuchtet grün, wenn das Arduino mit Strom versorgt wird. Überprüfen Sie immer diese LED, wenn Ihr Arduino nicht richtig funktioniert. Wenn sie flackert oder aus ist, sollten Sie Ihre Stromversorgung überprüfen.
RX Und TX LEDs
Diese ähneln den „Senden“- und „Empfangen“-LEDs Ihres Kabelmodems. Sie blinken, wenn über die USB-Verbindung Informationen vom oder zum Arduino gesendet werden
Der TX LED leuchtet gelb, wenn Daten gesendet werden vom Arduino zum Computer USB-Anschluss
Der RX Die LED leuchtet gelb, wenn Daten vom Computer an den Arduino gesendet werden USB-Anschluss
L LED
Dies ist die einzige LED, die Sie steuern können. Die ON-, RX- und TX-LEDs leuchten alle automatisch auf, egal was passiert. Der L Die LED ist jedoch mit dem Hauptchip des Arduino verbunden und kann ein- oder ausgeschaltet werden, wenn Sie mit dem Schreiben von Code beginnen.
Zum späteren Nachschlagen: L ist mit dem digitalen Pin Nr. 13 verbunden
POWER-HEADER
- Vin - Dieser wird an den Stromeingang der DC-Buchse angeschlossen, sodass die Spannung zwischen 7 V und 12 VDC liegt, je nachdem, was an die DC-Buchse angeschlossen ist. Wenn die DC-Buchse nicht mit Strom versorgt wird, liefert sie die 5 V über den USB-Anschluss. Bietet so viel, wie das Gleichstromnetzteil kann.
- GND - Hier gibt es zwei davon, sie sind die häufigsten Boden Anschluss für alle Strom- und Datenanschlüsse
- 5V - Das ist die Sauberkeit geregelt 5-V-Strom, mit dem der Arduino betrieben wird, bereitgestellt über die Gleichstrombuchse (sofern angeschlossen) oder den USB-Anschluss (sofern kein Gleichstrom angeschlossen ist). Bietet eine Stromaufnahme von bis zu etwa 500 mA.
- 3,3 V - Das ist sauber geregelt 3,3 V Strom, manchmal benötigen Sie für einige Sensoren genau diese Spannung. Bietet eine Stromaufnahme von bis zu etwa 100 mA.
- Zurücksetzen - Dies ist derselbe Pin, der mit der Reset-Taste verbunden ist
- IOref – Wird von Schildern verwendet, um die E/A-Spannung zu ermitteln. Sie können diesen Pin ignorieren.
- Unbenannter Pin - Für zukünftige Verwendung reserviert, keine Verbindung herstellen!
DIGITALE PIN-HEADER
Die beiden Stifte sind beschriftet 0 (RX) Und 1 (TX) sind die beiden seriellen Pins, die zum Senden von Daten vom und zum Arduino an den USB-Seriell-Übersetzerchip verwendet werden.
- Digital 2 durch Digital 12 sind alltägliche digitale Pins.
- PWM-Pins: Auf der Platine befindet sich in der Nähe einiger Pins ein ~-Zeichen – 3, 5, 6, 9, 10 (digitale Pins) und 11 beim UNO Arduino. Eigentlich sind diese Pins normale digitale Pins, sie können aber auch für Pulsweitenmodulation (PWM) verwendet werden.
- Digital 13 ist etwas Besonderes, weil es auch mit dem verbunden ist L-LED . Sie können diesen Pin verwenden, ohne das Arduino zu beeinträchtigen. Beachten Sie jedoch, dass der L Gleichzeitig blinkt auch die LED.
Und ein paar zusätzliche Nachzügler-Pins:
- Eine Ersatzkraft GND Erdungsstift
- AREF - Ein Analogon Referenzstift . Wird für die erweiterte analoge Sensorablesung verwendet (Sie werden später mehr darüber erfahren)
- Zwei unbeschriftete Pins (die Beschriftungen befinden sich unten). Dies sind die SDA Und SCL Pins, die zum Anschluss von I2C-Sensoren verwendet werden. Sie sind innerhalb der Leiterplatte miteinander verbunden A5 Und A4 Wir empfehlen diese nicht zu verwenden, es sei denn, Sie verfügen über einen I2C-Sensor
ANALOGE PIN-HEADER
Psst! Es ist ein Geheimnis, aber diese 6 analogen Eingangspins? Sie können auch als digitale Ein-/Ausgangspins verwendet werden, sie sind wirklich die vielseitigsten Pins!
Jeder analoge Pin kann eine Spannung zwischen 0 und 5 V lesen (die gleiche Spannung, die auch für die Stromversorgung des Arduino verwendet wird).
Sobald Sie über fortgeschrittene analoge Kenntnisse verfügen, können Sie das anschließen ARef Pin auf eine andere Spannung wie 3,3 V und weisen Sie den Arduino an, Aref als maximale Spannung zu verwenden, dann können Sie mehr Präzision erzielen. Aber das besprechen wir ein anderes Mal.
USB-SICHERUNG
Die kleine USB-Sicherung ist ein Teil, das zum Schutz Ihres Arduino und Ihres Computers dient. Sie werden alle möglichen Kabel an Ihren Arduino anschließen und es besteht die Möglichkeit, dass es versehentlich zu einem Kurzschluss kommt. Damit Ihre Elektronik sicher bleibt rücksetzbare Sicherung öffnet sich, ähnlich wie die Schutzschalter in Ihrem Zuhause.
Reset-Knopf
Genau wie der ursprüngliche Nintendo verfügt der Arduino über eine Reset-Taste (10) . Durch Drücken wird der Reset-Pin vorübergehend mit Masse verbunden und der auf dem Arduino geladene Code wird neu gestartet. Dies kann sehr nützlich sein, wenn sich Ihr Code nicht wiederholt, Sie ihn aber mehrmals testen möchten. Im Gegensatz zum Original-Nintendo behebt das Anblasen des Arduino jedoch normalerweise keine Probleme.
Pins (5V, 3,3V, GND, Analog, Digital, PWM, AREF)
Die Pins Ihres Arduino sind die Stellen, an denen Sie Drähte anschließen, um einen Schaltkreis aufzubauen (wahrscheinlich in Verbindung mit a Steckbrett und einige Draht . Sie haben normalerweise schwarze Kunststoff-Stiftleisten, mit denen Sie einfach ein Kabel direkt in die Platine stecken können. Der Arduino verfügt über mehrere verschiedene Arten von Pins, die jeweils auf der Platine beschriftet sind und für unterschiedliche Funktionen verwendet werden.
- GND (3) : Abkürzung für „Ground“. Auf dem Arduino gibt es mehrere GND-Pins, von denen jeder zur Erdung Ihrer Schaltung verwendet werden kann.
- 5 V (4) und 3,3 V (5) : Wie Sie vielleicht erraten haben, liefert der 5-V-Pin 5 Volt Strom und der 3,3-V-Pin 3,3 Volt Strom. Die meisten einfachen Komponenten, die mit dem Arduino verwendet werden, werden problemlos mit 5 oder 3,3 Volt betrieben.
- Analog (6) : Der Bereich der Pins unter der Bezeichnung „Analog In“ (A0 bis A5 beim UNO) sind Analog In-Pins. Diese Pins können das Signal von einem analogen Sensor (wie einem Temperatursensor ) und wandeln ihn in einen für uns lesbaren digitalen Wert um.
- Digital (7) : Gegenüber den analogen Pins befinden sich die digitalen Pins (0 bis 13 beim UNO). Diese Pins können sowohl für den digitalen Eingang (z. B. die Meldung, ob eine Taste gedrückt wird) als auch für den digitalen Ausgang (z. B. die Stromversorgung einer LED) verwendet werden.
- PWM (8) : Möglicherweise ist Ihnen die Tilde (~) neben einigen der digitalen Pins (3, 5, 6, 9, 10 und 11 beim UNO) aufgefallen. Diese Pins fungieren als normale digitale Pins, können aber auch für die sogenannte Pulsweitenmodulation (PWM) verwendet werden. Wir haben ein Tutorial zu PWM , aber stellen Sie sich vorerst vor, dass diese Pins in der Lage sind, einen analogen Ausgang zu simulieren (wie das Ein- und Ausblenden einer LED).
- AREF (9) : Steht für Analog Reference. Meistens können Sie diesen Stift in Ruhe lassen. Es wird manchmal verwendet, um eine externe Referenzspannung (zwischen 0 und 5 Volt) als Obergrenze für die analogen Eingangspins festzulegen.
WAS IST DIE ARDUINO-IDE?
Arduino bietet ein benutzerfreundliches Open-Source-Programmiertool zum Schreiben von Code und zum Hochladen auf Ihr Board. Es wird oft als bezeichnet Arduino IDE (Integrierte Entwicklungsumgebung) . Der Die Arduino-Software (IDE) ist für Anfänger einfach zu verwenden , aber dennoch flexibel genug für fortgeschrittene Benutzer.
