H Бортовой компьютер для авто на Arduino своими руками в черновиках Из песочницы

Настала пора Arduino поуправлять моторчиками 🙂 Для этого воспользуемся самым популярным драйвером, используемым для управления моторчиками – микросхемой L293D.L293D содержит два драйвера для управления электродвигателями небольшой мощности. Имеет две пары входов для управляющих сигналов и две пары выходов для подключения электромоторов. Кроме того, у L293D есть два входа для включения каждого из драйверов. Эти входы используются для управления скоростью вращения электромоторов с помощью ШИМ (PWM). Рассмотрим блок-схему L293D, приведённую в datasheet-е (нумерация для SO-корпуса):image К выходам OUTPUT1 и OUTPUT2 подключается электромотор MOTOR1 (для микросхемы в DIP-корпусе – ножки 3 и 6). Соответственно MOTOR2 подключается к выходам OUTPUT3 и OUTPUT4 (ножки 11 и 14). Сигналы, подаваемые на ENABLE1(2) управляют соответствующим драйвером (ножки 1 и 9 соответственно). Подавая на вход ENABLE1 сигнал HIGH ( или просто соединив с плюсом источника питания +5V) – включаем драйвер 1-го моторчика. Если при этом на входы INPUT1 и INPUT2 сигналы не подавать, то моторчик вращаться не будет. Подавая HIGH на INPUT1 и LOW на INPUT2 мы заставим моторчик вращаться. А если теперь поменять сигналы местами и подавать на INPUT1 сигнал LOW, а на INPUT2 сигнал HIGH – мы заставим моторчик вращаться в другую сторону. Аналогично для второго драйвера.image Выход Vss (ножка 16) отвечает за питание самой микросхемы, а выход Vs (ножка 8) отвечает за питание моторчиков – это обеспечивает разделение электропитания для микросхемы и для управляемых ею двигателей, что позволяет подключить электродвигатели с напряжением питания отличным от напряжения питания микросхемы. Разделение электропитания микросхем и электродвигателей также необходимо для уменьшения помех, вызванных бросками напряжения, связанными с работой моторов. Четыре контакта GND (ножки 4, 5, 12,13) нужно соединить с землёй. Так же эти контакты обеспечивают теплоотвод от микросхемы.Характеристики L293D Если использовать микросхему L293E, то допустимый ток нагрузки на каждый канал уже будет 1А (а пиковый ток – 2А), но придётся использовать внешние защитные диоды, которые у L293D встроены в саму микросхему. Попробуем смоделировать как Arduino справляется с управлением моторчиками 🙂 Запускаем Proteus и открываем проект с Arduino 🙂 Добавим на схему наш драйвер – L293D Соединим выводы Vss и Vs с положительным полюсом батареи, выводы GND соединим с землёй, а к выводам 3,6 и 11,14 подсоединим моторчики – соответственно MOTOR1 и MOTOR2.

В реальной схеме — параллельно к моторчику нужно припаять конденсатор – он помогает справиться с наводками от работающего электродвигателя ( это распространённая практика — разберите любую игрушку с моторчиком и увидите, что прямо к моторчику припаян керамический конденсатор номиналом где-то в 0,1 мкф )

А как же соединить входы драйверов? Для начала, посмотрим – как вообще это работает на практике 🙂 Загрузим в МК скетч Blink или Blink_HL, а далее, как показано на рисунке, соединим INPUT1 и ENABLE1 с digital pin 13, к которому подключен светодиод, а INPUT2 соединим с землёй. Запустим симуляцию и увидим, что моторчик одну секунду вращается в одну сторону, а потом останавливается на секунду. Т.е. получили моторчиковый Blink 🙂 Итак, получается, что для управления одним моторчиком требуется три порта(один из них — PWM). Если скоростью вращения моторчика управлять не требуется, то можно сэкономить на PWM-портах (ENABLE1 и ENABLE2). Тогда, для управления одним моторчиком нужно будет задействовать два порта. Итак, определимся с портами (в скобках – соответствующий номер ножки МК из pin mapping ): Изменим наш проект в Proteus-е: А теперь напишем скетч. Для удобства – будем хранить номера портов не в обычных переменных типа int, а объединим их структурой: однако, если просто объявить такую структуру в коде скетча, например так: То при попытке скомпилировать — получим ошибку:error: variable or field ‘set_m_pins’ declared void In function ‘void setup()’: — дело в том, что дополнительные структуры данных должны объявляться в заголовочных (.h) файлах. Т.е. нужно создать библиотечный файл и подключиться его к скетчу директивой #include Однако, тут компилятору не нравится именно обращение к новому типу данных по указателю. Изменим скетч: Три секунды оба моторчика вращаются вперёд, затем пол-секунды второй моторчик вращается назад, а потом снова вперёд. Перенесём структуру и функции в нашу библиотекуRoboCraft. А скетч тогда будет таким: Функции вращения принимают два параметра – номер моторчика(1-2) и скорость вращения (0-255). Если номер отличается от 1-2, то вращение задаётся сразу обоим моторчикам. У меня под рукой оказалась микросхема L293E – поэтому необходимо использовать защитные диоды (1N4007), которых для двух моторчиков нужно аж 8 штук 🙂 Так же у L293E не 16, а целых 20 ножек: Впрочем, для тестирования можно собрать схему только для одного моторчика 😉 Соответственно нужно внести изменения в скетч: — крутим наш моторчик 3 секунды вперёд, а затем одну секунду назад. Крутится 🙂читать далееПростой мотор-шилд для Arduino/CraftDuinoЕщё пара слов про L293L-Motor ShieldСсылкиДРАЙВЕР ДВИГАТЕЛЕЙ L293Dhttp://www.arduino.cc/playground/Code/Struct

Статья о двухканальном драйвере моторов RKP-MDL298-01A-V2 на микросхеме L298N. Подключение к Ардуино, подключение DC-моторов, примеры программного кода.

Драйвер моторов на базе микросхемы L298N позволяет управлять двумя моторами постоянного тока либо шаговым двигателем с потребляемым током до 2 Ампер.

По функционалу микросхема L298N полностью идентична микросхеме L293D. Мы видим те же управляющие выводы. Чередование разноименных сигналов (высокий логический уровень или низкий) на парах выводов IN1, IN2 и IN3, IN4 задают направление вращения моторов.

Выводы ENABLE A, B (ENA привязан к IN1, IN2. ENB к IN3, IN4) отвечают за раздельное управление каналами. 

Могут использоваться в двух режимах:

Условно «активном» режиме, когда ими будет управлять контроллер (рис. 1) — высокий логический уровень разрешает вращение моторов, низкий запрещает вне зависимости от состояния выводов «IN». Для регулировки скорости моторов, на «EN» выводы подается ШИМ (PWM) сигнал.

Условно «пассивном» режиме, просто притянув выводы «EN» к высокому уровню (+5V). Для этого на плате, рядом с выводами ENA и ENB находятся штырьки, соединенные с +5V. Замыкаем выводы с помощью джамперов (рис. 2). В данном режиме мы не сможем регулировать скорость двигателей, они будут всегда вращаться в полную скорость (за то для управления экономится 2 вывода контроллера). Направление вращения будет задаваться по-прежнему, а вот для остановки в данном варианте, состояние выводов будет уже играть роль. Для остановки нужно будет подавать одноименные сигналы на выводы «IN».

В программных кодах в продолжении статьи все будет прокомментировано.

Клеммник подачи питания и работа стабилизатора.

Выходит, при таком варианте, не нужно тянуть лишний провод на разъем +5V.

Маркировка именно “+12V” связана с тем, что напряжение питания моторов может лежать в диапазоне от 5V до 35V, в то время как максимальное входное напряжение стабилизатора 12V. То есть, при одетом джампере, подача свыше 12V может спалить стабилизатор.

При напряжении питания свыше 12V, без опаски подвеем нужное напряжение на данный вывод, но не забываем снять джампер.

Теперь напряжение не поступает на стабилизатор и не сможет повредить его, но теперь необходимо подать внешнее +5V.

Подключение моторов к модулю драйвера моторов на L298N

Начнем с подключения одного мотора, с притянутым к +5V выводом ENB.

Пример программного кода

  int IN3 = 5; // Input3 подключен к выводу 5   int IN4 = 4;    void setup()  {    pinMode (IN4, OUTPUT);    pinMode (IN3, OUTPUT);  }  void loop()  {    // На пару выводов "IN" поданы разноименные сигналы, мотор вращается       digitalWrite (IN4, HIGH);    digitalWrite (IN3, LOW);     delay(4000);    // На пару выводов "IN" поданы одноименные сигналы, мотор не вращается     digitalWrite (IN4, LOW);     delay(500);    // На пару выводов "IN" поданы разноименные     // (и уже противоположные относительно первого случая) сигналы, мотор вращается      // относительно первого случая) сигналы, мотор вращается в другую сторону    digitalWrite (IN3, HIGH);    delay(4000);    // Снова на выводах "IN" появились одноименные сигналы, мотор не вращается     digitalWrite (IN3, LOW);     delay(5000);    

В данном примере мы подсоединили ENB к выводу ШИМ (D3), и задействуем возможность драйвера управлять скоростью, меняя скважность посылаемого ШИМ сигнала. Значения скважности задаются функцией analogWrite (pin, число) , где число изменяется от 0 до 255, прямо пропорционально скважности сигнала. Для наглядности, подобраны четыре значения, при которых двигатель стартует с низких оборотов, набирает средние, выходит на максимальные и не вращается.

Пример программного кода

  int IN3 = 5; // Input3 подключен к выводу 5   int IN4 = 4;  int ENB = 3;  void setup()  {   pinMode (ENB, OUTPUT);    pinMode (IN3, OUTPUT);   pinMode (IN4, OUTPUT);  }  void loop()  {    // На пару выводов "IN" поданы разноименные сигналы, мотор готов к вращению    digitalWrite (IN3, HIGH);    digitalWrite (IN4, LOW);    // подаем на вывод ENB управляюший ШИМ сигнал     analogWrite(ENB,55);    delay(2000);    analogWrite(ENB,105);    delay(2000);    analogWrite(ENB,255);    delay(2000);    // Останавливаем мотор подаем на вывод ENB сигнал низкого уровня.     // Состояние выводов "IN" роли не играет.    analogWrite(ENB,0);    delay(5000);  }  

Ну и напоследок подключим два двигателя с регулировкой скорости.

Пример программного кода

  int IN1 = 5; // Input1 подключен к выводу 5   int IN2 = 4;  int IN3 = 3;  int IN4 = 2;  int ENA = 9;  int ENB = 3;  int i;  void setup()  {    pinMode (EN1, OUTPUT);    pinMode (IN1, OUTPUT);    pinMode (IN2, OUTPUT);    pinMode (EN2, OUTPUT);    pinMode (IN4, OUTPUT);    pinMode (IN3, OUTPUT);  }  void loop()  {    digitalWrite (IN2, HIGH);    digitalWrite (IN1, LOW);     digitalWrite (IN4, HIGH);    digitalWrite (IN3, LOW);     for (i = 50; i <= 180; ++i)    {        analogWrite(EN1, i);        analogWrite(EN2, i);        delay(30);    }    analogWrite (EN1, 0);    analogWrite (EN2, 0);    delay(500);    digitalWrite (IN1, HIGH);    digitalWrite (IN2, LOW);     digitalWrite (IN3, HIGH);    digitalWrite (IN4, LOW);    for (i = 50; i <= 180; ++i)    {        analogWrite(EN1, i);        analogWrite(EN2, i);        delay(30);    }    analogWrite (EN1, 0);    analogWrite (EN2, 0);    delay(8000);  }  </pre>

Рекомендуемые товары

В наши дни симуляторы Arduino позволяют любому, и начинающим, и профессиональным разработчикам схем, изучать, программировать и тестировать идеи, не беспокоясь о том, чтобы тратить время и деньги.

Симуляторы Arduino являются идеальной платформой для программистов и дизайнеров, которые хотят изучить основы схемотехники и проектирования.

С помощью симулятора Arduino вы получите возможность учиться, не боясь, что вы повредите свою доску и дизайнерское оборудование.

Студенты, которые сталкиваются с трудностями при покупке электрооборудования, не имея представления о том, как они будут работать, могут устранить ошибки проб и ошибок с помощью симуляторов Arduino, сэкономив при этом время и деньги.

Еще одним преимуществом симуляторов Arduino является тот факт, что они поддерживают отладку от линии к линии, и пользователь точно определяет место, где что-то пошло не так.

Симуляторы Arduino бывают самых разных форм, и они были разработаны таким образом, чтобы быть совместимыми с основными ОС.

В этой статье мы перечислим лучшие симуляторы Arduino, совместимые с ПК с Windows.

Эпический гид оповещения!Узнайте, как установить программное обеспечение и драйверы Arduino на Windows 10!

1

Autodesk Eagle (рекомендуется)

Autodesk Eagle предоставляет мощные и простые в использовании инструменты для каждого инженера.

Теперь вы можете воплотить свои электронные изобретения в жизнь с помощью полного набора макетов печатных плат и инструментов для редактирования схем, функций, управляемых сообществом, и содержимого библиотеки.

Ключевые особенности Eagle включают следующее:

  • Схематический редактор
  • Модульная конструкция блоков — вы можете повторно использовать существующие блоки схемотехники.
  • Многостраничные схемы — вы можете сохранить дизайн любого размера организованным.
  • Проверка электрических правил — вы, наконец, сможете быть уверены в своей схеме.
  • Синхронизация дизайна в реальном времени — вы можете синхронизировать схему и схему печатной платы.
  • Редактор макетов печатных плат
  • BGA fanout — вы можете выйти из BGA в считанные секунды.
  • Высокоскоростное проектирование — вы можете проектировать с использованием новейших технологий, включая DDR4, PCI Express или USB-C.
  • 3D-модели для размещения печатных плат — вы можете без проблем объединить вашу печатную плату и корпус.
  • Комплектные компоненты — это универсальный магазин для анализа потребностей ваших компонентов.
  • Пользовательские языковые программы (ULP) — вы можете улучшить свой инструмент проектирования.

— Получить версию Eagle Standart с сайта Autodesk

Выбор редактора Autodesk Eagle Pro
  • Схема подключения одним щелчком мыши
  • Автоматическое создание полигонов
  • Интерфейс Facelift

Получить сейчас Autodesk Eagle Pro

2

Протей

Proteus — отличный симулятор Arduino, который сочетает в себе простоту с различными функциями и позволяет сделать симуляцию Arduino самой простой вещью.

Этому симулятору удалось проникнуть во все виды промышленности, такие как образование , автомобилестроение и IoT .

Он совместим как с Linux, так и с Windows, и есть много вещей, которые нужно знать о его предложениях и динамичном сообществе.

Наиболее заметной и интересной особенностью Proteus является его способность моделировать взаимодействие между программным обеспечением, работающим на микроконтроллере, и любой цифровой / аналоговой электроникой, подключенной к нему.

Модель микроконтроллера находится на схеме вместе с другими элементами дизайна вашего продукта. Как и настоящий чип, он имитирует выполнение вашего объектного кода.

Proteus включает в себя различные виртуальные инструменты, такие как осциллограф, логический анализатор, генератор функций, генератор шаблонов, таймер счетчика и виртуальный терминал, а также простые вольтметры и амперметры.

Более того, Proteus предоставляет специализированные анализаторы протоколов в режиме Master / Slave / Monitor для SPI и I2C — вам просто нужно подключить их к последовательным линиям и контролировать / взаимодействовать с данными в реальном времени в процессе моделирования.

Proteus предлагает бесценный и недорогой способ получить программное обеспечение для связи прямо перед аппаратным прототипированием.

Proteus также позволяет выполнять следующие операции:

  • Отладка : он может выполнять симуляции в одношаговых режимах и работает как отладчик.
  • Диагностика : Proteus оснащен комплексной диагностикой или отслеживанием сообщений.
  • Совместное моделирование кода микроконтроллера как низкого, так и высокого уровня в контексте смешанной схемы SPICE-моделирования.
  • Proteus повышает эффективность, гибкость и качество на протяжении всего процесса проектирования.

Скачать сейчас Proteus

Ищете лучшую IoT плату?Вот лучшие варианты.

3

Autodesk Circuits

Autodesk Circuits позволяет воплотить ваши идеи в жизнь с помощью бесплатных и простых в использовании инструментов.

Если вы только начинающий, вы можете начать с более простых экспериментов в Circuit Scribe или в Лаборатории электроники. Более опытные пользователи могут пропустить и перейти прямо к PCB Design.

Electronics Lab Hub включает в себя следующее:

  • Симуляция в реальном времени : вы можете спроектировать и создать прототип, прежде чем строить схему в реальной жизни; Вы можете использовать все, от резисторов, конденсаторов и потенциометров до осциллографов.
  • Программирование Arduino : вы можете программировать и моделировать любой код Arduino в редакторе, и у вас будет полный последовательный монитор и растущая коллекция различных поддерживаемых библиотек Arduino .
  • Совместное редактирование : вы можете приглашать других к совместной работе над вашими проектами в режиме реального времени.
  • Circuit Scribe Hub позволяет проектировать и моделировать схемы, а затем распечатывать и делиться своими шаблонами. Вы также можете встраивать свой дизайн и учиться у сообщества разработчиков Autodesk Circuit.

PCB Design Hub включает в себя следующие функции:

  • Схематическое проектирование : вы можете выбирать из растущей библиотеки компонентов сообществом, или вы можете создавать свои собственные компоненты.
  • Компоновка печатной платы: сюда входят все необходимые инструменты, такие как медные следы, медная заливка, сквозные и просверленные отверстия и множество инструментов для шелкографии.

Научиться кодировать намного проще, когда вы можете программировать вещи, которые действительно работают.Autodesk Circuits — это бесплатный инструмент, поэтому вы должны проверить его прямо сейчас.

ОБНОВЛЕНИЕ : Autodesk Circuits больше не доступен в качестве симулятора Arduino.Вместо этого AutoDesk превратил этот инструмент в платформу для пакетов печатных плат.

4

Virtronics Simulator для Arduino

Этот симулятор Victronics Arduino обещает быть самым полнофункциональным из доступных на данный момент.

Вот его самые важные преимущества:

  • Это показывает способность преподавать и демонстрировать внутреннюю работу эскиза Arduino .
  • Вы можете проверить эскиз без оборудования или перед покупкой оборудования.
  • Вы можете отладить эскиз.
  • Используя его, вы можете продемонстрировать проект потенциальным клиентам.
  • Вы можете разработать сложный эскиз быстрее, чем при использовании аппаратного обеспечения.

Вы можете скачать бесплатную версию, попробовать ее, и когда вы будете готовы, вы можете обновить до версии Pro.

Программное обеспечение предназначено для плат Arduino Uno, Mega и других стандартных плат Arduino . Он выполняет множество процессов, включая следующие:

  • Он шаг за шагом проходит через программу. Если выбрана новая строка, программа продолжит с этой точки.
  • Выполняет цифровую запись, цифровое чтение и PinMode для контактов 0-53
  • Аналоговое считывание для выводов 0-16 и аналоговое считывание для цифровых выводов 0-53
  • Эмулирует последовательный, ЖК-выход, Ethernet, серво, SD-карту, EEPROM, SoftSerial, SPI, Wire
  • Если, в то время как, для, переключите, сделайте пока whileloop функциональность
  • Подпрограммы (многоуровневые) с аргументами
  • Просмотр переменных в режиме реального времени
  • Step Into, Step Over, Шаг Out или Режим Run
  • Возможность редактировать эскиз или открывать в Arduino IDE
  • Поддержка 2- и 4-строчного ЖК-дисплея только с импровизированной CGRAM
  • 2-мерные массивы (без инициализации).

У вас также есть возможность изменить шрифт, стиль и размер симулятора.

Режим минимизации идеально подходит для демонстрации / обучения. Программное обеспечение предлагает ограниченную поддержку пользовательских библиотек , указателей и структур.

Вы можете проверить больше информации об этом симуляторе на его официальной странице .

5

Electronify

Электроника может быть очень полезна, если вы боретесь с электроникой, особенно если вы застряли в своих проектах в области электроники.

Это также пригодится, если вы новичок и хотите изучать электронику и встроенную систему, чтобы сделать карьеру в этой области.

С Electronify вы сможете изучать базовую электронику на различных языках аппаратного уровня.

Сайт предоставляет вам все необходимые знания от базовых до продвинутых об электронных коммуникациях и встроенных системах в простых методах.

Вы сможете узнать все с нуля и стать опытным профессионалом.

Вы можете проверить больше об Electronify на официальной веб-странице .

Электроника лучше всего работает с программным обеспечением для диаграмм и блок-схем!Выберите один из нашего большого списка!

6

Fritzing

Fritzing — это аппаратная инициатива с открытым исходным кодом, которая делает электронику доступной в качестве творческого материала для всех, кто интересуется этой темой.

Веб-сайт предоставляет программный инструмент, сообщество и услуги в духе Arduino и обработки, а также создает креативную экосистему, которая позволяет пользователям:

  • Документирование своих прототипов
  • Делимся прототипами с другими
  • Преподавание электроники в классе
  • Разработка и изготовление профессиональных печатных плат

С помощью Fritzing вы можете недорого и быстро превратить свою схему в настоящую печатную плату, изготовленную на заказ.

Этот инструмент может выступать в качестве креативной платформы, только если многие пользователи используют его как средство обучения и обмена.

Вы можете узнать огромное количество вещей из множества доступных руководств. Вот некоторые из самых интересных:

  • Построение цепи
  • Используя Stripboard
  • Работа с деталями SMD
  • Создание бумажных шаблонов
  • Пышные Провода и сгибаемые Ноги
  • Проектирование печатной платы
  • Одна минута дизайн Щит Arduino
  • Двусторонняя маршрутизация
  • Изготовление печатной платы
  • Пайка SMD деталей
  • Создание пользовательских частей
  • Прикрепление программного кода.

Также интересно знать, что Fritzing превратился из финансируемого государством исследовательского проекта в некоммерческую организацию.

Это означает, что для обеспечения самостоятельности и продолжения развития Fritzing предлагает несколько услуг, которые включают следующее:

  • Fritzing Fab — С Fritzing Fab, сервисом по производству печатных плат, вы можете быстро и недорого превратить свои эскизы в профессиональные печатные платы.
  • Семинары — Есть множество мастер- классов по Arduino , Fritzing и всему, что связано с ними, которые предлагаются начинающим и профессионалам.
  • Создание деталей — Вы также можете включить свой продукт в Fritzing, а если вы не хотите делать это самостоятельно, вы можете нанять разработчиков для создания высококачественных деталей.
  • Продукты — Fritzing создала учебный набор для начинающих и апгрейдов.

Вы можете проверить больше информации на официальном сайте Fritzing .

7

VBB4Arduino — виртуальный макет для Arduino

Виртуальный макет для Arduino создан, чтобы помочь пользователям сделать первые шаги в изучении всего о крутом мире физических вычислений с помощью микроконтроллера Arduino и моделей электронных схем на основе макета.

Вот основные вещи, которые вы сможете изучить с помощью Virtual Breadboard for Arduino :

  • Вы можете узнать все о физических вычислениях в безопасной среде виртуальной песочницы.
  • Вы можете узнать из встроенных в Arduino примеров.
  • Вы можете исследовать десятки различных типов датчиков, источников света и двигателей.
  • Вы сможете узнать команды Arduino и что они делают.
  • Вы можете использовать макеты в качестве эталона для создания реальных схем.

Вот ключевые особенности Virtual Breadboard:

  • Вы можете создавать прикладные схемы виртуальных макетов без пайки.
  • Вы можете смело экспериментировать с электронными схемами на основе микроконтроллеров.
  • Вы сможете протестировать макеты схем перед выполнением сборки.
  • Программное обеспечение имеет встроенный редактор встроенных программ для разработки приложений для микроконтроллера.
  • Это эмулятор схемы и микроконтроллера для тестирования вашего кода и схем.
  • Программа предлагает вам интерактивную виртуализацию для изучения основанного на обучении и схемотехнического тестирования.
  • У вас будет достаточно проводника примеров для навигации по многочисленным документированным обучающим примерам.
  • Он имеет интегрированную систему Wiki для разработки документации и курсовых работ.
  • Вы сможете проверить анимированные записи GIF-скриншотов для документации документации.
  • Один клик компилирует и развертывает встроенные приложения на реальных микроконтроллерах Vbb4UNO.
  • Кроссплатформенная разработка с 8-битными микросхемами и Raspberry Pi 2 с целями Windows 10 IoT Core.

По мнению большинства пользователей, это программное обеспечение идеально, но оно нуждается в некотором исправлении, потому что в нем есть несколько ошибок.

VBB4Arduino — это упрощенная версия полного продукта VBB. Он предназначен в качестве самостоятельной версии для начинающих с меньшим количеством опций и модулей, которые могут запутать стартеров.

Лучше всего использовать его как «песочницу» для изучения физических понятий. Опытные пользователи могут предпочесть использовать полную версию VBB с модулем расширения ArduinoToolkit.

Проверьте программное обеспечение на его официальной странице .

Вы достигли конца нашего списка симуляторов Arduino . Воспользуйтесь тем, что, по вашему мнению, подходит для ваших нужд.

СВЯЗАННЫЕ ИСТОРИИ, ЧТОБЫ ПРОВЕРИТЬ:

Примечание редактора: это сообщение было обновлено, чтобы показать наиболее точные ссылки для загрузки и программные решения.

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 Telegram-канале «Лайфхакер» только лучшие тексты о технологиях, отношениях, спорте, кино и многом другом. Подписывайтесь!

В нашем Pinterest только лучшие тексты об отношениях, спорте, кино, здоровье и многом другом. Подписывайтесь!

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.

image
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

image
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

image
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.

Почему Arduino — это круто

Существует миф, что Arduino — это дорогая игрушка для гиков, которые умеют держать в руках паяльник и писать километры кода. Но на самом деле даже не слишком подкованному технически человеку этот конструктор принесёт радость и пользу.

Это возможность развить технические навыки

Arduino — конструктор простой и «дружелюбный». Особых знаний и умений вам не потребуется, специального образования — тоже. Повторимся: с макетной платой и коннекторами ничего паять не придётся — собирать гаджеты будет не сложнее LEGO.

Чтобы написать скетч, достаточно освоить лишь азы программирования. Для Arduino используется упрощённый язык, основанный на С++.

Поначалу вы можете использовать готовые схемы и скетчи. Со временем научитесь дорабатывать их или создавать собственные конструкции с нуля. А готовые библиотеки с открытым исходным кодом только расширят ваши возможности.

В то же время с Arduino вы станете лучше разбираться в технике. Вы поймёте, как работают различные электронные компоненты, как из простых датчиков и слабого процессора собрать сложную систему, как составить алгоритм её действия. Наконец, придумаете, как автоматизировать рутинные задачи дома и в офисе.

Arduino даёт тот самый технический бэкграунд, который пригодится во многих ситуациях. Конструктор также развивает логическое мышление и креативность.

Это первый шаг к новой профессии

Если вы хоть раз задумывались о том, чтобы войти в IT, Arduino поможет вам принять правильное решение. Создавая гаджеты из конструктора и программы для них, вы поймёте, насколько вам интересен этот процесс, чем именно вы хотите заниматься: аппаратной или программной частью, сборкой новых конструкций или совершенствованием устройств, которые разработали другие пользователи, а может, поиском ошибок и контролем качества систем.

Вы научитесь писать и тестировать код, решать логические задачи, мыслить нестандартно. Всё это пригодится будущему разработчику вне зависимости от направления.

С Arduino можно освоить даже системы искусственного интеллекта и создать устройства интернета вещей. Это два передовых пути в IT, которые сейчас очень активно развиваются и испытывают огромный кадровый голод. Поэтому здесь работа специалистов оплачивается весьма щедро.

Это интересное хобби, которое вряд ли надоест

Arduino — это безграничный простор для творчества. С этим конструктором можно решить практически любую техническую задачу: от создания домашней системы автоматического полива растений до умных роботов и машин с автопилотом.

На базе Arduino вы сможете разработать бесконечное множество гаджетов. При этом используются одни и те же элементы в самых разных вариантах и комбинациях — экономично!

Это полезное занятие

Из Arduino легко создать вполне земные вещи, которые облегчат вашу жизнь. Так, в Сети существуют десятки инструкций по сборке радио или домашней системы безопасности, управления освещением или цифровых часов.

Кроме того, на базе Arduino можно строить рабочие прототипы разных новых гаджетов и систем. Так, вы можете установить везде умные датчики движения и получать на смартфон сообщения о различных событиях: скажем, когда кот вернулся с прогулки или когда у него закончилась еда. Ещё один пример — метеостанция с онлайн‑доступом: позволит предсказывать погоду точнее синоптиков «из телевизора» и видеть результат на экране смартфона.

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.

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.

image
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».

image

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.

image

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.

Где искать информацию о конструкторе Arduino

  • Официальный сайт проекта Arduino. Здесь же работает интернет‑магазин.
  • На портале российского сообщества Arduino Master можно найти материалы на русском языке. Есть и уроки, которые помогут быстрее освоить конструктор, а также детальная информация о двигателях, датчиках и других компонентах системы.
  • Немало примеров на сайте RoboCraft. Есть даже самодельный робот‑пылесос!
  • На этом сайте выложили хорошую шпаргалку по основным командам для скетчей Arduino. Если держать её перед глазами, сможете писать код быстрее.
  • Саму среду разработки программного обеспечения Arduino IDE можно загрузить отсюда. Если не хотите возиться с установкой, попробуйте онлайн‑редактор кода для конструктора.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий