Tutorial básico do Arduino para iniciantes: 6 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

1. O que é Arduino?

Arduino é uma plataforma para sistemas embarcados, baseada principalmente em microcontroladores de 8 bits da família AVR. A exceção é o Arduino Due, que usa um núcleo ARM Cortex de 32 bits. Em outras palavras, é uma placa de circuito impresso com um microcontrolador e suas saídas capazes de operar dispositivos externos, por exemplo, sensores, controladores de motor, visores, etc. Graças aos conectores goldpin, os módulos podem ser conectados usando cabos de conexão disponíveis publicamente.

A maioria das versões do Arduino não requer nenhum programador externo. Tudo que você precisa fazer é conectar ao seu computador com um cabo miniUSB-USB.

Uma das vantagens da plataforma é um ambiente próprio livre com inúmeras bibliotecas, exemplos, tutoriais para manuseio de vários tipos de dispositivos externos.

2. Para quem é a plataforma?

O Arduino é destinado tanto para iniciantes quanto para programadores eletrônicos avançados.

A pessoa que inicia a aventura com este tipo de sistema economizará muito tempo e nervos ao configurar programadores, verificar conexões e instalar drivers. É bem sabido que é melhor aprender com os exemplos. Para o Arduino, existem muitos deles no site do projeto e em toda a Internet.

Usuários mais avançados irão gostar de inúmeras bibliotecas, ambas padrão (incluindo: EEPROM, Ethernet, Display, Servo, SPI, TWI, WiFi), bem como arquivos disponibilizados por produtores de módulos eletrônicos (por exemplo, nosso fornecedor - Pololu).

Exemplo:

O suporte para o popular display LCD 16x2 se resume a algumas linhas simples de código:

LiquidCrystal lcd (12, 11, 5, 4, 3, 2); // incremento de leads

lcd.begin (16, 2); // Especifique o tipo de exibição de 16 colunas, 2 linhas

lcd.print ("Olá, mundo"); // Fornece texto para exibir

O código completo exibindo as palavras "Hello World" e o diagrama de conexão do display podem ser encontrados em: Arduino.cc.

3. Qual versão escolher?

A escolha da versão depende do uso pretendido do módulo. Em nossa loja estão disponíveis:

Etapa 1: Arduino Uno R3

Arduino Uno R3

A versão mais simples do módulo. No prato você encontrará:

· Microcontrolador Atmega328 (Flash de 32kB, SRAM 2kB, velocidade de clock de 16 MHz)

· 14 entradas / saídas digitais - às quais, por exemplo, LEDs, botões, visores, etc. podem ser conectados.

· 6 saídas PWM - por exemplo, para controlar a velocidade de rotação dos motores, definir a posição do servo

· 6 entradas analógicas - permitindo operar todos os tipos de sensores, transdutores com saída analógica

Interfaces de comunicação:

· UART - uma das maneiras mais fáceis de trocar dados com um PC

· I2C / TWI - suporte para sensores, circuitos de tempo

· SPI - comunicação com transdutores rápidos ou memórias externas

Fonte de energia:

· USB ou fonte externa (por exemplo, adaptador AC)

Arduino Uno é uma boa escolha para projetos relativamente simples e pequenos. Você pode implementá-lo com sucesso, por exemplo, controle de motor, controlador de iluminação com interface de usuário, display LCD. O módulo também é recomendado para usuários que estão entrando no mundo dos microcontroladores e sistemas embarcados.

Etapa 2: Arduino Leonardo

Arduino Leonardo

· Outra versão, na qual podemos encontrar:

· Microcontrolador ATmega32u4 (Flash de 32kB, SRAM de 2,5kB, velocidade de clock de 16 MHz)

· 20 entradas / saídas digitais - às quais, por exemplo, LEDs, botões, visores, etc. podem ser conectados.

· 7 saídas PWM

· 12 entradas analógicas - duas vezes mais que a versão Uno, significa a possibilidade de conectar mais sensores com uma saída analógica

Interfaces de comunicação:

· UART - uma das maneiras mais fáceis de trocar dados com um PC

· I2C / TWI - suporte para sensores, circuitos de tempo

· SPI - comunicação com transdutores rápidos ou memórias externas

· USB - permite que você conecte dispositivos de computador populares

· Fonte de alimentação: USB ou fonte externa (por exemplo, adaptador AC)

Se nosso projeto é usar um dispositivo que se conecta via interface USB, o Arduino Leonardo será a escolha perfeita. O sistema possui um controlador USB integrado, o que o diferencia dos demais.

A produtora também disponibiliza versões com "perfil baixo". A placa não possui conectores, o usuário pode soldá-los a seu próprio critério. Todos os elementos estão em invólucros soldados à superfície. A opção é útil quando nosso projeto deve procriar em um pequeno espaço.

Etapa 3: Arduino Mega 2560

Arduino Mega 2560

Versão desenhada para implementar projetos mais extensos. Ele tem até 54 entradas / saídas digitais, mais memória e mais interfaces de comunicação do que o Arduino UNO e o Leonardo. A placa contém: ATmega2560 da família AVR (Flash 256kB, SRAM 8kB, EEPROM 4kb velocidade de clock 16 MHz) 54 entradas / saídas digitais de uso geral 14 saídas PWM 16 entradas analógicas - Interfaces de comunicação: 4 xUART - uma das maneiras mais fáceis de trocar dados com um PCI2C / TWI - suporte para sensores, circuitos de tempo SPI - comunicação com transdutores rápidos ou memórias externas Fonte de alimentação: USB ou fonte externa (por exemplo, adaptador AC) O módulo é mais caro que as versões anteriores, mas tem mais opções. O microcontrolador Atmega2560 possui uma periferia rica e uma grande quantidade de memória. 256kB Flash - permite que você suporte código estendido, 4kB EEPROMU para gravar muitos dados.

Etapa 4: Arduino Mega ADK

Arduino Mega ADK

Além das vantagens do Arduino Mega, o ADK também tem a capacidade de se conectar ao sistema Android por meio de uma interface USB controlada pelo chip MAX34210. A especificação do módulo é semelhante ao Arduino Mega:

· ATmega2560 da família AVR (Flash 256kB, SRAM 8kB, EEPROM 4kb, velocidade de clock de 16 MHz)

· 54 entradas / saídas digitais de uso geral

· 14 saídas PWM

· 16 entradas analógicas

Interfaces de comunicação:

· 4 xUART - uma das maneiras mais fáceis de trocar dados com um PC

· I2C / TWI - suporte para sensores, circuitos de tempo

· SPI - comunicação com transdutores rápidos ou memórias externas

· Fonte de alimentação: USB ou fonte externa (por exemplo, adaptador AC)

A versão ADK é projetada para projetos que usam a comunicação com o Android. O controlador USB integrado também permite conectar uma câmera, controlador de jogo ou controlador de movimento.

Etapa 5: Arduino Leonardo Ethernet

Arduino Leonardo Ethernet

A principal vantagem do módulo é sua fácil conexão à rede. O módulo possui um soquete de rede com um controlador Ethernet. Há também um slot para cartão de memória microSD na placa. Especificação semelhante ao Arduino Leonardo:

· Microcontrolador Atmega32u4 (32kB Flash, 2,5kB SRAM, · Velocidade de clock de 16 MHz)

· 20 entradas / saídas digitais - às quais, por exemplo, LEDs, botões, visores, etc. podem ser conectados.

· 7 saídas PWM - por exemplo, para controlar a velocidade de rotação dos motores, definir a posição do servo

· 12 entradas analógicas - permitindo operar todos os tipos de sensores, transdutores com saída analógica

Interfaces de comunicação:

· UART - uma das maneiras mais fáceis de trocar dados com um PC

· I2C / TWI - suporte para sensores, circuitos de tempo

· SPI - comunicação com transdutores rápidos ou memórias externas

· Alimentação: fonte externa (por exemplo, adaptador AC)

A versão Ethernet é projetada para projetos que requerem conexão à rede. A conveniência também é um slot de cartão microSD integrado, no qual mais dados podem ser armazenados do que na memória do próprio microcontrolador.

Etapa 6: Arduino devido

Arduino Due

Graças ao Arduino Due, o usuário pode criar sistemas usando o microcontrolador ARM Cortex M3 de 32 bits baseado em bibliotecas Arduino. A especificação é a seguinte:

· Tensão de alimentação: 7V a 12V (recomendado), 6V-20V (máximo)

· Mikrokontroler: AT91 SAM3X8E, rdzeń 32-bit ARM Cortex M3

· A frequência máxima do relógio: 84 MHz

· Memória SRAM: 96 kB Memória Flash: 512 kB

· Pinos I / O: 54

· Canais PWM: 12

· Número de entradas analógicas: 12 (canais do conversor A / D)

· Conversor D / A (digital-analógico)

· Controlador DMA

· Interfaces seriais: UART, SPI, I2C, CAN, USB

· Depurador JTAG

A placa é dedicada aos usuários que desejam se familiarizar com as soluções mais recentes do mundo dos microcontroladores. Ele tem definitivamente mais recursos do que as versões baseadas em AVR, circuitos periféricos ricos, incluindo conversor digital para analógico.

Além do acima, o Arduino também oferece:

Arduino Zero M0 Pro - Cortex M0 de 32 bits - Módulo microcontrolador Atmel ATSAMD21G18 de 32 bits equipado com núcleo ARM Cortex M-0. Possui 256 KB de memória Flash, 32 KB de RAM, 14 I / Os digitais, 12 canais PWM, 6 entradas analógicas e uma saída e interfaces de comunicação populares. O módulo funciona com 3,3 V.

Arduino Yún - WiFi - conexão Arduino e sistema Linux. O módulo baseado no sistema ATmega32u4 usado no Leonardo permite que você programe sem fio e controle o dispositivo através da rede WiFi e da biblioteca apropriada. Há também uma versão Arduino Yun PoE - alimentada por uma rede Ethernet.

Arduino Micro - um módulo em miniatura baseado no Arduino Leonardo, é caracterizado pelo tamanho pequeno. Possui microcontrolador AVR Atmega32U4. Equipado com 20 E / S digitais e interfaces de comunicação populares.

4. Exemplos de uso

- Arduino e orientação em espaço tridimensional.

Um exemplo de uso de um giroscópio de 3 eixos, acelerômetro e magnetômetro (sistema MinImu9) para orientação no espaço 3D.

- Arduino e display LCD.

Suporte para display LCD com controlador HD44780 usando o módulo Arduino.

- Controle do motor DC usando a plataforma Arduino.

Exemplo de módulos de manuseio (pontes H) usados para controlar a direção e a velocidade dos motores DC.

- Conexão a uma rede Ethernet

Conexão Arduino com módulo Ethernet ENC28J60.