Introdução ao Arduino: o que você precisa saber: 4 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

Trabalho com Arduino e eletrônica há muitos anos e ainda estou aprendendo. Neste mundo cada vez maior de microcontroladores, é fácil se perder e correr em círculos tentando encontrar informações.

Neste Instructable, irei mostrar a você:

O que um Arduino é e faz.

Por onde começar com o Arduino.

Como encontrar recursos úteis.

Todas essas são coisas que aprendi com a experiência e são métodos testados e comprovados para o sucesso. Não vou negar que provavelmente existem centenas de tutoriais diferentes para começar com o Arduino, mas essas são as coisas que achei mais úteis nos meus primeiros dias. Então, acompanhe e vamos explorar o maravilhoso mundo do Arduino.

Observação: algumas das imagens neste Instructable são capturas de tela. As imagens que eles contêm são propriedade de seus respectivos proprietários e podem estar sujeitas a direitos autorais. Eu os compilei aqui como periféricos para auxiliar no desenvolvimento do meu Instructable como um recurso educacional sem fins lucrativos, de acordo com a doutrina do uso justo.

Etapa 1: Arduino: o que é e o que faz?

Arduino é uma plataforma eletrônica de código aberto projetada para criadores, baseada em hardware simples e fácil de usar e uma gama intercambiável de sensores, manipuladores e monitores. O termo, em um sentido mais amplo, é geralmente usado para se referir a um grande campo de microcontroladores baseados em microchips Atmel.

Em termos leigos, eles são como computadores simplificados em miniatura. Como você pode imaginar, este é um campo enorme e em constante expansão, com centenas de variações de microcontroladores, configurações e equipamentos de sensores. Aqui, eu reduzi ao básico.

Neste Instructable, irei abordar três das placas Arduino mais populares (que também são as minhas favoritas):

The Uno, O Nano, e o Mega

Também abordarei o uso do IDE (o programa que usamos para codificar o Arduino), escudos e sensores.

Para saber mais sobre placas específicas, consulte a etapa 'Recursos'

Termos e definições úteis:

Microcontrolador: Qualquer circuito programável baseado em um código em loop de condições e atrasos. Não deve ser confundido com um microprocessador, que se refere ao próprio chip de controle ou a uma placa muito mais complexa como a RaspberryPi.

Placa: o hardware em que o Arduino é baseado, geralmente usado para se referir ao próprio microcontrolador ("a placa Arduino Uno")

Blindagem: uma extensão de uma placa, geralmente projetada para encaixar perfeitamente na configuração de pinos pré-existente, que aumenta o layout e adiciona funções ainda não integradas à placa base (por exemplo, a blindagem do motor permite o controle de motores, a blindagem Ethernet adiciona a capacidade de usar funções de Internet, o escudo Bluetooth adiciona conectividade bluetooth, etc.)

IDE (mais especificamente, o IDE Arduino): O software mais comumente usado para escrever e fazer upload de código para uma placa Arduino. Também existe a opção de usá-lo para outras placas não Arduino, como a RaspberryPi.

Biblioteca: um acréscimo ao código como um arquivo separado, usado para adicionar funções extras e permitir a compatibilidade com escudos e componentes sem a necessidade de conhecer funções e algoritmos extremamente longos e complexos.

Sensor: qualquer coisa que possa receber uma entrada física e transferi-la para um sinal elétrico

O Uno:

O Arduino Uno é de longe a placa Arduino mais icônica e provavelmente a mais popular que você pode obter. Possui 14 pinos de E / S digitais, que podem variar entre Ligados e Desligados, 6 dos quais são capazes de usar PWM, ou Modulação por Largura de Pulso, que varia a tensão de saída ligando e desligando o pino varia rapidamente (o 'pulso ') em intervalos variáveis (a' largura ') para tornar a saída mais alta ou mais baixa (a' modulação '). Ele também possui 6 pinos de entrada analógica. Todos os pinos podem ser usados como entrada ou saída e alguns dos pinos têm funções especiais quando usados com proteções e bibliotecas específicas.

Curiosidade: o Arduino Uno tem mais poder de processamento do que os computadores do tamanho de uma sala usados nas primeiras missões lunares da Apollo e cabe na sua mão!

A maioria dos escudos é baseada e construída para o Arduino Uno, e esta é geralmente considerada a melhor placa para começar como um iniciante. E eu concordo totalmente. O Uno pode não ser o mais versátil, mas certamente é o mais fácil de configurar e usar, e a maioria dos projetos e tutoriais do Arduino começam com o Uno.

O Nano:

Essa coisa, como o nome indica, é uma placa menor. Ele tem menos memória do que um Uno, mas por outro lado compartilha a maioria das mesmas funções em um pacote muito menor. A ideia por trás do Nano são circuitos vestíveis e miniaturizados para uso em espaços apertados ou em projetos sensíveis ao peso, como drones. Este tem menos pinos gerais devido ao tamanho menor, mas também é mais barato do que o Uno e caberá em mais lugares.

The Mega:

Novamente, o nome já diz tudo. Esta placa é mais longa do que a Uno e tem um total de 54 pinos de E / S digitais, 15 dos quais são compatíveis com PWM e 16 pinos de entrada analógica. Este quadro é para projetos maiores, melhores e maiores. E sim, eu me repeti intencionalmente. Esta placa é enorme e é compatível com a maioria das blindagens do Uno, porque compartilha a mesma configuração inicial de pinos. Ele também tem uma memória aumentada, para que possa executar programas maiores com mais facilidade.

O IDE:

O IDE do Arduino é uma plataforma relativamente simples de usar no que diz respeito à codificação. Para placas Arduino, ele utiliza sua própria linguagem de programação, mas compartilha muitas das mesmas características das linguagens de codificação populares, como Java e C. A curva de aprendizado é muito suave e há centenas de exemplos online e até mesmo integrados ao software que guiá-lo por certos aspectos do código. Uso isso desde os 13 anos e ainda não sei metade do que tudo faz, então não se preocupe, você não precisa ser um ás para usar o Arduino.

Escudos:

Escudos diferentes são usados de maneira diferente. Obviamente. E também têm diferentes conjuntos de códigos necessários para executá-los. Mas não hiperventile ainda, ainda não terminei. Para a maioria dos escudos que você pode comprar atualmente, há um exemplo de código integrado já no IDE ou um tutorial online muito bom. Tudo o que tens de fazer é encontra-lo. Consulte "Recursos" para saber como fazer isso.

Sensores:

Da mesma forma que os escudos, diferentes sensores, manipuladores e monitores terão diferentes códigos associados a eles. O mesmo processo de localização de exemplos se aplica.

Então, agora que você sabe um pouco mais sobre o Arduino, vamos prosseguir para Onde começar.

Etapa 2: como e onde começar com o Arduino

Como mencionei na última etapa, os microcontroladores Arduino cobrem uma grande variedade de placas e equipamentos diferentes. Nesta etapa, darei algumas dicas sobre por onde começar e o que fazer primeiro.

Provavelmente, o conselho mais útil que posso dar de cara é este: Comece com simplicidade. Aprender a usar o Arduino é um processo que leva tempo e, se você tentar fazer muito de uma vez, ficará frustrado. Comecei meu hobby no Arduino piscando LEDs. E você sabe o que eu mais gosto de fazer, de todas as coisas para as quais uso o Arduino? LEDs piscando. Então, realmente, qualquer que seja sua ambição para usar o Arduino, eu recomendo seriamente primeiro tentar os exemplos Blink e Fade no IDE do Arduino e brincar com eles antes de tentar algo complicado.

Onde começar:

Pergunte a si mesmo: Para que você deseja usar o Arduino? Esta questão determinará o que você deve procurar em uma placa Arduino antes de obter a primeira.

Se você realmente não sabe, ou apenas tem algo simples como um pequeno robô em mente, eu recomendaria o Uno. Se você quiser fazer wearables ou circuitos miniaturizados, sugiro o Nano (ou o Micro, dependendo da complexidade do que você deseja fazer). Se você quer um grande projeto, como uma impressora 3D, um grande robô ou uma rede de sensores, sugiro o Mega. Se o processamento pesado e a compactação de dados for seu projeto de escolha, o Zero ou o Devido seria uma boa ideia. E se você deseja uma interface de computador, ou seja, um teclado, joystick ou mouse personalizado, o Leonardo é para você. E a lista não termina aí. Há um número cada vez maior de placas Arduino por aí, e as que mencionei aqui são apenas o básico. Existem placas como a Yún ou a Tian que podem rodar Linux e basicamente agem como pequenas versões de computadores completos, e uma tonelada de variações nas outras placas que mencionei que adicionam diferentes recursos e especialidades para uma gama específica de projetos.

Para obter mais detalhes sobre placas específicas e uma lista completa de placas, consulte minha próxima etapa, 'Recursos'.

O que obter primeiro:

Comece pegando o próprio tabuleiro. E não se desespere quando vir as etiquetas de preços no site oficial do Arduino. Embora eu possa dizer honestamente que os Arduinos da marca Arduino são de qualidade muito superior e têm garantia de funcionamento, eu realmente não gosto de gastar tanto dinheiro em apenas um item. Dê um pulo na Amazon, e eles têm versões clonadas do Arduino, que são realmente a mesma coisa, feitas por empresas diferentes, por menos da metade do preço. Ou, poderia obter a mesma placa e um kit de peças, pelo mesmo preço que poderia obter um Arduino genuíno. No entanto, se você tiver dinheiro para gastar, compre do pessoal oficial do Arduino, porque eles são os que desenvolvem a maioria dos novos microcontroladores e dão suporte ao software usado para codificá-los. A escolha, realmente, é sua.

Se você está planejando comprar um Uno ou um Mega, eu recomendo seriamente um kit inicial. Compilei uma lista de links para alguns links diferentes em minha próxima etapa. Os kits iniciais virão não apenas com o Arduino em si, mas também com uma tonelada de sensores e componentes úteis, incluindo o melhor amigo de todo construtor de circuitos: uma placa de ensaio. E a melhor parte? Os kits iniciais são, na verdade, mais baratos do que comprar todos os componentes separadamente. Por muito. Por exemplo, um projeto que teria custado cerca de € 100 para construir custou-me apenas € 50 porque encontrei alguns bons kits iniciais e, então, fui capaz de construir mais três projetos com os componentes restantes.

Se você não adquirir um Uno ou Mega, eu ainda recomendo um kit inicial que vem apenas com os sensores e componentes extras, e não uma placa Arduino. A propósito, isso é algo a ter em atenção. Ao comprar um kit inicial, certifique-se de verificar se ele realmente inclui todos os componentes nas fotos, porque alguns dirão "para Arduino" e mostrarão um Uno, mas não realmente vêm com um. Normalmente haverá uma lista de peças onde você pode verificar o conteúdo do kit.

Depois de ter um Arduino, a próxima etapa é fazer o download do IDE e encontrar alguns bons tutoriais. Continue lendo em minha próxima etapa para descobrir os melhores lugares para obtê-los.

Etapa 3: Recursos

Nesta etapa, apontarei alguns recursos muito úteis para todos os DIYers que usam o Arduino, bem como como encontrar mais. Também incluirei uma lista de bons lugares para comprar produtos Arduino e alguns dos meus kits de iniciação favoritos.

O IDE:

O IDE é central para todos os projetos do Arduino. Felizmente, o download também é gratuito, embora você possa fazer uma doação para quem o escreveu, se assim desejar. Você pode encontrar todas as versões deste link. Há também uma referência útil disponível aqui.

Bibliotecas:

O IDE do Arduino vem com várias bibliotecas integradas para funcionalidade estendida, mas acho que sempre tenho alguns componentes que não são diretamente suportados. Quando isso acontece, geralmente procuro no Google o componente com os termos de pesquisa "Biblioteca Arduino" ao lado, para encontrar qual biblioteca é mais popular (e, portanto, provavelmente mais útil). Outra maneira de encontrá-los é por meio do site do Arduino, Arduino.cc. No entanto, o melhor lugar para ir, por exemplo, códigos e bibliotecas é Github.com. Esses caras têm tudo quando se trata de bibliotecas, código-fonte, variações do IDE ou qualquer outra coisa relacionada a software.

Pranchas:

Para saber mais sobre as placas Arduino e os escudos mais populares, esta página é o recurso para você, com links para todas as especificações, esquemas e explicações para cada componente do Arduino.

Código e referência:

Para descobrir o que cada linha de código faz e como é usada, a seção de referência do site do Arduino é o lugar certo. A única limitação é que ele não inclui nenhuma das funções especiais para bibliotecas não feitas pelo Arduino.

Tutoriais e orientações:

Para tutoriais no Arduino, a página de tutoriais é um bom lugar para começar. Para tutoriais e projetos mais aprofundados, https://learn.adafruit.com/ e https://create.arduino.cc/projecthub são bons lugares para procurar, além de aqui no Instructables.

Para obter orientação de membros experientes da comunidade, o fórum oficial do Arduino é provavelmente o melhor lugar para ir.

Encontrar mais recursos:

Muitas vezes, a melhor coisa a fazer é pesquisar no Google o que você está procurando. Às vezes, porém, as informações podem ser evasivas. Nesses casos, me encontro debruçado sobre projetos e tutoriais e no fórum do Arduino, em busca de referências de bons recursos. Se não encontro, só entro no fórum e pergunto, porque é melhor apostar que com todas as milhares de pessoas que circulam pelo fórum, alguém saberá como te ajudar.

Kits iniciais:

Aqui estão alguns dos meus kits favoritos que recomendo para iniciantes no aprendizado do Arduino. Eles têm todos os componentes de que você precisa para aprender o básico (e algumas das complexidades) da codificação e dos circuitos.

Os kits de melhor preço e qualidade que encontrei até agora, com o maior suporte e melhor atendimento ao cliente, são vendidos por uma empresa chamada Elegoo. Embora eles também vendam seus kits pela Amazon, criei um link para o site oficial porque costuma apresentar uma descrição melhor dos componentes incluídos nos kits. No entanto, eles não são placas ou kits oficiais do Arduino, portanto, lembre-se de que você não está oferecendo suporte ao site do Arduino ao comprá-los.

Se você tem dinheiro para gastar, eu realmente sugiro que você compre o kit oficial para iniciantes do Arduino / Genuino. Ele tem o melhor guia e documentação para iniciantes de qualquer kit do mercado, e os projetos são bem legais também.

O melhor lugar, além da Amazon, para obter sensores individuais, escudos e tal é a loja Adafruit. Eles são da mais alta qualidade e cada componente tem documentação online individual prontamente disponível.

Observe que essas são minhas opiniões e recomendações, para não ser confundido com fatos. Todas as compras que você fizer são de sua escolha, e eu sugiro que você pesquise os diferentes kits antes de comprar um.

Etapa 4: Epílogo

Portanto, agora você pode corajosamente entrar no mundo dos microcontroladores e do Arduino e começar com a confiança de que sabe onde estão seus recursos, caso haja algum problema. Acima está um monte de fotos de diferentes projetos que fiz aqui no Instructables com Arduino, apenas para dar a você um gostinho das possibilidades infinitas e, esperançosamente, inspirá-lo a fazer algo incrível.

Se você tiver uma pergunta sobre o Arduino, sinta-se à vontade para me perguntar, mas tenha em mente que o Fórum do Arduino seria um lugar muito melhor para perguntar, e é quase certo que eles ajudarão. Eu não sei tudo, então não tome nada do que eu digo como certo, pesquise você mesmo se quiser ter certeza.

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Como sempre, esses são os projetos de Dangerously Explosive, sua missão para toda a vida, "construir com ousadia o que você deseja construir e muito mais!"

Você pode encontrar o resto dos meus projetos aqui.