რა არის მიკროკონტროლერი? - Arduino დაფის დაპროგრამება

ᲙᲛᲐᲧᲝᲤᲘᲚᲘ

• რა არის მიკროკონტროლერი?
• მიკროკონტროლის გამოყენება
• მიკროკონტროლის მაგალითები
• რა არის Arduino?
• რისთვის შეიძლება გამოყენებულ იქნას Arduino დაფა?
• მიკონტროლერის პროექტები - Arduino დაფის დაპროგრამება
• მარტივი Arduino ესკიზი
• რომელი Arduino ყიდვა?
• სხვა Arduino დაფები ხელმისაწვდომია
• კითხვები და პასუხები

ევგენი არის კონტროლის / ინსტრუმენტაციის კვალიფიციური ინჟინერი Bsc (ინგლ.) და მუშაობდა SCADA სისტემების ელექტრონიკისა და პროგრამული უზრუნველყოფის შემქმნელად.

რა არის მიკროკონტროლერი?

თქვენ ალბათ ასეთი უამრავი გაქვთ თქვენს სახლში, თუმცა არ იცით ეს! მიკროკონტროლერი არის კომპიუტერის ტიპი ინტეგრირებული სქემის (IC) ან "ჩიპის" სახით, რომელიც ხშირად გამოიყენება თქვენს სახლში მოწყობილობებში, რომლებიც შეიცავს ელექტრონულ სქემებს. ალბათ გსმენიათ მიკროპროცესორების შესახებ, მაგ. Intel Pentium და ეს გამოიყენება როგორც CPU (ცენტრალური დამუშავების განყოფილება), ეფექტურად "ტვინი" კომპიუტერში. მიკროპროცესორები არის ინტეგრირებული სქემები, რომლებიც ამუშავებენ ინსტრუქციას კომპიუტერული პროგრამაში, ასრულებენ გამოთვლებს და აგზავნიან მონაცემებს მეხსიერებიდან და დისკზე. მიკროკონტროლერი არის სპეციფიკური ტიპის მიკროპროცესორი. იგი განსხვავდება ჩვეულებრივი მიკროპროცესორისგან შემდეგი გზით:

• იგი ჩაშენებულია "I / O" (შეყვანის / გამოყვანის) შესაძლებლობებში. მას შეუძლია ციფრული და ანალოგური მნიშვნელობების / მდგომარეობების წაკითხვა და წერა და პირდაპირ "რეალურ სამყაროსთან" დაკავშირება. მიკროკონტროლერს, მიკროპროცესორისგან განსხვავებით, შეუძლია პირდაპირ შეუერთდეს კონცენტრატორებს, ღილაკებს, LCD დისპლეებს, LED- ებს, რელეებს და სერიულ პორტებს.
• მიკროკონტროლერები, როგორც წესი, გამოიყენება დაბალი და საშუალო სირთულის, სპეციფიკური ამოცანებისთვის აღჭურვილობაში. ეს ეწინააღმდეგება მძლავრი, რიცხვითი გამანადგურებელი მიკროპროცესორებს, რომლებიც გამოიყენება კომპიუტერებში, რომლებიც ამუშავებენ სხვადასხვა პროგრამულ პროგრამებს.
• მიკროკონტროლერები ხშირად გამოიყენება პორტატულ მოწყობილობებში, რომლებიც მუშაობს ბატარეებზე, მაგ. ციფრული კამერები. ასე რომ, ისინი ხშირად მცირე ენერგიით იკვებება მცირე დენის მოხმარებით (განსხვავებით სიცხისგან, რომელიც მუშაობს, მაგიდის კომპიუტერში გულშემატკივართა გაცივებული მიკროპროცესორი)
• მიკროპროცესორთან შედარებით კომპიუტერში, მიკროკონტროლერის მეხსიერება შეიძლება ჩვეულებრივ იყოს 64 კ – დან 1 კგ – მდე.
• პროგრამა მიკროკონტროლში ჩვეულებრივ ინახება EPROM ან EEPROM- ში. ეს არის არასტაბილური (პროგრამა არ ქრება, როდესაც მოწყობილობა გამორთულია) მეხსიერების ტიპი, რომლის განუწყვეტლივ წაშლა და გადაწერაც შეიძლება.

მიკროკონტროლის გამოყენება

უამრავი მოწყობილობა იყენებს მიკროკონტროლერებს. Რამდენიმე მაგალითი:

• სიგნალიზაციებში შედის მიკროკონტროლერის ჩიპი, რომელიც დაკავშირებულია კლავიატურის, ეკრანისა და სენსორის / კონტაქტის საშუალებებთან. მიკროკონტროლერები ზოგადად თვითნაკეთი ჩიპები არიან ALU (არითმეტიკული ლოგიკური განყოფილება), მეხსიერება და I / O, რომლებიც შეიცავს ერთ ინტეგრირებულ სქემას
• ძველი ავტომატური სარეცხი მანქანები იყენებდნენ კამერის შეცვლას სარეცხი ციკლის დროს ოპერაციების თანმიმდევრობით. ეს საკმაოდ რთული ჩამრთველი იყო და დამაგრებული იყო იმ ხელსახოხის იმ ლილვის ბოლოს, რომელსაც იყენებდით სარეცხი პროგრამის შესარჩევად. ახალი მანქანები იყენებენ მიკროკონტროლერს ოპერაციების თანმიმდევრობისთვის. სხვა მოწყობილობებში, როგორიცაა მიკროტალღური ღუმელები და ჭურჭლის სარეცხი მანქანები, შეიძლება მიკროკონტროლი იყოს
• ტელევიზორები იყენებენ მიკროკონტროლერებს არხების არჩევისა და ტელევიზორის ღილაკების მდგომარეობის მოსასმენად
• მიკროკონტროლერები გამოიყენება ძრავის კონტროლისა და ავტომობილების პანელზე (ფასციაზე) ინფორმაციის ჩვენებისთვის
• ციფრული კამერები იყენებენ მიკროკონტროლერებს ღილაკებიდან შეტანის, სურათის აღბეჭდვისა და ჩვენების სამართავად

მიკროკონტროლის მაგალითები

ზოგიერთი ხშირად გამოყენებული მიკროკონტროლერები:

• Zilog Z8
• Intel 8051
• Texax Instruments TIMSP430
• Atmel AVR
  

რა არის Arduino?

Arduino არის ღია აპარატურის / პროგრამული უზრუნველყოფის პროგრამირების პლატფორმა, რომელიც დაფუძნებულია Atmel მიკროკონტროლერების გარშემო. ღია წყარო ნიშნავს, რომ სქემების სქემები და პროგრამული უზრუნველყოფის კოდის კოდი, რომელიც გამოიყენება დიზაინში, თავისუფლად არის ხელმისაწვდომი და მათი შეცვლა შესაძლებელია ენთუზიასტების მიერ.Arduino– ს განვითარების დაფები მათი ანალოგური და ციფრული, შემავალი და გამომავალი იდეალურია მხატვრების, დიზაინერების და ელექტრონული ჰობისტებისთვის, რომელთაც სურთ შექმნან სისტემა ისე, რომ არ იციან დიდი რაოდენობით ციფრული დიზაინის შესახებ. შეყვანისა და გამოყვანის სიგნალები ხელმისაწვდომია Arduino დაფაზე, ქალის კონექტორების რიგების გამოყენებით, რომელშიც ცალკეული ლიდერი ან ერთჯერადი ხაზის (SIL) კონექტორები შეიძლება ჩაირთოს.

Arduino– ს განვითარების საბჭოს ექნება მინიმუმ:

• 9 ციფრული პინი, რომელიც შეიძლება იყოს შეყვანის / გამომავალი არხები. ზოგიერთი მათგანი შეიძლება დაყენდეს როგორც PWM (პულსის სიგანის მოდულაცია). PWM სიგნალი არის კვადრატული ტალღა, რომლის პულსის სიგანე შეიძლება შეიცვალოს. PWM გამოიყენება რობოტიკისა და დისტანციური მართვის პროგრამებში ძრავებისა და სერვოების სიჩქარისა და პოზიციის კონტროლისთვის
• 4 ანალოგური შეყვანის არხი.
• მინიმუმ ერთი სერიული პორტი, რომელიც ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას Arduino- ში კოდის ჩამოსატვირთად

ზოგიერთ დაფას აქვს ანალოგური გამომავალი არხების სპექტრი.

არსებობს მოქნილობის მაღალი ხარისხი, რაც შეეხება ქინძისთავების ფუნქციას, ზოგიერთის კონფიგურაცია შესაძლებელია როგორც ანალოგური, ისე ციფრული. ციფრული პინების კონფიგურაცია შესაძლებელია როგორც შეყვანის, ისე გამომავალი სახით.

Arduino დაფები გრძნობენ მათ გარშემო არსებულ გარემოს, რადგან ისინი იღებენ შეყვანას ამ ანალოგურ და ციფრულ საშუალებებთან დაკავშირებული სენსორებისგან. მათ ასევე შეუძლიათ გააკონტროლონ ისეთ აქტივატორები, როგორიცაა ძრავები, განგაშის სიგნალები და ელექტრო სარქველები, ან ჩართონ LEDS, ნათურები ან ვიზუალური მითითების სხვა მოწყობილობები. გამომავალი გამტარუნარიანობის შესაძლებლობა შეზღუდულია, ამიტომ ჩვეულებრივ ტრანზისტორები, FETS ან რელეები უნდა იქნას გამოყენებული Arduino გამომავალი პინსა და ამოძრავებულ მოწყობილობას შორის. გამოშვებას შეუძლია LED– ების პირდაპირ მართვა.

ბორტზე არსებული კონექტორები სტანდარტული წესით არის მოწყობილი ისე, რომ ისე ფარებს შეიძლება იყოს დაკავშირებული. Shields არის მოდულები, რომლებსაც აქვთ სპეციალური ფუნქცია (e, g, infra-red output, bluetooth, GSM, WIFI, Ethernet, ძრავის ჩართვა / გამორთვის კონტროლი რელეების გამოყენებით, სტეპური ძრავის კონტროლი). ფარის ტიპის მიხედვით, შესაძლებელია შესაძლებელი იყოს რამდენიმე ფარის ერთმანეთზე დალაგება და ინდივიდუალურად მიმართვა მათ I²C, სერიული ავტობუსი.

მას შემდეგ, რაც Arduino კოდი და აპარატურა ღიაა, მესამე მხარის დეველოპერებმა შექმნეს Arduino- ს ოფიციალური დაფების კლონები.

Arduino დაფებს აქვთ 32-დან 512 კმ-მდე ფლეშ მეხსიერება, რომლის გამოყენება შესაძლებელია პროგრამის შენახვისთვის.

რისთვის შეიძლება გამოყენებულ იქნას Arduino დაფა?

Arduino დაფა შეიძლება გამოყენებულ იქნას უამრავი მაგარი ნივთის გასაკეთებლად. თქვენ მარტივად შეგიძლიათ დაამატოთ LCD დისპლეები, კლავიატურა ან შვიდი სეგმენტის ჩვენების მოდული და სწრაფად ააშენოთ მარტივი სისტემა. უამრავი ინფორმაცია და ბიბლიოთეკა ხელმისაწვდომია Arduino.cc ვებსაიტზე. თქვენ შეგიძლიათ შექმნათ საკუთარი დამატება ელექტრონიკაზე ან გამოიყენოთ ფარები მოდულური სისტემის ასაშენებლად. Arduinos მათი მრავალფეროვნების გამო შეიძლება გამოყენებულ იქნას მარტივი, ამქვეყნიური ამოცანებისთვის ან რთული პროგრამებისთვის. მარტივი აპლიკაციის მაგალითი იქნება მოწყობილობის ჩართვის შესაძლებლობა, როდესაც ოთახში ტემპერატურა გარკვეულ დონეზე ჩამოვა. ძალიან რთული არ იქნებოდა ამ პროგრამის გაფართოება და GSM მოდულის დამატება, რომელსაც შეეძლო ტექსტური შეტყობინების გაგზავნა, როდესაც ეს მოხდა. Arduino დაფებით შესაძლებელია სახლის ავტომატიზაციის კომპლექსური სისტემის დანერგვა, რომლის მართვაც შესაძლებელია ჭკვიანი ტელეფონის საშუალებით. მათ ასევე იყენებენ ენთუზიასტები, როგორც დამამუშავებელი და საკონტროლო მოწყობილობა რობოტებში, და კომპლექტები ხელმისაწვდომია მარტივი ბორბლიანი რობოტის შესაქმნელად.

მიკონტროლერის პროექტები - Arduino დაფის დაპროგრამება

Arduino დაფები დაპროგრამებულია C– ით და მაღალი დონის ფუნქციები სტანდარტულია ანალოგური და ციფრული პინებისა და სერიული პორტების კითხვისა და წერისთვის. კოდის კოდი ცნობილია, როგორც a "ესკიზი". სტანდარტული ბიბლიოთეკები ასევე ხელმისაწვდომია ისეთი ამოცანებისთვის, როგორიცაა LCD პანელზე გასვლა ან GSM მოდულთან კომუნიკაცია. უამრავ სხვა ბიბლიოთეკასა და კოდს ხელი შეუწყო ენთუზიასტებმა და ხელმისაწვდომია Arduino ვებსაიტზე.

ძირითადი კოდის რედაქტორი / შემდგენელი ხელმისაწვდომია Arduino ვებსაიტზე, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას პროგრამების განვითარებისათვის. ამასთან, რედაქტორი, ძირითადად, ჰგავს Wordpad– ს და არ იძლევა რაიმე ფერის კოდირებით ხაზგასმას ან დახვეწილი გამართვის ფუნქციებს. Atmel Studio, Visual Studio- ის შემცირებული, მორგებული ვერსია არის ალტერნატივა, რომელიც გთავაზობთ ამ მახასიათებლებს.

პროგრამების გადმოწერა ხდება Arduino დაფაზე სერიული პორტის ან USB კავშირის გამოყენებით. ამის შემდეგ ჩატვირთვა ატვირთავს პროგრამას მეხსიერებაში გადატვირთვისას ისე, რომ გარე პროგრამისტი არ არის საჭირო.

მარტივი Arduino ესკიზი

// C- ით დაწერილი მარტივი ესკიზი, რომლის გაშვება შესაძლებელია // Arduino დაფაზე // მარტივი პროგრამა სერიული პორტიდან პერსონაჟის წაკითხვისთვის, ექო // ის დისტანციურ ტერმინალში დაბრუნება და LED ბათილის დაყენება () {Serial .დაწყება (9600) // გახსენით პორტი 9600 baud pinMode (13, OUTPUT) // გამოყავით pin 13} void loop () {char სიმბოლო; if (Serial.available ()) // თუ არის მონაცემები მიმღების ბუფერში ..... {character = Serial.read (); // წაიკითხეთ სიმბოლო Serial.write (სიმბოლო); // სიმბოლოს გამოძახება სერიულ პორტთან // გაასადეთ LED ციფრული ჩაწერა (13, HIGH); // ჩართეთ LED, რომელიც დაკავშირებულია pin 13 დაგვიანებით (50) // შეფერხება 50 mS digitalWrite (13, LOW); // გამორთეთ LED, რომელიც დაკავშირებულია pin 13-თან

რომელი Arduino ყიდვა?

ბავშვებისთვის და აბსოლუტურად დამწყებთათვის, გირჩევთ Grove Beginner Kit- ს IoT ტექნიკის დამხმარე პროგრამისგან Seeed Studio - ეს არის Arduino Uno- ს ყველა ერთში დაფა, 10 სენსორით და 12 პროექტით. საინტერესოა, რომ დაფა მოწოდებულია თითოეული გამტარებლისათვის გამოსაყოფად განყოფილებებით, რომელთა გამოყოფა შესაძლებელია სურვილისამებრ. Jumper კაბელები მიეწოდება ძირითადი კონტროლერის დაფის თითოეულ გამტარ ნაწილთან დასაკავშირებლად:

გარდამქმნელები მოიცავს:

სენსორები

• სინათლის სენსორი
• ხმის სენსორი
• ტემპერატურისა და ტენიანობის სენსორი
• ჰაერის წნევის სენსორი
• 3-ღერძის ამჩქარებელი.

აქტუატორები

• LED
• ზუზუნი
• OLED ეკრანი
• ღილაკი
• მბრუნავი პოტენციომეტრი

სხვა Arduino დაფები ხელმისაწვდომია

უფრო პატარა დაფა, რომელიც შეიძლება მოთავსდეს მჭიდრო სივრცეებში, მაგ. ხელის მოწყობილობა არის Seeeduino XIAO. მას აქვს 11 ციფრული / ანალოგური პინი, 10 PWM პინი, 1 DAC გამომავალი, 1 I2C ინტერფეისი, 1 UART ინტერფეისი და 1 SPI ინტერფეისი.
დაფა WIFI კავშირით ინტერნეტის საგნების პროექტებისთვის არის Arduino MKR1000

ეს სტატია ზუსტი და სარწმუნოა, ვიდრე ავტორის ცოდნაა. შინაარსი განკუთვნილია მხოლოდ ინფორმაციული ან გასართობი მიზნებისათვის და არ ცვლის პირად რჩევას ან პროფესიულ რჩევას ბიზნესში, ფინანსურ, იურიდიულ და ტექნიკურ საკითხებში.

კითხვები და პასუხები

Კითხვა: როგორ შემიძლია გავიგო მეტი Arduino დაფის დაპროგრამების შესახებ?

პასუხი: დასაწყებად კარგი ადგილია Arduino ვებსაიტზე "როგორ დავიწყოთ" გვერდი:

https://www.arduino.cc/en/Guide/HomePage