Arduino: Начало пути

скачать книгу бесплатно

Arduino: Начало пути
Даниил Евгеньевич Трегубов

Данное пособие предназначено для самостоятельного изучения платформы Arduino и основ радиотехники. Издание включает в себя 9 мини-проектов, советы для улучшения Вашего кода, а также дополнительные файлы, которые помогут углубиться в обучение; Пособие поможет учащимся самостоятельно изучить платформу и научиться разрабатывать свои простейшие устройства на основе Arduino.

Даниил Трегубов

Arduino: Начало пути

От автора

С Arduino я познакомился в 2017 году и тогда понял, что данный мне микроконтроллер – это то, с чего можно начать изучение электричества, физики, да и программирования в целом. Язык Arduino прост для начинающих, но в тоже время СИ-подобный. То, что я показал в этих экспериментах, – далеко не полный список возможностей платы. Ведь проекты можно легко комбинировать, а производители тоже не отстают и производят все больше и больше интересных деталей.

В моей группе в социальной сети «ВКонтакте» (vk.com/arduinocode) вы сможете взять код для каждого проекта или задать мне вопрос, ведь мои контакты там есть. Главное, не бойтесь экспериментировать (в разумных целях) и изучать новое, ведь только так можно получить результат.

Желаю вам успеха в дальнейшем изучении!

Приятного чтения!

Благодарности

За помощь в написании книги хотелось бы поблагодарить:

Андрея Геннадьевича Минака,

Алексея Борисовича Осинцева,

Марину Владимировну Григоренко,

Георгия Денисовича Василевского.

Что потребуется для практических работ с платой:

• Arduino Uno (или ее аналог).

• Беспаечная макетная плата, рекомендуется взять 400 точек.

• Светодиоды.

• Резисторы на 220 ОМ.

• Резисторы на 10 кОм.

• Тактовые кнопки.

• Соединительные проводочки («папа-папа», «мама-папа»).

• Потенциометр.

• Фоторезистор.

• Пьезоэлемент («пищалка»).

• Датчик DHT11.

Глава 1

1.1. Введение

В информатике под термином «язык программирования» понимается формальный язык, предназначенный для записи компьютерных программ. Записи алгоритмов на языках программирования называются программами. Как и люди, компьютеры «говорят» на разных языках, только языки эти – компьютерные. Компьютерный язык служит для того, чтобы переговариваться с компьютером, используя команды, понятные и компьютеру, и человеку.

Язык программирования устройств Arduino основан на C/C++. Он прост в освоении, и на данный момент его можно назвать самым удобным способом программирования устройств на микроконтроллерах.

Программная часть состоит из бесплатной программной оболочки (Arduino IDE) для написания программ, их компиляции и программирования аппаратуры. Аппаратная часть представляет собой набор смонтированных печатных плат, продающихся как официальным производителем, так и сторонними производителями. Полностью открытая архитектура системы позволяет свободно копировать или дополнять линейку продукции Arduino.

Arduino используется как для создания автономных объектов, так и для подключения к программному обеспечению через проводные и беспроводные интерфейсы.

1.2. Установка среды разработки Arduino IDE

• Зайдите на сайт www.arduino.cc.

• Выберите раздел Software.

• Затем перейдите в раздел Downloads и выберите опцию Download the Arduino IDE. Выберите свою ОС.

• Установите компилятор. Если он попросит установить драйвера, доверяйте и одобрите установку

Компьютер пока можно отложить в сторону, ведь для начала работы надо изучить основы электрических цепей, а также работы на макетной плате.

Глава 2. Основы электрических цепей

2.1. Электрическая цепь

Электрическая цепь – это совокупность устройств, по которым течет электрический ток.

Из чего состоит самая простая электрическая цепь? В ней есть источник тока, потребитель (лампочка или др. устройство), а также провода. Ток идет только по замкнутой электрической цепи, значит, все её элементы должны быть соединены между собой проводниками (проводами или др.)

Сейчас мы говорили про самую простую электрическую цепь. В реальности в другие схемы, являющиеся частью разных устройств, входят еще и резисторы, конденсаторы, выключатели и другие компоненты.

Есть цепи постоянного тока, а есть – переменного. В первом случае ток не меняет своего направления, полярность (плюс и минус) источника постоянна. Переменный же ток периодически изменяется во времени как по направлению, так и по величине.

2.2. Элементы электрических цепей

Все элементы электрических цепей можно разделить на активные и пассивные.

К активным элементам цепи относятся источники тока, аккумуляторы, электродвигатели и др.

К пассивным элементам – соединительные провода и электроприемники.

Как и во многих сферах жизни, у электрических элементов существуют специальные обозначения. На рисунке ниже представлены некоторых из них.

А как работают некоторые компоненты, их подключение и прочее, вы сможете узнать в следующей главе.

Глава 3. Основы работы на макетной плате

Для чего нужна макетная плата? Можно, конечно, сразу подключить все напрямую, при этом спаять компоненты, но вот что делать, если и компонент паять не хочешь напрямую к контроллеру, а может, компонент всего один, а проектов много, или еще что-то? Тогда на помощь приходит макетная плата. Снаружи макетная плата выглядит как кусочек пластика с дырочками. Их там, кстати, 400 штук. Ну а если ее вскрыть, можно увидеть, как контакты внутри соединены между собой.

• На макетной плате, так же как и на шахматной доске, предусмотрены цифры и латинские буквы для быстрой ориентации.

• Посредине макетной платы находится перегородочка, которая разделяет части платы и не пропускает ток. К примеру, если вставить конец одного провода в 1F, а другой конец другого провода в 1J, то они соединятся внутри платы. И ничего паять не нужно.