Электроника для начинающих

Будьте вдохновленными вашими интересами и углубляйте ваши знания в вопросах, которые волнуют вас. В интернете вы можете найти множество сайтов видео, учебники и лекции.

Сегодня очень легко научиться делать вещи своими руками. Не останавливайтесь и никогда не сдавайтесь!

Приложение А «Ардуино»

Я решил включить только краткое приложение по «Ардуино», потому что существует множество ресурсов для изучения и использования этого маленького микроконтроллера: прежде всего, официальный сайт (http://www.arduino.cc), а также учебные пособия и видео уроки. В библиотеке вы найдете множество литературы[7], начиная со «Знакомство с „Ардуино"» автора Массимо Банзи, заканчивая подробной книгой Make things talk автора Tom Igoe.

Что такое «Ардуино»?

«Ардуино» представляет собой платформу для быстрого создания электронных прототипов: это небольшая плата, которая имеет микроконтроллер ATmega328 от Atmel. «Ардуино» программируется бесплатным программным обеспечением, поддерживается большим сообществом и веб-сайтом с активным форумом и обновлениями.

Сила «Ардуино» заключается в простоте программирования: используемый язык программирования С, но существуют готовые библиотеки, которые значительно упрощают каждую операцию.

Кроме того, не требуется программатор для переноса программы с компьютера на плату, достаточно только USB-кабеля.

Для некоторых экспериментов потребуется только плата «Ардуино» (версии UNO будет достаточно), USB-кабель типа А-В и программное обеспечение, которое можно скачать с официального сайта (http://www.arduino.cc). Установка очень проста и не предполагает каких-либо сложных шагов. На сайте мы можем найти все необходимые инструкции. Подключаем плату к компьютеру с помощью кабеля USB: плата включится, поскольку питается от напряжения 5 В, присутствующих на USB-порте. Если плата новая, вы должны увидеть небольшой желтый мигающий светодиод.

Рис. А1. Плата «Ардуино UNO»

«Ардуино» использует не последовательность команд, а скетч – по сути это то же самое, но имеет другое название и немного более креативен. Компьютерная программа состоит из списка команд, которые переводятся в понятный для процессора код, а затем выполняются один за другим. Скетч «Ардуино» включает в себя два раздела, называемые setup и loop.

В setup мы вставим все инструкции, которые должны быть выполнены только при включении питания «Ардуино», в то время как инструкции loop будут повторяться до бесконечности.

Скетч написан на понятном языке, но, чтобы перенести его на плату, вам нужно перевести его в инструкции, которые микроконтроллер может прочитать и выполнить. Передача происходит просто через кабель USB. Программа, которую вы загружаете в «Ардуино», будет оставаться в памяти микроконтроллера, даже если вы его выключите.

Рис. А2. Среда разработки «Ардуино»

Плата снабжена рядом входных и выходных контактов, портов связи и питания.

На плате мы найдем:

• 14 входных или выходных цифровых контактов;

• 6 аналоговых входов;

• питание на 3,3 В;

• питание на 5 В;

• последовательный порт;

• шина I²C, (Inter Integrated Circuit), которая определена в соответствии со стандартом Philips для связи между различными интегральными схемами. I2C использует две линии, называемые SDA (Serial DAta), или последовательная линия данных, используемая для передачи данных (контакт А4), и SCL (Serial CLock), или последовательная линия тактирования, для синхронизации (контакт А5);

• шина SPI (последовательный периферийный интерфейс): является стандартом для взаимодействия друг с другом нескольких интегральных схем. Шина доступна на контактах 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK).

На плате мы также найдем:

• кнопку для сброса RESET – для остановки выполнения текущей программы и перезагрузки платы;

• разъем для подключения внешнего источника питания – для питания «Ардуино» с использованием батареи или другого источника питания. Допустимые напряжения в диапазоне от 5 до приблизительно 20 В (максимальное рекомендуемое напряжение 12 В);

• Разъем USB – для подключения кабеля USB для программирования. Разъем служит также для питания платы, когда она подключена к компьютеру.

Основные команды для управления контактами:

• digitalWrite

• digitalRead

• analogWrite

• analogRead

Минимальный скетч должен включать в себя две секции loop и setup. Можно скопировать следующий текст или использовать скетч из примера, который найдем в File =› Examples =› Basics =› BareMinimum.

void setup() {

}

void loop() {

}

Язык программирования «Ардуино» был очень упрощен, но так как программирование осуществляется на языке С, необходимо соблюдать правила, которые могут показаться немного странными, особенно если программирование не является вашей сильной стороной. В связи с этим необходимо, чтобы перед loop и setup стоял оператор void, а также используются фигурные скобки для разделения блоков кода.