Что такое Ардуино. Включение светодиода

На первом занятии мы рассмотрим, что такое Arduino, как пользоваться данной платформой. Разберем сборку электрических схем с помощью макетной платы. И соберем простую схему с мигающим светодиодом на Arduino, чтобы понять, как программировать микропроцессор на плате Ардуино через компьютер.

Что такое Ардуино и как им пользоваться

Arduino – это инструмент для создания различных электронных устройств (систем автоматики и робототехники), ориентированная на непрофессиональных пользователей. Устройства на Arduino имеют возможность принимать сигналы от различных датчиков и управлять различными исполнительными устройствами.

Arduino — небольшая плата с собственным процессором и памятью, которая плотно взаимодействует с окружающей средой. Это отличает данный «микрокомпьютер» от персональных компьютеров, которые не выходят за рамки виртуальности. Кроме того, Arduino может работать автономно или взаимодействовать с компьютером.

На плате Arduino есть десятки контактов, к которым можно подключать всевозможные компоненты: светодиоды, датчики, моторы и платы расширения. В процессор можно загрузить программу для Ардуино (ее называют скетч), которая будет принимать показания датчиков и управлять всеми устройствами по заданному алгоритму.

Как подключить светодиод к Arduino

В этом простом примере показано, как с помощью платформы Arduino заставить мигать светодиод. Для начала мы соберем простую схему, подключив светодиод к цифровому выходу (входы и выходы на плате еще называют Pin). Загрузив скетч (программу для Ардуино), вы поймете, как пользоваться и работать с Ардуино.

1. Для занятия нам понадобятся следующие детали (список под фото)

Фото. Светодиод и резистор в разрезе. Устройство светодиода и резистора
Фото. Светодиод и резистор в разрезе. Устройство светодиода и резистора
  • Плата Arduino Uno;
  • Макетная плата;
  • USB-кабель;
  • 2 светодиода;
  • 2 резистора 220 Ом;
  • Провода «папка-папка».

Быстрая сборка схем на макетной плате

Для надёжной сборки устройств создаются печатные платы, на что уходит много времени. Для быстрой сборки электрических схем без пайки используют макетную плату (breadboard). Под слоем пластика на макетной плате находятся медные пластины-рельсы (дорожки), выложенные по простому принципу (смотри фото).

 

Макетная плата (breadboard) в разрезе
Одну и ту же схему на макетной плате можно собрать множеством способов

2. Соберите схему подключения светодиода к Arduino, как на фото ниже

Длинная ножка светодиода - это анод
Длинная ножка светодиода — это анод, она всегда подключается к плюсу

Светодиоды имеют полярность (+ и ) и чувствуют направление движения постоянного тока. Если подключить светодиод неправильно, то постоянный ток не пройдет и прибор не засветится. Кроме того, светодиод может выйти из строя при неправильном подключении. Анод (длинная ножка светодиода) всегда подключается к плюсу.

Для чего диод включают с резистором? Дело в том, что в светодиоде стоит кристалл который боится больших токов. Резистор же призван ограничивать силу тока (Ампер) в светодиоде, чтобы он не перегорел. Большой ток губителен для светодиода, меньший ток (благодаря подключению резистора) обеспечивает длительную работу диода.

3. Подключите плату Arduino к компьютеру при помощи USB провода

Кабель с разъемами USB-A и USB-B
Кабель с разъемами USB-A и USB-B используется также для подключения принтера

С помощью USB кабеля производится программирование микроконтроллера, также плата получает питание по USB кабелю от компьютера. Если требуется автономная работа электронного устройства, то плату можно запитать от батарейки или блока питания на 7-12 В. При этом на плате загорится светодиод.

4. Откройте на компьютере программу Arduino и проверьте подключение платы

Убедитесь, что программа определила плату Ардуино
Убедитесь, что программа определила ваш тип платы Ардуино

Шаг 1. Зайдите в основном меню «Инструменты — Плата». Если плата Arduino определилась неправильно, то выберите необходимый тип, например, Arduino Uno.

Убедитесь, что программа определила порт подключения
Убедитесь, что программа определила порт подключения платы Ардуино

Шаг 2. Установите порт подключения Arduino. Если на компьютере не установлена программа, то скачайте последнюю версию на официальном сайте www.arduino.cc.

5. Скопируйте код под фото и вставьте свой первый скетч в программу

Скопируйте код и вставьте первый скетч в программу
Скопируйте код и вставьте первый скетч в программу Arduino

Скачать готовый скетч zanyatie1.ino

void setup() // процедура setup
{
pinMode(13, OUTPUT); // объявляем пин 13 как выход
}

void loop() // процедура loop
{
digitalWrite(13, HIGH); // зажигаем светодиод

delay(1000); // ждем 1 секунду

digitalWrite(13, LOW); // выключаем светодиод

delay(1000); // ждем 1 секунду
}

6. Загрузите скетч в Arduino, нажав на кнопку «Вгрузить» (смотри фото)

Перед загрузкой, потребуется сохранить скетч на компьютере
Перед загрузкой программы, потребуется сохранить скетч на компьютере

Перед загрузкой программы в микроконтроллер, потребуется сохранить скетч на компьютере. Нажмите «Сохранить» в появившемся окне и начнется загрузка. При загрузке на печатной плате будет мигать светодиод, встроенный параллельно Pin13.

Пояснения к коду:

  1. Процедура setup выполняется при запуске микроконтроллера один раз. Используется для конфигурации портов микроконтроллера и других настроек;
  2. После выполнения setup запускается процедура loop, которая выполняется в бесконечном цикле. Это мы используем, чтобы светодиод мигал постоянно;
  3. Процедуры setup и loop должны присутствовать в любой программе (скетче), даже если вам не нужно ничего выполнять в них — пусть они будут пустые, просто не пишите ничего между фигурными скобками;
  4. Запомните, что каждой открывающей фигурной скобке { всегда соответствует закрывающая }. Они обозначают границы некого логически завершенного фрагмента кода. Следите за вложенностью фигурных скобок;
  5. Использованные константы: INPUT, OUTPUT, LOW, HIGH, пишутся заглавными буквами, иначе компилятор их не распознает и выдаст ошибку. Когда ключевое слово распознано, оно подсвечивается синим цветом в Arduino IDE.

На что обратить внимание:

  1. Светодиод, встроенный параллельно Pin13, ведет себя также, как диод на Pin13;
  2. Подумайте о значениях функций: setup, loop, pinMode, digitalWrite, delay;
  3. Если у вас остались вопросы, то вы можете их задать в комментариях.

Задание для самостоятельного выполнения:

  1. Измените время включения/выключения светодиода в скетче и загрузите в плату;
  2. Добавьте в схему еще один светодиод, подключив его к порту 10;
  3. Измените скетч, чтобы светодиоды включались поочередно;
  4. Измените скетч, чтобы светодиоды включались и выключались одновременно.

Пройти тест


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (5 votes, average: 5,00 out of 5)
Загрузка...

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *