Arduino MASTERCLASS 03 – Kaj vse je na Arduino ploščici?
Ta video je del Arduino mojstrskega tečaja in ponuja pregled komponent na Arduino plošči. Mikrokrmilnik je prepoznan kot najpomembnejša komponenta, pri čemer so pini na plošči razloženi kot sredstvo za komunikacijo med mikrokrmilnikom in zunanjim svetom. Razloženi so digitalni in analogni vhodno-izhodni pini, pin headerji in viri napajanja, skupaj z priporočenimi načini za napajanje plošče. Video se konča z vabilom k uporabi Arduino IDE za pisanje kode in zagonu primerov. Gledalce spodbujajo k naročanju na kanal in puščanju vprašanj v komentarjih.
[00:00] V redu, zdaj si oglejmo Arduino ploščo in se pogovorimo o stvareh, ki so na njej. Ste kdaj najeli avto in preverili njegove funkcije, na primer, na kateri strani napolniti gorivo ali kje nastaviti ogledala, take stvari? To bomo storili tukaj.
Torej, kar imam tukaj, je Arduino UNO. To bomo uporabili kot osnovo za našo razpravo. Najprej, celotna stvar skupaj se imenuje vezna plošča. Ja, vem, da to verjetno že veste, ampak vseeno. Najpomembnejša komponenta na tej vezni plošči je velik črn pravokotnik, iz katerega štrli vrsta kovinskih zob.
[01:03] To je mikrokrmilnik. In ponovno, to je najpomembnejši del Arduino plošče. Pravzaprav je Arduino plošča razvojna plošča za mikrokrmilnike. Zasnovana je tako, da izkoristite vse kul funkcije tega mikrokrmilnika. Odvisno od plošče, ki jo imate, mikrokrmilnik morda izgleda nekoliko drugače. Lahko je manjši in kovinski zobci so zelo majhni. Da ne omenjamo, da bi lahko bil popolnoma drug mikrokrmilnik kot tisti na Arduinu UNO. In kot opomnik, mikrokrmilnik je možgan delovanja tukaj. To je tisto, kar bo izvajalo kodo, ki jo napišete, in uporabljalo logiko.Torej, omenil sem kovinske zobce, temu rečemo pine. Ti pine so način, kako se mikrokrmilnik povezuje z okoljem. Mnoge pine je mogoče konfigurirati ali nastaviti kot vhode ali izhode za branje vrednosti senzorjev ali za nadzor stvari. In ti pine se imenujejo GPIO, kar pomeni General Purpose Input/Output (splošnonamenski vhod/izhod).
[02:12] Način delovanja izhodnih pinov temelji na prilagajanju napetosti na pinu. Način delovanja vhodnih pinov temelji na branju napetosti, ki se uporablja na pinu. Če pogledate ploščo, zlasti obod, boste opazili te plastične stolpce, polne lukenj. Imenujejo se pin glave ali samo glave. Pojavljajo se v različnih oblikah in velikostih, vendar veliko njih izgleda prav takole.Vsaka od lukenj vzpostavi električno povezavo z enim od pinov, o katerih smo pravkar govorili na mikrokrmilniku. Te luknje so zasnovane za vzpostavitev električne povezave z žicami in komponentami, tako da lahko nekaj zataknete v to luknjo, kot je žica ali upor, ne da bi morali spajkati stvari na mikrokrmilnik.
[03:00] Z uporabo te pin glave lahko preprosto naredite začasno povezavo. Recimo, da imate vhodno napravo, kot je gumb, lahko jo neposredno priključite na enega od pinov na Arduino plošči. Ali če imate izhodno napravo, kot je LED, jo lahko neposredno povežete tudi z Arduino ploščo. Pogosto bodo ljudje uporabljali kruhoborec, ko delajo z Arduinom, to je mesto, kjer vam ni treba spajkati vezja skupaj.Lahko uporabite te majhne žice, imenovane jumper žice, za vzpostavitev različnih povezav. Zelo so priročne. Če ga nimate, bi vam priporočil, da si enega tudi priskrbite. Glede na to, katere Arduino plošče imate, so lahko pin glave označene. Poglejmo pobliže ta Arduino UNO, ki ima označene glave.Na eni strani imamo digitalne pine, označene z 0 do 13. Ti pine lahko uporabimo za branje vhodov tipa vklop/izklop, na primer, če je gumb pritisnjen ali ni pritisnjen. Temu bi rekli binarni vhod. Ne samo, da lahko berejo vhode, ampak lahko delujejo tudi kot izhodi, kar pomeni, da lahko zagotavljajo napetost.
[04:06] Če vklopite pin, kar imenujemo postavitev visoko, potem lahko pin zagotovi pet voltov. Če ga izklopite, kar imenujemo postavitev nizko, potem lahko zagotovi nič voltov. In to vam omogoča nadzor različnih elektronik, kot so LED diode, zvočniki in komuniciranje z drugimi napravami z uporabo različnih protokolov.Nekateri pini imajo posebne namene. Na primer, pini 0 in 1 se uporabljajo za komunikacijo z USB vhodom. Označeni so s TX za prenos in RX za sprejem. Na plošči sta tudi dve majhni LED lučki, označeni s TX in RX, in ti LED lučki bosta utripali, ko bodo signali prenašani na teh dveh pinih.Nekateri pini imajo tudi majhno črto ob njih. Te črtice pomenijo, da je pin sposoben pulzno-širinske modulacije ali PWM. In kar PWM počne, je vklop in izklop napetosti z različnimi frekvencami. To je uporabno za poganjanje inercialnih obremenitev, kot so motorji, pa tudi za zatemnitev LED diod in za nadzorovanje stvari, kot so servomotorji.
[05:17] Če pogledate drugi nabor pin glav na drugi strani plošče, boste videli dva razdelka, enega označenega za analogni vhod in drugega za napajanje. Razdelek analognega vhoda ima šest lukenj. In to so mesta, kjer lahko priključite in berete analogni vhod. Torej, prej smo rekli, da je gumb bodisi vklopljen ali izklopljen, tisti binarni vhod, medtem ko je analogni vhod, ko imate neprekinjen signal.Obstaja veliko senzorjev, ki imajo analogne izhode. Da bi brali te analogne izhode, lahko uporabite te analogne vhodne pine. To pa zato, ker ima mikrokrmilnik na sebi analogno-digitalni pretvornik, imenovan ADC. Ti pini tukaj so povezani z ADC mikrokrmilnika. Primer senzorja, ki bi lahko izhodil spremenljivo napetost, je senzor temperature.
[06:09] Torej, ko se temperatura spreminja v prostoru ali kjerkoli, se bo napetost na izhodnem pinu senzorja temperature prilagajala. In če imate ta izhodni pin povezan z analognim vhodnim pinom, potem lahko preberete to spremenljivo napetost in nato uporabite kodo, da jo pretvorite iz napetosti v dejansko temperaturo.Zraven razdelka analognega vhoda imamo razdelek za napajanje. Tukaj boste našli dva pina, označena z GND. GND pomeni ground (masa), in to je najnižja napetost na plošči. Videli boste tudi 5V in 3,3V pin. V pomeni napetost, kar ste verjetno že uganili. Te napetosti lahko uporabite kot vir napetosti za majhne komponente, ki jih povežete z Arduino ploščo, dokler ne zahtevajo preveč toka.
[06:56] Sedaj bomo preskočili vse ostale pine zaenkrat in na kratko govorili o tem, kako lahko napajate ta Arduino UNO. Na splošno obstajajo tri priporočeni načini. Napajanje lahko zagotovite prek USB vhoda, na primer tako, da ploščo priključite na računalnik. Lahko pa jo napajate tudi prek DC vtičnice. Ta DC vtičnica je 2,1 mm pozitiven sredinski priključek in lahko nanjo priključite napajalnik, kot je, recimo, pet AA baterij ali eno od tistih stenskih napajalnikov. Omejitev napetosti na tej DC vtičnici je približno 7 do 20 voltov, vendar je bolje omejiti napetost na približno 12 voltov.To pa zato, ker je na Arduino plošči napetostni regulator. In če zagotovite veliko napetosti, mora razpršiti veliko toplote. In to je le izgubljena moč in presežna toplota, ki je ne potrebujete, zato bi omejil napetost na 12 voltov. Prav tako bi priporočil najmanjši izhodni tok enega ampera. To je 1.000 miliamperov. Več je v redu, manj pa lahko predstavlja težavo, če začnete na svojo Arduino ploščo priklapljati veliko stvari. Sedaj, če si ponovno ogledate razdelek o napajanju na pin glavah, boste videli pin, označen z Vin.
[08:08] Tukaj lahko priključite zunanji vir napetosti na ploščo za napajanje. Ima enake omejitve kot DC vtičnica. Torej govorimo o tistih 7 do 20 voltov, spet pa omejitev na 12 voltov je dobra ideja. Zadnji pin, o katerem želim govoriti, je pin za ponastavitev. Če na ta pin uporabite nizko napetost, bo ponastavil Arduino ploščo.Enako velja za gumb za ponastavitev, ko ga pritisnete, bo to prav tako ponastavilo ploščo. In to je kot izklop napajanja na nekaterih električnih napravah, kajne? Preprosto ga izklopite in ponovno vklopite, kar je povsem v redu za Arduino ploščo. Vem, da je bilo veliko informacij. Verjetno imate več vprašanj kot odgovorov.Resnica je, da je ogromno stvari za naučiti. Šele načeli smo površje z vsem, kar se dogaja z Arduino ploščo. Toda upam, da vam to da vpogled v najpomembnejše stvari, ki jih morate vedeti o Arduino plošči. Imeli boste osnovno podlago, da lahko začnemo pisati kodo in dejansko naredimo, da ta Arduino plošča nekaj naredi.Za prenos kode na to Arduino ploščo bomo uporabljali Arduino IDE
