Prispevki
Kazalo
Uvod
Arduino serijska komunikacija je način komunikacije med vašim Arduino mikrokrmilnikom in drugimi napravami, kot so računalnik, drugi mikrokrmilniki ali senzorji. Podatki se pošiljajo po enem kanalu, ki se imenuje serijski vod. Arduino ima vgrajeno funkcijo “Serial”, ki omogoča enostavno uporabo serijske komunikacije. Serijska komunikacija je bistvena za veliko Arduino projektov in razumevanje, kako deluje in kako jo uporabiti, je ključnega pomena za vsakega, ki dela z Arduinom in ustvarja elektronske projekte.
Razumevanje serijske komunikacije je ključnega pomena za izvedbo uspešnih projektov s platformo Arduino. Serijska komunikacija omogoča prenos podatkov med Arduino mikrokrmilnikom in drugimi napravami, kot so senzorji, zasloni, motorji itd. Čeprav je serijska komunikacija relativno enostavna za implementacijo, je ključnega pomena, da razumemo osnovne koncepte, kot so hitrost prenosa, protokoli in knjižnice, ki jih potrebujemo za uspešno izvedbo projekta. Brez razumevanja teh osnovnih konceptov se lahko srečamo s težavami pri branju podatkov iz senzorjev ali pri pošiljanju podatkov motorjem, kar lahko vodi do neuspešnega projekta. Zato je izredno pomembno, da imamo trdno razumevanje serijske komunikacije pri uporabi Arduino platforme.
Kaj je Arduino serijska komunikacija?
Serijska komunikacija je postopek prenosa podatkov med napravami prek serijskega vmesnika. Pri serijski komunikaciji se podatki pošiljajo po enem kanalu, ki se imenuje serijski vod. Ti podatki se prenašajo kot zaporedni nizi bitov in se lahko uporabljajo za prenos različnih informacij, kot so senzorski podatki, sporočila, ukazi in podobno. Serijska komunikacija ima lahko različne hitrosti, ki jih izražamo v baudih, kar predstavlja število prenesenih bitov na sekundo.
Arduino ima vgrajeno podporo za serijsko komunikacijo, kar pomeni, da je zelo enostavno uporabiti serijsko komunikacijo v vaših projektih. Podatki se prenašajo prek dveh žic, TX (oddajanje) in RX (prejemanje), pri čemer Arduino pošilja podatke prek TX, druga naprava pa jih prejema prek RX. Baud rate je pomemben koncept pri serijski komunikaciji z Arduinom in se nanaša na hitrost prenosa podatkov. Za uporabo serijske komunikacije v Arduino projektih lahko uporabite funkcijo Serial, ki jo najdete v Arduino IDE. Funkcija Serial omogoča prenos podatkov med Arduino in drugimi napravami. Za popolno razumevanje delovanja serijske komunikacije z Arduinom je pomembno razumeti potrebno strojno in programsko opremo ter način uporabe serijske komunikacije v vaših projektih.
Iz 3DSVET trgovine:
Začetek z Arduino serijsko komunikacijo
Nastavitev Arduino IDE je preprost postopek, ki vam omogoča, da začnete programirati z Arduinom.
Tukaj je nekaj osnovnih korakov:
- Namestitev Arduino IDE: Najprej morate prenesti in namestiti Arduino IDE s spletne strani arduino.cc. Izberite pravo različico za svoj operacijski sistem.
- Izbrati vrsto Arduino plošče: V meniju “Orodja” izberite vrsto Arduino plošče, ki jo uporabljate.
- Izberite pravilni serijski port: Arduino IDE mora biti seznanjen s serijskim portom, ki ga uporablja vaša plošča. V meniju “Orodja” izberite pravilni serijski port.
- Preverjanje povezave: Preden začnete programirati, preverite, ali je povezava med vašim računalnikom in Arduino ploščo vzpostavljena. To lahko storite s preprostim programom, ki ga najdete v meniju “Datoteka” -> “Zgledi” -> “01. Basics” -> “Blink”.
- Začnite programirati: Sedaj, ko je vaša plošča pripravljena za programiranje, lahko začnete pisati vašo kodo. Kodo lahko napišete neposredno v Arduino IDE ali pa jo naložite iz zunanjega vira.
- Nalaganje programa na ploščo: Ko je vaša koda pripravljena, jo lahko naložite na vašo ploščo s klikom na gumb “Naloži” v Arduino IDE.
Arduino IDE in serial monitor
Serial Monitor je orodje v Arduino IDE, ki omogoča prikazovanje podatkov, ki se prenašajo prek serijske povezave med računalnikom in Arduinom. Omogoča tudi pošiljanje podatkov z računalnika v Arduino. Da bi uporabljali Serial Monitor, morate najprej povezati Arduino s svojim računalnikom prek USB kabla. Nato zaženite Arduino IDE in odprite projekt, ki uporablja serijsko komunikacijo. V Arduino IDE kliknite na ikono Serial Monitor, ki se nahaja v zgornjem desnem kotu.
Prikazal se bo okno, kjer lahko nastavite hitrost prenosa podatkov (baud rate) in druga parametra. Hitrost prenosa podatkov mora biti nastavljena na enako vrednost kot na vašem Arduino. Ko ste nastavili parametre, lahko začnete prejemati podatke iz Arduina. Arduino bo poslal podatke prek serijske povezave, in ti bodo prikazani v Serial Monitorju. Podatke lahko prikazujete kot ASCII znake ali kot števila.
Poleg prikaza prejetih podatkov lahko s Serial Monitorjem tudi pošiljate podatke nazaj v Arduino. To lahko storite tako, da v polje na vrhu Serial Monitorja vnesete besedilo ali številke in nato kliknete na gumb “Send”. Arduino bo prejel te podatke in jih lahko uporabi v vašem programu.
Serial Monitor je koristno orodje za razvijalce, ki uporabljajo serijsko komunikacijo v svojih projektih. Omogoča enostavno spremljanje prenosa podatkov in odpravljanje morebitnih težav pri serijski komunikaciji.
Nekaj vrst serijskih komunikacijskih protokolov
Serijska komunikacija med napravami se običajno izvaja prek različnih protokolov, ki določajo način prenosa podatkov. Nekateri od najpogostejših serijskih komunikacijskih protokolov so:
- UART: Universal Asynchronous Receiver/Transmitter je najpreprostejši in najpogostejši serijski protokol, ki ga uporablja Arduino. Uporablja asinhroni prenos podatkov, kar pomeni, da se podatki prenašajo brez sinhronizacije ure.
- SPI: Serial Peripheral Interface je serijski protokol, ki ga uporabljajo različne naprave, vključno s senzorji, pomnilniki in zasloni. Uporablja sinhronizirano prenos podatkov med eno glavno napravo in eno ali več perifernih naprav.
- I2C: Inter-Integrated Circuit je drugi serijski protokol, ki se uporablja predvsem za povezovanje senzorjev in drugih perifernih naprav z mikrokrmilnikom. Uporablja sinhronizirani prenos podatkov, ki temelji na dvosmerni komunikaciji med napravami.
- RS-232: Standard za serijsko komunikacijo RS-232 se uporablja za prenos podatkov med računalniki in drugimi napravami, kot so modemi, tiskalniki in senzorji. Uporablja asinhroni prenos podatkov in vključuje strogo določene električne specifikacije za prenos signalov.
Vsak serijski protokol ima svoje prednosti in slabosti glede hitrosti, razdalje in stroškov. Izbira pravega protokola za vaš projekt je odvisna od vrste naprav, ki jih povezujete, zahtevane hitrosti prenosa podatkov, razdalje med napravami in stroškov.
Nekaj priljubljenih Arduino IDE knjižnic za Arduino serijsko komunikacijo
- SoftwareSerial: Knjižnica, ki omogoča, da se serijska komunikacija izvede na kateremkoli paru digitalnih pinov, ne le na standardnih serijskih pinovih.
- AltSoftSerial: Knjižnica, ki omogoča hkratno uporabo dveh serijskih vmesnikov na enem Arduinu, kar je uporabno, ko potrebujete več kanalov za serijsko komunikacijo.
- NewSoftSerial: Knjižnica, ki je namenjena starejšim različicam Arduino plošč, ki niso imele vgrajenega standardnega serijskega vmesnika.
- SerialCommand: Knjižnica, ki omogoča preprosto interpretacijo prejetih ukazov prek serijske komunikacije, kar je uporabno pri razvoju aplikacij, ki jih upravljamo prek ukazne vrstice.
- PJON: Knjižnica, ki omogoča enostavno in zanesljivo komunikacijo med različnimi napravami z uporabo različnih medijev (npr. žične ali brezžične povezave).
- Teensyduino: Knjižnica, ki omogoča uporabo serijskega vmesnika na napravah, ki temeljijo na mikrokrmilnikih iz družine Teensy.
Te knjižnice lahko močno olajšajo razvoj projektov, ki vključujejo serijsko komunikacijo, saj omogočajo hitrejši razvoj in bolj enostavno uporabo.
Zaključek
Serijska komunikacija ima v Arduino projektih zelo pomembno vlogo, saj omogoča preprosto in zanesljivo prenašanje podatkov med Arduino in drugimi napravami. Arduino ima vgrajeno podporo za serijsko komunikacijo in s pomočjo funkcije Serial lahko preprosto izvajamo prenos podatkov prek serijske povezave. To omogoča številne uporabe v različnih projektih, kot so zbiranje podatkov senzorjev, nadzorovanje naprav na daljavo prek brezžičnih povezav, nadzorovanje strojev in procesov v industriji ter še mnogo več. Razumevanje serijske komunikacije in njenih protokolov ter uporaba ustreznih knjižnic in najboljših praks je bistveno za uspešno uporabo serijske komunikacije v Arduino projektih.
Serijska komunikacija je ključna sestavina številnih Arduino projektov, ki omogoča komunikacijo z drugimi napravami in sistemi. Za najboljši izkoristek serijske komunikacije je ključno imeti trdno razumevanje strojne in programske opreme, vključno z baud stopnjami, protokoli in knjižnicami za komunikacijo. Poleg tega lahko sledenje najboljšim praksam pri načrtovanju in izvajanju serijske komunikacije pomaga zagotoviti zanesljivost in dobro delovanje vaših projektov.Pri delu na Arduino projektih ne oklevajte eksperimentirati z različnimi metodami in knjižnicami za komunikacijo, da boste našli tiste, ki najbolje ustrezajo vašim potrebam. Vedno imejte v mislih tudi prednosti in slabosti serijske komunikacije v primerjavi z drugimi metodami komunikacije, kot je vzporedna komunikacija.
Na splošno je obvladovanje serijske komunikacije s Arduino lahko izboljša obseg projektov, ki jih lahko ustvarite in izboljša funkcionalnost in zmogljivosti vaših projektov.
ključne besede:
mikrokrmilniki, serijska komunikacija, komunikacijski protokoli, UART, SPI, I2C, RS232, RS485, programiranje, knjižnice, Python, C++, Arduino IDE, serijski monitor