如何开始学习Arduino?

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如何开始学习Arduino?

2023-04-13 18:23| 来源: 网络整理| 查看: 265

对于Arduino相信很多同学并不陌生,它能做的事情有很多。例如使用不同的传感器进行拼接使用或者连接之后,可以做出一些意想不到的产品和交互装置,具体来说,使用舵机+超声波传感器+声音播放器即可制作出一款“智能”垃圾桶,或者使用红外遥控装置+继电器+马达即可制作出一块远程遥控开关等等。复杂一点的可以使用指纹传感器+舵机+电池+马达+屏幕制作出一款指纹锁,甚至还能进行打卡操作。

其实很多同学对于Arduino并不了解,只是熟悉它的名字但是没有具体的了解和关注过。小白想要开始学习Arduino的第一步一定需要先了解Arduino,现在我们就来给大家介绍一下关于Arduino的基础以及如何使用吧。

首先Arduino算是单片机,它是一种硬件和软件相结合并进行使用的这么一款开源电子原型平台。由于它的开源性,因此我们在互联网上有多种多样的方式进行学习以及使用。最有意思的应该属于他非常明显的搭积木式的代码撰写方式。

Arduino中有许多的板子,但是我们最常用的应该属于这三种:

1. Arduino UNO:

图片来源:百度

2. Arduino NANO:

图片来源:百度

3. Arduino Mega:

图片来源:百度

这几种板子的使用来说各有用途,但是我们常用的还是Arduino UNO板子,它的功能介于另外两种板子之间,并且具有较好的兼容性和开发性。

Arduino能通过各种各样的传感器来感知环境,通过控制灯光、马达和其他的装置来反馈、影响环境。板子上的微控制器可以通过Arduino的编程语言来编写程序,编译成二进制文件,烧录进微控制器。对Arduino的编程是通过 Arduino编程语言 (基于 Wiring)和Arduino开发环境(基于 Processing)来实现的。基于Arduino的项目,可以只包含Arduino,也可以包含Arduino和其他一些在PC上运行的软件,它们之间进行通信 (比如 Flash, Processing, MaxMSP)来实现。

我们以Arduino UNO板子为例,在这个板子中有这些端口:

0-13是数字端游(部分为PWM端口)用于输出调节信号值以及开关和读取电路、传感器等。A0-A5端口是用于一些特定或模拟传感器的使用。3.3V&5V指的是电流的输出值大小(正极),GND毋庸置疑的代表了负极的意思。

另外的相关功能大家可以从上图中看到,这里就不做过多介绍了。说完了每个针脚的使用,那我们进行一个简单的连接元器件的使用吧。

硬件连接端:

从这个连线图上大家可以看出来我们需要用到的东西:小led灯*1,按钮*1,电阻*2,杜邦线若干,Arduino UNO板子*1,面包板*1。这是一个简单的电路搭建,目的是为了使用按钮来控制灯泡的亮和灭。这是硬件连接部分的一个接线图,上图可见“灯泡”和“按钮”的正负极均有电阻进行连接。目的之一是为了保护元器件不会因为电流过大而烧坏,同时黑线代表了负极,红线代表了正极并且分别连接了板子上的正负极。另外一根线分别连接了板子上的7端口和11端口,目的是为了在控制和读取“按钮”和“灯泡”的状态。从而通过代码来控制:当按下按钮的时候,LED灯泡会被点亮,松开之后LED灯泡会熄灭。

代码:

const int buttonPin = 7; //设定端口7为检测按钮的端口

const int ledPin = 13; //设定13为LED灯亮的端口

int buttonState = 0; //设定初始状态

void setup() {

pinMode(ledPin, OUTPUT); //设置端口状态

pinMode(buttonPin, INPUT); //设置端口状态

}

void loop() {

buttonState = digitalRead(buttonPin); //获取端口状态

if (buttonState == HIGH) { //进行判断

digitalWrite(ledPin, HIGH); //HIGH为按下并且点亮灯泡

} else {

digitalWrite(ledPin, LOW); //LOW为松开并且熄灭灯泡

}

在这里有一个概念需要跟大家引入一下的是,在Arduino中或者在计算机中的命令执行和判断方式有一种为通电闭电。当通电的时候控制不同的传感器进行运行,例如人力红外传感器,刚传感器检测到有人经过的时候,进行通电并提示,如果没有人通过就使用闭电并不执行。

对于Arduino来说有一些基础的使用方法,也有很多的拔高拓展的使用和实现方法。就像上面开头说到的,使用红外遥控装置+继电器+马达即可制作出一块远程遥控开关,将它的原理基础化无非就是:

遥控器---------红外接收器---------接受指令---------继电器---------继电器进行通电和闭电操作---------马达---------通电进行转动---------闭电进行停止

图中使用红外遥控器进行操控(红外接收器因为照片尺寸问题被截掉了)

包括我们之前的帖子“Processing和Arduino的结合能做什么”中也是使用传感器接受到Arduino的手势识别传感器,并且将数据传输到Processing中,最后在Processing中将获得的数据进行判断使用。看起来一切操作很复杂,但是只要我们将逻辑和基础方法掌握住,就可以使用不同的传感器实现不一样的效果。

图中就是我们之前帖子中的手势识别传感器的连线方式,分别为:

正极--5V

负极--GND

SCL---SCL 或A5

SDA---SDA 或A4

连接好之后通过相对应的库的使用便可以获取到手势识别的数据和不同的操作

结合之前的帖子我们可以有一些新的联想,比如我们使用手势识别传感器和马达便可以使用手势来控制元器件的使用。无非就是将手势识别传感器的指令与红外遥控器的指令进行对调使用,不同的手势代表不同的开关或者开关时间等。

总的来说,想要入门Arduino既要熟悉基础知识和基本的使用方法,也要在学习Arduino之前尽可能的明确自己想要做些什么,打算怎么做这样在使用与学习上就会更加的有效率,也会更加的了解到它的运行原理和方式。

以上,有望启发

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