|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
无线电电子与电气工程百科全书 阿杜伊诺。 熟人。 无线电电子电气工程百科全书
也许，在任何业余无线电爱好者的生活中，都会有这样的时刻，他不再满足于最简单的电子设备。 人们渴望设计一些实用的东西。 然而，很难指望基于一对晶体管的器件能够解决或多或少复杂的问题。 另一方面，新手程序员可能希望他编写的程序能够控制某种自主机器人或其他类似设备。 当程序只是简单地处理计算机内存中的信息时，这是一回事，而当机器人遵循书面程序在房间里进行“旅行”或编程的微控制器成为某些有用设备的一部分时，那就是另一回事了。 同时，无论是无线电爱好者新手还是程序员都还没有足够的知识和技能来重复，更不用说重新设计微控制器设备了。 毕竟，事实上，微控制器非常小且简单，但仍然是一台计算机。 有必要详细了解特定微控制器的体系结构，研究特定于它的汇编语言。 解决这个问题的最简单的方法是使用现成的套件来创建机器人，就像著名的各类儿童设计师制造商乐高制造的机器人一样。 这样的套件包含制造机器人所需的所有组件：微控制器单元、电动机、传感器。 毫无疑问，这样一套的优点是可以非常简单快速地基于它设计机器人。 该套件包含所有必需的软件，并且具有直观的界面。 技术文档是为最年轻的技术爱好者设计的。 然而，据作者称，对于一组不是很大的传感器和执行器以及一组标准塑料部件，将需要支付不合理的大量费用。 然而，这并不能否认这样的设计师最适合年轻群体的事实。 尽管专业建造者的成本很高，但使用相对少量的标准功能单元来创建复杂设备的想法看起来相当明智。 这是带有 AVR 系列微控制器和许多扩展板的 Arduino 板开发人员遵循的道路。 目前该板最常见的版本是 Arduino UNO。 要创建自定义程序，有一个专门的开发环境Arduino IDE，其中编程是使用基于广泛使用的C ++语言的语言进行的。 Arduino的巨大优势在于它几乎完全开放。 在开发者的官方网站上，可以免费下载开发环境[1,2]。 启动后出现如图所示的样子。 1 个窗口，您可以在其中输入程序，将其翻译为机器代码，将其加载到 Arduino 板的微控制器中并运行以执行。
需要注意的是，Arduino 开发公司已分裂为两家独立公司 Arduino LLC 和 Arduino SRL，它们继续生产同一品牌的产品，这造成了混乱。 尽管如此，该软件会定期更新，有适用于 Windows、Linux、MacOS 的版本。 除了板卡开发人员提供的软件之外，还有许多其他开发环境，例如[3]。 包含该软件的文件夹最好放在 C 盘的根文件夹中。它与程序文本编辑器和编译器一起包含带有典型程序示例的子文件夹和一组用于解决标准任务的库，这极大地简化了程序的使用一个新手程序员。 第一次将 Arduino 板连接到计算机时，操作系统将检测新设备并要求您安装其驱动程序，该驱动程序也可以在软件文件夹中找到。 安装驱动程序后，您需要重新启动计算机。 安装成功后，Windows 设备管理器中将显示一个额外的 COM 端口。 使用高级语言一方面简化了开发，大大降低了对程序员资质的要求，但另一方面，生成的程序在占用内存和执行速度方面也并不是最优的。 用低级语言（汇编语言）编写的程序将占用更少的内存空间并且运行速度更快。 但在业余开发中，这个可以忽略不计。 当然，在危急情况下，您需要极其谨慎地使用 Arduino。 然而，从根本上来说，Arduino 可以在各种设备中使用：从最简单的恒温器到无人机。 例如，从事超轻型运载火箭设计的俄罗斯航天公司“Lin Industry al”[4]为其实验火箭（图2）创建了基于Arduino的飞行参数记录单元（图3）。 印度研究与科学教育学院 (Trivandrum) 的科学家在训练射电望远镜中使用了 Arduino [5]。
安装在 Arduino 板上的微控制器中预先编写了一个特殊的引导加载程序。 借助它，将计算机上开发的应用程序写入微控制器的程序存储器中。 引导加载程序本身会占用部分内存（从 XNUMX 到 XNUMX KB，具体取决于版本），但由于这种与计算机交互的组织，用户很难使用不正确的命令使微控制器进入不工作状态。 ATmega4P 微控制器安装在 Arduino UNO 板上（图 328），该板具有 2 KB RAM 和 32 KB 程序存储器。 16 MHz 的微控制器时钟频率由石英谐振器设置。 Arduino UNO不需要单独的编程器，该板可以直接连接到计算机的USB连接器，为此它在微控制器上有一个USB-BF连接器和一个USB转串行接口转换器。 在 Arduino 板的其他变体中，可以使用微型 USB 连接器连接到计算机。 在过时的自制主板上，您还可以找到常规 COM 端口。
连接到计算机的 Arduino UNO 板由 USB 连接器供电。 为了在没有计算机的情况下工作，需要从外部源提供 7 ... 12 V 的电压，该板有一个特殊的连接器。 由于内置稳压器，Arduino UNO 对供电电压的质量没有特殊要求。 因此，其来源几乎可以是任何输出电压在所需范围内的小型电源，甚至可以是9V原电池，例如Krona（6F22）或两节串联的3336电池（3R12）。 有 14 条数字输入输出线，称为 D0-D13，用于与外部执行器通信以及从传感器检索信息。 在其中的六个上，微控制器可以输出具有软件控制占空比（PWM）的脉冲。 它们在黑板上用“~”标记。 另外，还有0条模拟输入线A5-A14。 模拟输入连接到微控制器内置的十位模数转换器，但如果需要，它们也可以用作附加数字输入输出线D19-DXNUMX。 应该注意的是，随着电路板版本的不同，模拟输入线的数量和能够在 PWM 模式下运行的线数会发生变化。 例如Arduino Leonardo板和国内对应的Iskra Neo板有12条模拟线和XNUMX条PWM线。 一般来说，板上的所有 I/O 线都有标记，因此很容易理解。 Arduino UNO 板上有四个 LED：一个电源指示灯（ON）、一个永久连接到 D13 线的 LED（L）以及两个指示通过串行端口（TXi RX）与外部设备交换信息的 LED ，以及一个使微控制器进入初始状态的按钮。 Arduino的优点之一是种类繁多的附加板，即所谓的“盾牌”（英文shield-shield）。 它们允许您将电动机和其他强大的负载连接到 Arduino，使用以太网和 WiFi 协议在计算机网络中提供工作，通过 GSM 蜂窝网络传输信息，处理声音等。许多现成的软件库，包括官方和官方、使用盾牌以及第三方编写的盾牌。 Arduino UNO 板非常适合在开发阶段调试程序和建立设计。 但对于许多实际应用来说，Arduino UNO 的功能是多余的，而且其尺寸可能太大而无法安装在成品中。 Arduino Nano 和 Arduino Mini 板面向现成设计。 在参数方面，它们与 Arduino UNO 几乎相同，但设计简化、尺寸更小并且价格更便宜。 如果 Arduino UNO 的功能不够，您可以使用具有更多内存和 I/O 线数量的 Arduino Mega 板。 Arduino 板的选项列表并不限于此，但其他用于初始学习的选项不太适合。 只有 Arduino 这个名字才受到版权保护，因此许多制造商以 Free-duino、Craft Duino、Funduino、Diavolino 等名称发布了自己的版本。在这些多样性中，有完全重复原始设计的设计，以及他们自己的设计，与原来的兼容性有时值得怀疑。 然而，通常来说，来自不同制造商的设备都是标准化的，因此，如果该板被声明为 Arduino UNO 的副本，那么有关 Arduino UNO 的所有内容都适用于它，当然，您不能为每个制造商提供担保。 业余爱好者可以接受的质量水平不仅可以由原始设备制造商提供，也可以由以低得多的价格提供类似设计的鲜为人知的公司提供。 Arduino 板不是很复杂，自制成本也相当实惠，相关文档可以在制造商的官方网站上找到[6]。 Radio 杂志 [7] 还发表了对自制板（属于 Arduino 系列的一部分）的描述。 由于这些优点，Arduino实际上已经成为电子爱好者的一种标准。 使用完整的功能块和程序库大大简化并加快了开发速度。 事实上，Arduino 扩展板是“黑匣子”。 这个或那个块如何对某些信号和影响做出反应很重要，但其内部结构并不是根本性的。 专门介绍 Arduino 的俄语印刷出版物是存在的，但坦率地说，它们并不是每个书店或图书馆的书架上都有。 作为一个例子，我们可以引用这本书[8]，并且在期刊中我们可以注意到“Levsha”杂志（“Young Technician”杂志的附录）中的一系列文章。 在那里，从 6年第2012期，每月发表Arduino使用文章[9]。 然而，在互联网上您可以找到很多资源，其中既有完全致力于 Arduino [10-12] 的资源，也有更广泛科学和技术方向的网站，其中有相应的部分 [13-16]。 总之，您可以看到，为了方便使用 Arduino，您可以制作一些简单的设备。 例如，将电线的剥皮端插入连接器的插座中不是很方便。 对此，如图所示。 5根带有接线片的特殊连接线，既是插针又是插座。 使用连接器的触点自己制作类似的电线很容易。 为了快速连接外部设备，最好使用如图6所示的连接线。 XNUMX，其一端焊接有鳄鱼连接器，另一端焊接有针触点。
通常需要将多根电线连接到板的一个输出，例如，为多个传感器供电。 在这里，您可以使用 PBS 插座或类似插座，其所有引线必须连接在一起并焊接到连接线上，连接线的另一端有一个引脚触点。 为了在不使用烙铁的情况下快速组装简单设备，特殊的原型板非常适合。 其中一个的外观如图所示。 7、示意图如图8所示。 XNUMX.
部件的硬引线插入此类板的弹簧插座中，它们之间缺失的连接用跳线或上述电线进行。 因此，一方面，Arduino 的主要优点是具有成熟且灵活的功能，可以成为相当复杂的设计的基础，另一方面，入门所需的初始知识量并不多。实际上超出了物理和计算机科学的学校课程范围。 文学
作者：D. Lekomtsev
世界最高天文台落成
04.05.2024 利用气流控制物体
04.05.2024 纯种狗生病的频率并不比纯种狗高
03.05.2024
▪ 空气中的水 ▪ 感冒与流感
▪ 文章 哪个宗教认为列宁、莎士比亚和圣女贞德是圣人？ 详细解答
www.diagram.com.ua |
查看其他文章 部分 
科技、新电子最新动态：
本页所有语言