Krististudio.ru

Онлайн образование
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Курс ардуино для начинающих

Уроки Ардуино – учебник для начинающих

Эта вводная статья для тех, кто уже успел распаковать со своим ребенком десяток-другой цветных коробок от конструкторов, построил сотни разнообразных конструкций и заполнил деталями от Лего все доступные емкости в чулане. Если вы готовы перейти на следующий уровень: с электроникой, микроконтроллерами, датчиками и умными устройствами – значит, пришло время для экспериментов с Ардуино!

В этой серии статей мы соберем самое главное, что нужно узнать об Ардуино, чтобы начать заниматься с детьми самостоятельно. Даже если вы никогда не брали в руки паяльник и слова «контроллер» и «контроллёр» для вас имеют примерно схожий смысл, можете быть уверенными – у вас все равно все получится! Мир электроники и робототехники сегодня полон простых и очень удобных решений, позволяющих практически с нуля создавать очень интересные проекты. Наш учебник поможет вам быстро сориентироваться и сделать первые шаги.

Начало работы с Ардуино

Говоря бытовым языком, Ардуино – это электронная плата, в которую можно воткнуть множество разных устройств и заставить их работать вместе с помощью программы, написанной на языке Ардуино в специальной среде программирования.

Чаще всего плата выглядит вот так:

На рисунке показана одна из плат Ардуино – Arduino Uno. Мы изучим ее подробнее на следующих уроках.

В плату можно втыкать провода и подключать множество разных элементов. Чаще всего, для соединения используется макетная плата для монтажа без пайки. Можно добавлять светодиоды, датчики, кнопки, двигатели, модули связи, реле и создавать сотни вариантов интересных проектов умных устройств. Плата Ардуино – это умная розетка, которая будет включать и выключать все присоединенное в зависимости от того, как ее запрограммировали.

Вся работа над проектом разбивается на следующие этапы:

  1. Придумываем идею и проектируем.
  2. Собираем электрическую схему. Тут нам пригодится макетная плата, упрощающая монтаж элементов. Безусловно, понадобятся навыки работы с электронными приборами и умение пользоваться мультиметром.
  3. Подключаем плату Arduino к компьютеру через USB.
  4. Пишем программу и записываем ее в плату буквально нажатием одной кнопки на экране в специальной среде программирования Arduino.
  5. Отсоединяем от компьютера. Теперь устройство будет работать автономно – при включении питания оно будет управляться той программой, которую мы в него записали.

Программа и среда программирования выглядят вот так:

На экране показана программа (на сленге ардуинщиков текст программы называется “скетч”), которая будет мигать лампочкой, подсоединенной к 13 входу на плате Ардуино UNO. Как видим, программа вполне проста и состоит из понятных для знающих английский язык инструкций. В языке программирования Arduino используется свой диалект языка C++, но все возможности C++ поддерживаются.

Есть и другой вариант написания кода – визуальный редактор. Тут не нужно ничего писать – можно просто перемещать блоки и складывать из них нужный алгоритм. Программа загрузится в подключенную плату одним нажатием кнопки мыши!

Визуальную среду рекомендуется использовать школьникам младших классов, более старшим инженерам лучше сразу изучать “настоящий” Ардуино – это довольно просто, к тому же знания C++ никому не повредят.

В целом все выглядит довольно понятно, не так ли? Осталось разобраться в деталях.

Быстрый старт с Arduino

Для начала давайте поймем, с чем же и чем же мы собираемся заниматься. Что такое Ардуино и как его использовать? Если вы уже знакомы с темой – можете смело перескочить дальше. Если нет – давайте вместе выполним короткое погружение.

Ардуино – это…

Ардуино – это не бренд и не название поставщика конструкторов. Это общее название для целого семейства различных технологий и открытой платформы, в которую входят как аппаратные устройства (платы контроллеров и совместимое оборудование), так и софт, предназначенный для управления железками. По сути своей, Ардуино – это инфраструктура и среда, в которой можно собирать совместимые между собой электронные и механические компоненты в единое устройство, а потом через обычный компьютер за две минуты запрограммировать поведение этих самых железок так, как нам нужно.

Ардуино – это мостик из виртуального компьютерного мира в мир реальных вещей и устройств. Написав программу на обычном компьютере, мы управляем с ее помощью не виртуальными объектами, а вполне себе реальными датчиками, двигателями, экранами. Мы меняем мир вокруг себя – просто программируя на компьютере, используя бесплатный софт и множество уже готовых примеров библиотек.

Создателем Ардуино принято считать преподавателя института IDII итальянского города Ивреи Массимо Банци, который пытался создать удобную платформу для обучения студентов программированию. Выбрав уже готовый микроконтроллер ATMEGA, он просто добавил на плату необходимую для удобной работы обвязку. Собравшаяся затем великолепная команда из инженеров-электронщиков и разработчиков софта смогла создать продукт, который оказался крайне востребован рынком и быстро завоевал популярность. Более подробно об Ардуино можно почитать здесь и здесь.

Свое название технология получила, как это часто бывает, довольно случайно. Источником вдохновения послужил бар, в котором будущие создатели Ардуино любили выпить по кружечке чая. Называлось заведение именно так – Arduino, по имени главной исторической личности города Ивреа, короля Ардуино. Король какого-то яркого следа в истории не оставил и прослыл неудачником, но благодаря команде разработчиков новой платформы обрел новую популярность и сейчас известен миллионам людей по всему земному шару.

Почему Ардуино?

Вся прелесть Ардуино заключается в следующих простых преимуществах:

  1. Простота. Да, да – именно простота (хотя Лего и другие игрушки, без сомнения, привычнее, но мы сравниваем не с ними). Для юных разработчиков электроники Ардуино «прячет» огромное количество разнообразных технических вопросов. Многие достаточно сложные проекты можно создавать очень быстро, без длительного погружения в детали. А это ведь очень важно для ребенка – не утратить интерес до первого полученного своими руками результата.
  2. Популярность. Ардуино крайне популярна, вы сможете без труда найти ответы на любые вопросы на многочисленных форумах или сайтах. Сообщество Ардуино обширно и дружелюбно – там относительно мало прожженных жизнью снобов-инженеров и полно любителей и начинающих, с удовольствием делящихся своей радостью от найденного и узнанного. Это, конечно, откладывает отпечаток на качество советов, но как правило, даже самые сложные вопросы могут быть быстро решены с помощью форумов и сайтов.
  3. Доступность. И сама технология, и практически весь софт выпускаются под открытыми лицензиями и вы можете свободно использовать чужие наработки, библиотеки, схемы, причем во многих случаях даже для коммерческого использования. Это экономит много времени и позволяет двигаться большими шагами, опираясь на опыт предыдущих исследователей.
  4. Дешевизна. Комплект для первых занятий электроникой и программированием можно купить менее чем за 500 рублей. Полноценные курсы робототехники возможны при покупке оборудования на 3-5 тысяч рублей. Никакая другая технология не позволит вам так быстро и так эффективно войти в мир реальной учебной робототехники.
Читать еще:  Курсы по сборке компьютеров

С чего начать?

Если вы хотите заниматься робототехникой с использованием Ардуино, то вам понадобится такой вот джентельменский набор:

  1. Плата Ардуино с USB кабелем для подключения к компьютеру.
  2. Макетная монтажная плата и провода.
  3. Комплект базовых электронных компонентов и переходник для батарейки типа крона.
  4. Установленная на компьютер среда программирования Arduino IDE

В дальнейшем, если занятия действительно увлекут и будет желание продолжить эксперименты, то список оборудования будет расширяться:

  1. Датчики
  2. Экраны и индикаторы.
  3. Двигатели и сервоприводы, реле и драйверы двигателей.
  4. Модули связи.
  5. Разнообразные дополнительные модули и платы расширения (шилды)

Если первые шаги дадут результат, со временем вы будете узнавать половину людей, стоящих в очереди на почте (если до сих пор вы их еще не знаете), а почтальоны при встрече будут узнавать вас в лицо и нервно перебегать на другую сторону дороги.

Как купить Ардуино?

Прежде чем узнать что-то полезное, надо сначала купить что-то полезное. Для экспериментов с электроникой вам понадобится та сама электроника в виде конструктора или отдельных плат. Рекомендуется купить не очень дорогой отечественный набор с основными компонентами и затем уже заказать себе с Алиэкспресса датчики, двигатели, контроллеры и другие сокровища.

Вот несколько наиболее интересных и привлекательных по цене вариантов для покупки платы и наборов для первых уроков:

Arduino для начинающих: что такое, где купить

Arduino представляет собой небольшую плату, которая служит для создания различных устройств, интересных гаджетов и даже для вычислительных платформ.

Данную плату называют микроконтроллером, которая распространяется с открытыми исходными кодами и с которой можно использовать множество приложений. Вы можете посмотреть уроки Ардуино в нашем большом разделе.

Содержание

Это наиболее простой и недорогой вариант для начинающих, любителей и профессионалов. Процесс программирования проходит на языке Processing/Wiring, который осваивается быстро и легко и в основе которого лежит язык C++, а благодаря программной среде Adruino IDE это сделать очень легко. Давайте рассмотрим, что такое Arduino, чем полезна для начинающих, её возможности и особенности.

Что такое вообще Ардуино?

Arduino является вычислительной платформой или платой, которая будет служить мозгом для ваших новых устройств или гаджетов. На ее основе вы сможете создавать как устройства с простыми схемами, так и сложные трудоемкие проекты, например, роботов или дронов.

Основой конструктора служит плата ввода-вывода (аппаратная часть), а также программная часть. Программное обеспечение конструктора на основе Ардуино представлено интегрированной средой разработки Arduino IDE.

Внешне сама среда выглядит так:

Программная часть Ардуино разработана таким образом, чтобы справиться с ней мог даже начинающий пользователь, не имеющий представления о программировании. Дополнительным фактором успеха в использовании микроконтроллера стала возможность работать с макетной платой, когда к контроллеру подключаются необходимые детали (резисторы, диоды, транзисторы и т.п.) без необходимости в пайке.

Большая часть плат Arduino имеют подключение через USB кабель. Подобное соединение позволяет обеспечить плату питанием и загрузить скетчи, т.е. мини-программы. Процесс программирования так же является предельно простым. Вначале пользователь использует редактор кода IDE для создания необходимой программы, затем она загружается при помощи одного клика в Ардуино.

Как купить Arduino?

Плата и многие детали Ардуино производится в Италии, поэтому оригинальные составляющие отличаются достаточно высокой стоимостью. Но существуют отдельные компоненты конструктора или наборы, так называемые кит-наборы, которые выпускается по итальянской аналогии, однако по более доступным ценам.

Купить аналог можно на отечественном рынке или, к примеру, заказать из Китая. Многие знают про сайт АлиЭкспресс, например. Но начинающим свое знакомство с Ардуино лучше свою первую плату заказать в российском интернет-магазине. Со временем можно перейти на покупку плат и деталей в Китае. Срок доставки из этой страны составит от двух недель до месяца, а, например, стоимость большого кит-набора будет не более 60-70 долларов.

Стандартные наборы включают в себя как правило следующие детали:

  • макетная плата;
  • светодиоды;
  • резисторы;
  • батареи 9В;
  • регуляторы напряжения;
  • кнопки;
  • перемычки;
  • матричная клавиатура;
  • платы расширения;
  • конденсаторы.

Нужно ли знать программирование?

Первые шаги по работе с платой Arduino начинаются с программирования платы. Программа, которая уже готова к работе с платой, называют скетчем. Переживать о том, что вы не знаете программирование не нужно. Процесс создания программ довольно несложный, а примеров скетчей очень много в интернете, так как сообщество Ардуинщиков очень большое.

Читать еще:  Бесплатные курсы дизайна в москве

После того как программа составлена она загружается (прошивается) на плату. Ардуино в этом случае имеет неоспоримое преимущество – для программирования в большинстве случаев используется USB-кабель. Сразу после загрузки программа готова выполнять различные команды.

Начинающим работать с Arduino нужно знать две ключевые функции:

  • setup() – используется один раз при включении платы, применяется для инициализации настроек;
  • loop() – используется постоянно, является завершающим этапом настройки setup.

Пример записи функции setup():

Функция setup() выполняется в самом начале и только 1 раз сразу после включения или перезагрузки вашего устройства.

Функция loop() выполняется после функции setup(). Loop переводится как петля, или цикл. Функция будет выполняться снова и снова. Так микроконтроллер ATmega328 (большинстве плат Arduino содержат именно его), будет выполнять функцию loop около 10 000 раз в секунду.

Также вы будете сталкиваться с дополнительными функциями:

  • pinMode – режим ввода и вывода информации;
  • analogRead – позволяет считывать возникающее аналоговое напряжение на выводе;
  • analogWrite – запись аналогового напряжения в выходной вывод;
  • digitalRead – позволяет считывать значение цифрового вывода;
  • digitalWrite – позволяет задавать значение цифрового вывода на низком или высоком уровне;
  • Serial.print – переводит данные о проекте в удобно читаемый текст.

Помимо этого Ардуино начинающим понравится то, что для плат существует множество библиотек, которые представляют собой коллекции функций, позволяющих управлять платой или дополнительными модулями. К числу наиболее популярных относятся:

  • чтение и запись в хранилище,
  • подключение к интернету,
  • чтение SD карт,
  • управление шаговыми двигателями,
  • отрисовка текста
  • и т. д.

Как настроить Ардуино?

Одним из главных преимуществ конструктора является его безопасность относительно настроек пользователя. Ключевые настройки, потенциально опасные для Arduino, являются защищенными и будут недоступны.

Поэтому даже неопытный программист может смело экспериментировать и менять различные опции, добиваясь нужного результата. Но на всякий случай очень рекомендуем прочитать три важных материала по тому как не испортить плату:

Алгоритм классической настройки программы Arduino выглядит так:

  • установка IDE, которую можно загрузить ниже или здесь или с сайта производителя;
  • установка программного обеспечения на используемый ПК;
  • запуск файла Arduino;
  • вписывание в окно кода разработанную программу и перенос ее на плату (используется USB кабель);
  • в разделе IDE необходимо выбрать тип конструктора, который будет использоваться. Сделать это можно в окне «инструменты» — «платы»;
  • проверяете код и жмете «Дальше», после чего начнется загрузка в Arduino.

УРОКИ ARDUINO: БАЗОВЫЙ УРОВЕНЬ

15.01.2019 конспект был обновлён: поправлено оформление и добавлена информация!

Добро пожаловать в цикл “Уроки Ардуино с нуля, для чайников и школьников”, это официальная страница проекта “Заметки Ардуинщика“. Цикл охватывает все стандартные операторы и функции Ардуино и построен таким образом, что от выпуска к выпуску у зрителя идёт плавное формирование “базы”, каждый последующий урок (видео урок) содержит в себе информацию из предыдущих, то есть уроки усложняются и становятся комплексными.

Урок #0 – что такое Arduino? Возможности

Урок #0.5 – первые шаги, подключение и настройка

Урок #1 – структура скетча и типы данных

Урок #1.1 – операции с переменными и константами

Урок #2 – работа с последовательным портом

Урок #3 – условный оператор и оператор выбора

Урок #4 – функции времени: задержки и таймеры

Урок #5 – цифровые порты и подключение кнопки

Урок #6 – флажки и расширенное управление кнопкой

Урок #7 – правильное подключение светодиодов

Урок #8 – подключение и управление реле

Урок #9 – подключение и управление мосфетом

Урок #10 – оцифровка аналогового сигнала

Урок #11 – ШИМ сигнал, плавное регулирование

Урок #12 – работа с циклами

Базовый курс на Ардуино

Спецификация

Базовый курс на Ардуино : 22 комментария

Здравствуйте. Меня очень заинтересовала тема робототехники. Очень захотел собрать робота на основе Arduino. Как мне можно приобрести комплект для сборки робота arduino в Беларуси Минск и сколько это будет стоить, Заранее Вам благодарен.

Проще всего будет поискать подходящие компоненты в каком-нибудь популярном магазине типа e-bay или aliexpress. Также доступны чертежи наших наборов, по которым вы можете изготовить кузов робота у себя в городе (сейчас много компаний, которые предлагают резку оргстекла/пластика лазером). А в скором времени эти наборы появятся в нашем интернет магазине shop.makeitlab.ru!

Здравствуйте. А чертежи где находятся? Не нашел. Можете дать ссылку?

Какие именно чертежи?

Здравствуйте, а есть ли ссылка на тему 6? Я просто начинаю работать с ардуино и немного не понимаю, но до конца лета я хочу всё выучить и проблема нет ссылки на тему6. Связь.

Темы 6 в таком же виде не будет. Однако, будем делать серию уроков по связи. Если есть конкретный вопрос, то быть может с него и начнем!:)

Спасибо за сайт! Это на мой взгляд лучшее введение в работу с Ардуино.

Из приобретенного опыта роботостроения я сделал вывод, что покупать механику у китайцев — долго и дорого. Проще использовать уже имеющиеся в продаже игрушечные автомобили и т.п. (с чего обычно начинают). Нужно иметь ввиду, что понадобится помудрить с шестеренками, кои купить не просто, но выручают китайцы (dx.com, к примеру). Можно и на базе металлического детского конструктора собрать простую платформу. Но вот электронная начинка — это уже к китайцам. У них в 2-3 раза дешевле, за это стОит потерпеть и поволноваться около месяца. Если не в терпеж, то есть наши перепродавцы Амперка, Робоворкс и т.п. У Робоворксов есть неплохие аналоги типа CraftDuino. Двигатели тоже лучше брать у китайцев, поскольку обычные, что без редукторов, слабы и много потребляют. Первый робот-машина была сделана на базе инерционного полицейского джипа. В результате доработок, помимо движения по комнате и объезда препятствий, эта игрушка была с мигалкой на крыше и издавала грозные звуки, когда встречала препятствие на пути 🙂 Ну а дальше — больше. Танки, гонки, лабиринты.Самое захватывающее для детей — это квадрокоптеры, но тут уже более старший и продвинутый уровень, поскольку требуется более сложная математика поведения модели. В общем, есть из чего делать, было бы желание 🙂

Читать еще:  Видеокурс по компас 3d

Ребята, спасибо за курс — очень грамотно и интересно!

Спасибо за ОТЛИЧНЫЕ уроки, описание и толкование. Не останавливайтесь, сделайте ещё уроки пожалуйста для средне понимающих и продвинутых в программировании! 🙂
А то везде в инете только всё самое базовое….

Зачем в задании 2,3,1, пример 1. объявленной переменной k присваивается значение «0», ведь в функции опять идёт присвоение?
int buzz=2;
int k=0;
………

1) Если k используется только в for, то присваивать значение по-умолчанию не обязательно. Более того, переменную-итератор можно объявить прямо в for:
for( int k=0; k 0

Спасибо.
А есть ли курс только по языку, используемому в Ардуино?
Типа справочника.
Я понимаю, что ноги растут из С++, но для Ардуины используется не полноценный С++, а какая-то кастрированная версия.

Arduino 1 курс

* цена с учетом скидки 20% (предоставляется при единовременной оплате полного курса)

Курсы для детей Ардуино – это стык программирования и электроники. C его помощью реализуется множество интересный идей (это ежегодно доказывают наши ученики, занимая призовые места в творческих соревнованиях по робототехнике). Собирается все, что угодно – от умного дома до робота!

На занятиях Ардуино для начинающих делается упор на изучении программирования, основ микроэлектроники. На первом курсе не предполагается сборка моделей, но происходит углубленное изучение электронных компонентов контроллера, решение поставленных преподавателем задач при помощи программирования.

Что ребята узнают на занятиях Arduino? Наши опытные педагоги познакомят их с электронными деталями, компонентами конструктора, микроконтроллером, устройствами ввода (резистор, фоторезистор, переменный резистор, ультразвуковой датчик, термистор, контактный выключатель) и устройства вывода (сервомоторы, светодиоды). Эти элементы ребята научатся правильно подключать, комбинировать и программировать под различные задачи.

Особенности и основы курсов Arduino для детей

Программирование Ардуино для начинающих ведется не на блочном, а на «настоящем» языке программирования Arduino Scetch, который использует пунктуацию языка C. Также есть возможность подгружать в программу готовые библиотеки.

Будьте готовы, что большая часть занятий Ардуино для детей на первом курсе будет посвящена программированию (написанию продвинутых алгоритмов, логическим операциям).

Пример одного из наших занятий. Сначала ребята собирают модель по заданию преподавателя, а потом пишут для нее программу. Подключаем два светодиода, фоторезистор (датчик света). Выполняем задание на программирование от преподавателя. Например, нужно сделать так, чтобы первый светодиод загорался, если поднести к нему руку (стало темно). Если убрать руку (стало светло), он гаснет, а второй загорается. Пример усложненного задания. Когда светло, светодиоды мигают вместе, а когда темно, они начинают мигать попеременно.

Можно сделать умный дом, а можно робота.

Если думали, что робототехника для школьников — игрушки, то работа с платами Arduino перевернет ваш мир. Подобно полноценному компьютерному «железу», ребята собирают свои устройства сами. И пусть не пугает сложность, эта робототехника для начинающих покажется пустяком!

Arduino – это стык программирования и робототехники, то, что позволит вдохнуть жизнь в любую, даже самую смелую, идею ребенка.

Как проводим занятия по языку программирования Ардуино?

  • Занятия проходят на базе Arduino. Это небольшая плата с собственным процессором и памятью. На плате также пара десятков контактов, к которым можно подключать всевозможные компоненты: лампочки, датчики, моторы, чайники, роутеры, магнитные дверные замки, всё, что работает от электричества.
  • Загружаем в процессор Ардуино программу, которая будет управлять всеми этими устройствами по заданному алгоритму. Подключаем дополнительные платы, которые ставятся подобно слоям бутерброда поверх Arduino, чтобы дать ему новые возможности. Так, например, существуют платы расширения для подключения к локальной сети и интернету (Ethernet Shield), для управления мощными моторами (Motor Shield), для получения координат и времени со спутников GPS (модуль GPS).

Программа курса Ардуино для начинающих

  • Что такое микроконтроллер и обзор языка программирования Arduino
  • Как научить электронную плату думать
  • Как управлять Arduino: среда разработки
  • Переменные в программе
  • Электронные компоненты
  • Ветвление программы
  • Что такое цикл: конструкции if, for, while, switch
  • Как написать собственную функцию
  • ШИМ и смешение цветов
  • Сенсоры
  • Переменные резисторы
  • Езда робота по линии

Результаты обучения

Курс языка программирования Arduino для начинающих позволит ребятам приобрести навыки работы с этой популярной платформой, а также создать по своей задумке уникальные гаджеты, воплотив невероятные идеи.

Чтобы записать ребенка на курс позвоните сотрудникам центра по телефону из раздела «Контакты» либо напиши на электронный адрес info@polycent.ru.

Выбранный Вами курс успешно отложен в корзину заказа.

Вы можете продолжить выбор интересующих Вас занятий или сразу перейти к оформлению заявки.

Доступные для записи мероприятия появятся в ближайшее время.

За подробной информацией Вы можете обратиться по телефону +7 (499) 490-48-45.

Хотите записаться заранее или подобрать другой курс?

Оставьте свой телефон, и мы перезвоним Вам!

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector