Mikrokontrolörlərə Yeni Başlayanlar üçün Kılavuz: 10 Adım (Şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:47

Uzaqdan idarəedicilərin, marşrutlaşdırıcıların və robotların ortaq cəhətləri nələrdir? Mikro nəzarətçilər! Bu günlərdə yeni başlayanlar üçün əlverişli mikrokontrolörlərin istifadəsi sadəcə bir noutbuk, USB kabeli və bəzi (pulsuz) açıq mənbə proqramları ilə proqramlaşdırılır. Vayoo !! Bütün layihələr, buradayıq!

Tutmaq? 4324302* fərqli mikrokontroller var və xüsusilə elektronikaya girirsinizsə, işə başlamaq çətin ola bilər. Sən haradan başlayırsan ?!

Tam burada, bbies, chu aldım. Sərin bir elektron layihələr qurmaq, proqramlaşdırma/texnologiya öyrənmək və ya başqalarına elektronika haqqında öyrətmək istəməyinizdən asılı olmayaraq, bu təlimat ehtiyaclarınız, məqsədləriniz və büdcələriniz üçün hansı mikrokontrolörün uyğun olduğunu anlamağa kömək edəcək. Vay! Gəlin başlayaq!

Oxuma müddəti: ~ 20 dəq

*Tamam, tamam, bəlkə də *o qədər çox deyil, amma mütləq bir neçə onlarla!

Addım 1: Gözləyin …. Mikro nəzarətçi nədir?

Bəlkə bu sözü gördünüz və "wtf" kimi idiniz, amma soruşmaq üçün özünü rahat hiss etmədiniz*. Tamamilə yaxşıdır, burada qısa bir nəticə:

Mikro nəzarətçi, bir proqramı bir döngədə işlədən "sadə bir kompüter" dir. Xüsusi bir vəzifəni yerinə yetirmək üçün hazırlanmışdır.

Bu təlimatda, qırılma lövhələri olan mikro nəzarətçilərə və ya mikro nəzarətçiyə qoşulmağı və proqramlaşdırmağı asanlaşdıran bir lövhəyə diqqət yetirəcəyik.

Bir qırılma taxtasında, mikro nəzarətçi pinləri çap edilmiş bir lövhəyə ("PCB") lehimlənir, PCB -yə başlıqlar və ya digər bağlayıcılar əlavə olunur və mikrokontrolörün siqnalları qəbul etməsi üçün bir neçə əsas proqram təminatı və ya daimi proqram yüklənir.

*Suallar "lal" və ya "n00by" olsalar da həmişə yaxşıdır, sadəcə təhlükəsiz bir yer tapın - Instructables kimi!

Addım 2: Raspberry Pi ilə Mikrokontrolör arasındakı fərq nədir?

Raspberry Pi yalnız kiçik və sevimli deyil, həm də tam hüquqlu bir kompüterdir!: D

Kompüterlərdə bir anda bir çox işi yerinə yetirmək üçün birlikdə işləyən mikroprosessorlar VƏ mikrokontrollerlər var.

Mikroprosessor kompüterdəki "ağır yükü" edir. Kompüterin işləməsini təmin edən təlimatları və hesablamaları yerinə yetirir. Mikroprosessorlar mikrokontrolörlərdən daha sürətlidir, lakin RAM, Giriş/Çıxış portları və s.

Kompüterlər (giriş və çıxışları, saxlama və emalı olan) eyni anda birdən çox proqramı işlədə bilər - İnternetdə gəzə, köhnə fotoşəkilləri xatırlaya, kağız yaza və eyni anda 1000 -ə yaxın nişanı aça bilərsiniz! Mikro nəzarətçilər … o qədər də çox deyil. Bunlardan birini edə bilərsiniz, amma hamısını deyil.

Raspberry Pi haqqında daha çox məlumat əldə etmək üçün bu təlimatın son hissəsinə baxın!

Addım 3: Arduino (Uno)

Dövrlər haqqında bəzi məlumatları olan yeni başlayanlar üçün hazırlanmış güclü, açıq mənbəli mikrokontrolör və proqramlaşdırma mühiti.

Tövsiyə olunan yaşlar: 12+ (uşaqlar proqramlaşdırma və cəbr ilə rahatdır)

Çətinlik: Orta

Orta qiymət: ~ 35 dollar

Çox fərqli Arduino lövhələri var. Bu yeni başlayanlar üçün ən uyğun olan Arduino Uno! Daha böyük, daha kiçik, geyilə bilən və robotlar kimi xüsusi istifadə halları olan lövhələr var.

Arduino lövhələri və proqramlaşdırma xəritələri ilə tanış olmaq, kompüter elmləri, mühəndislik və dizayn sahəsindəki layihələr və karyeralar üçün yaxşıdır.

Avadanlıq Xüsusiyyətləri

• Arduino Uno -da 14 rəqəmsal giriş və çıxış ("I/O"), 6 Analog I/O pin, 2 Power Out pin (3.3V və 5V) və 3 Ground (GND) pinləri var.
• Güc girişi 5 ilə 12 VDC arasında ola bilər

• ICSP başlıqları, "qalxan" adlanan bir çox fərqli əlavə lövhə bağlamağa imkan verir.

  Məsələn, Arduino'nuzu şəbəkəyə bağlamaq üçün WiFi qalxanı əlavə edə bilərsiniz

Proqramlaşdırma dili: Kablolama (C ++ birləşməsi/İşləmə)

Nümunə Layihə: Hərəkət-Reaktiv Maze Oyunu Sarsın!

Alın/Daha çox məlumat əldə edin: Arduino Veb saytı

Addım 4: Mikro: Bit

Uşaqlar və insanlar üçün kodlaşdırma və qurğulara yeni başlayanlar üçün lazımlı olan dost bir mikroişlemci.

Tövsiyə olunan yaşlar: 8+ (və ya sxemlər və sadə vasitələrlə rahat uşaqlar)

Çətinlik: Başlanğıc

Orta qiymət: ~ 15 dollar

Micro: Bit, kod yazmağı öyrənmək, başqalarına, xüsusən ibtidai sinif şagirdlərinə necə kod yazmağı öyrətmək və sadə və sürətli elektron prototiplər hazırlamaq üçün əla bir vasitədir.

The Micro: Bit, təhsil kompüterlərini dünyanın hər yerində sinif otaqlarına gətirmək üçün Microsoft və BBC arasında bir işdir.

Avadanlıq Xüsusiyyətləri:

• Micro: Bit -in 3 rəqəmsal və analoq giriş/çıxış pinləri, 1 güc çıxışı (3.3V) və 1 torpaq (GND) pinləri var.
• Güc girişi mikro USB kabeli və ya batareya paketi konnektoru vasitəsilə 3-5 VDC olmalıdır.

• Həm də çoxlu giriş, çıxış və sensorlar var!

  • 5x5 (25) LED matris
  • İki (2) düymə (A, B)
  • Radio Verici və Alıcı
  • Akselerometr
  • Kompas
  • İşıq və Temperatur Sensorları
• Daha çox I/O pinləri üçün bir Micro: Bit breakout əldə edin!

Proqramlaşdırma dili: Blok əsaslı və ya Javascript (www. MakeCode.org); CircuitPython -dan da istifadə edə bilərsiniz

Nümunə Layihə: Mətn Messenger Kuklası!

Alın/Daha çox məlumat əldə edin: Mikro: Bit Veb saytı

Addım 5: Circuit Playground Express

Kodlaşdırma və aparata yeni başlayan uşaqlar və insanlar üçün çox yönlü bir mikro nəzarətçi.

Qeyd: Circuit Playground Classic də var - aparat təxminən eynidır, lakin bu lövhə Arduino IDE -də proqramlaşdırılmışdır.

Tövsiyə olunan yaşlar: 8+ (və ya sxemlər və sadə vasitələrlə rahat uşaqlar)

Çətinlik: Başlanğıc

Orta qiymət: ~ 25 dollar

Circuit Playground Express və ya CPX, kod yazmağı öyrənmək, başqalarına kod yazmağı öyrətmək və yeni başlayanlar üçün həm mütəxəssislər üçün sürətli prototiplər hazırlamaq üçün faydalı bir vasitədir.

Circuit Playground Express, Adafruit Industries tərəfindən yaradılan güclü və çox yönlü bir mikro nəzarətçidir.

Avadanlıq Xüsusiyyətləri

• CPX, eyni zamanda kapasitiv toxunuşlu olan 7 Rəqəmsal/Analog Giriş və Çıxış ("G/Ç") halqalarına malikdir!

  • 1 "əsl" Analog I/O üzüyü
  • 2 Çıxış üzüyü (3.3V)
  • 3 Ground (GND) pinləri
• Güc girişi mikro USB kabeli və ya batareya paketi konnektoru vasitəsilə 3-5 VDC olmalıdır.

• Təyyarədə çoxlu giriş, çıxış və sensorlar da var!

  • 10 Mini Neopiksel (hər rəng ola bilər)
  • 2 düymə (A, B)
  • 1 sürüşmə açarı

  • İnfraqırmızı ötürücü və alıcı

    Uzaqdan idarəetmə kodlarını qəbul edə/ötürə, CPX -lər arasında mesaj göndərə və məsafə sensoru kimi çıxış edə bilər

  • Akselerometr
  • Səs sensoru və mini dinamik
  • İşıq və Temperatur Sensorları

Proqramlaşdırma dili: Blok əsaslı və ya Javascript (www. MakeCode.org); CircuitPython və Wiring (Arduino IDE) istifadə edə bilərsiniz

Nümunə Layihə: Minecraft Jest Controller!

Alış/Ətraflı Məlumat: Adafruit Industries

Addım 6: Makey Makey

Xüsusilə sxem və kod qurmadan texnologiya ilə oynamaq istəyənlər üçün elektronikada və kodlaşdırmada yeni olan uşaqlar və gənclər üçün əla olan interaktiv bir giriş mikrokontrolörü.

Tövsiyə olunan yaşlar: 5+ (və ya sadə alətlərlə rahat uşaqlar)

Çətinlik: Başlanğıc

Orta qiymət: ~ 50 dollar

Makey Makey elektronika və texnologiyaya böyük bir ilk addımdır - proqramlaşdırma tələb olunmur! Timsah kliplərini yastiqciklərə bağlayın və sonra müəyyən klaviatura və siçan düymələrini işə salmaq üçün əllər, meyvə və ya metal əşyalar kimi hər hansı bir keçirici material bağlayın.

Makey Makey, Arduino ilə uyğun bir lövhədir, yəni Arduino İnteqrasiya İnkişaf Mühitindən ("IDE") istifadə edərək yenidən proqramlaşdıra bilərsiniz.

Avadanlıq Xüsusiyyətləri

• Makey Makey, lövhənin ön hissəsində altı (6) tutumlu toxunma yastığına malikdir:

  • Dörd klaviatura ox düyməsini idarə edir,
  • Biri boşluğu idarə edir və
  • Biri siçanın sol klikinə nəzarət edir.

• Lövhənin arxasında daha çox nəzarət üçün başlıq pinləri var (həmçinin kapasitiv toxunuş):

  • Hərfləri eşidən altı (6) sancaq,
  • Oxları göstərən dörd (4) sancaq,
  • Siçan düymələrini göstərən iki (2) sancaq və
  • Boşluq düyməsini göstərən bir (1) pin.
  • Üç (3) ümumi I/O pinləri, 5V güc pinləri və torpaq pinləri də var.

Proqramlaşdırma dili: Yeni başlayanlar üçün tətbiq edilmir; Scratch proqramları yaza bilər (blok əsaslı); Kablolama proqramında yenidən proqramlaşdıra bilərsiniz (Arduino IDE)

Nümunə Layihələr

Başlayanlar: Döşəmə Piano

Orta: İnteraktiv Sorğu Oyunu!

Alın/Daha çox məlumat əldə edin: Makey Makey veb saytı

Addım 7: Digər Ümumi lövhələr

Bir dərslikdə əhatə etmək üçün çox sayda mikro nəzarətçi var. Xüsusi bir xüsusi ehtiyacınız varsa, ehtimal ki, bunun üçün bir mikro nəzarətçi var (tətbiqlər kimi!). Bu təlimatda qeyd edilməyən digər lövhələrdən bəzilərini hiss etmək üçün SparkFun Electronics və Adafruit Industries -in inventarlarını araşdırın və/və ya bu sahədəki insanlardan soruşun!

Budur, bəyəndiklərimdən bir neçəsi:

Foton hissəcikləri

Arduino Nanoya oxşar olaraq, Photon simsiz proqramlaşdırıla bilən WiFi ilə əlaqəli bir mikro nəzarətçidir. Ən asan quraşdırma (pulsuz) bir smartfon tətbiqindən istifadə edir, ancaq Arduino*ilə demək olar ki, eyni dildə birbaşa USB vasitəsilə proqramlaşdırıla bilərsə.

Tövsiyə olunan yaşlar: 12+ (və ya uşaqlar sxemlərlə və kodlaşdırmada rahatdır)

Çətinlik: Orta

Qiymət: ~ 20 dollar

Daha çox məlumat və Photon quruluşunu əldə etmək üçün buradakı Particle online mağazasını ziyarət edin.

Proqramlaşdırma dili: Kablolama (az və ya çox)

Nümunə Layihə

IoT Sənaye Ölçüsü

*Kablolama kod çərçivəsidir, buna görə də Arduino kodlarının çoxu dəyişiklik etmədən işləyəcək. C/C ++ və ya ARM montajında da yaza bilər

Adafruit HUZZAH ESP8266 Breakout

Çox kiçik, super ucuz (və hazırda IoT* cəmiyyətində çox populyardır) WiFi mikro nəzarətçisi. Bir FTDI və ya konsol kabelinə ehtiyacınız olacaq. Bu lövhəni və ya NodeMCU -nun Lua Tərcüməçisini proqramlaşdırmaq üçün Arduino IDE -dən istifadə edə bilərsiniz.

Tövsiyə olunan yaşlar: 14+ (və ya uşaqlar və avadanlıq və proqram təminatı ilə rahat)

Çətinlik: Orta ++

Qiymət: ~ 10 dollar

Daha çox məlumat üçün HUZZAH Adafruit məhsul səhifəsinə daxil olun.

(SparkFun da oxşar bir lövhəyə malikdir - "ESP8266 Şeyi", burada ~ 15 dollara tapa bilərsiniz.)

Proqramlaşdırma Dili: Lua (Python kimi) və ya Kablolama (Arduino IDE)

*IoT, "Əşyaların İnterneti" mənasını verir, bu, sensorlar və məişət elektroniği kimi müxtəlif aparat cihazlarının İnternetə qoşulmasını və idarə edilməsini nəzərdə tutur.

Adafruit Biblo M0

Kompüterlə mikrokontrolör arasındakı xətləri pozan kiçik, lakin güclü bir mikro nəzarətçi (ATSAMD21E18 32 bit Cortex M0 prosessoruna malikdir). Circuit Python və ya Arudino IDE ilə proqramlaşdırıla bilər.

Tövsiyə olunan yaşlar: 14+ (və ya uşaqlar, hardware və proqram təminatı ilə rahat)

Çətinlik: Orta

Qiymət: ~ 9 dollar

Daha çox məlumat üçün Trinket M0 üçün Adafruit məhsul səhifəsinə daxil olun.

Proqramlaşdırma dili: CircuitPython və ya Wiring (Arduino IDE)

Arduino Zero -ya qoşula bilən mikrokontrolörlərə bənzər bir ton digər M0 lövhələri var. Bu, ehtiyaclarınıza və ya xəyallarınıza uyğun gəlmirsə, Adafruit və SparkFun saytlarında axtarış edin!

Addım 8: Geyinilə bilən mikro nəzarətçilər

Geyilə bilən layihələr üçün hazırlanmış bir neçə mikro nəzarətçi də var!

Bunları xüsusi edən şey, yuyula bilmələridir, buna görə də onları hazırladığınız möhtəşəm layihədən çıxartmaq lazım deyil (ancaq batareyanı çıxarın!).

Geyinilə bilən mikrokontrolörlərin geyim və tikiş sxemlərini keçirici iplə tikməyi asanlaşdıran xüsusi I/O pinləri də var. Budur, bəyəndiklərimdən bir neçəsi:

Adafruit FLORA

14 giriş və çıxışı olan dairəvi tikişli mikro nəzarətçi. Yuyula bilər (ancaq batareyanı çıxarın).

Tövsiyə olunan yaşlar: 12+ (və ya uşaqlar sxemlərlə və kodlaşdırmada rahatdır)

Çətinlik: Orta

Qiymət: 15 dollar

Proqramlaşdırma dili: Kablolama (Arduino IDE)

Ətraflı məlumat üçün Adafruit FLORA məhsul səhifəsinə daxil olun.

Arduino Gemma

3 giriş və çıxışı olan kiçik tikişli mikro nəzarətçi. Gizlənmək, kiçik əşyalara bağlanmaq və zərgərlik yaratmaq üçün mükəmməldir.

Tövsiyə olunan yaşlar: 12+

Çətinlik: Orta

Qiymət: ~ 5 dollar

Proqramlaşdırma dili: Kablolama (Arduino IDE)

Daha çox məlumat üçün Arduino Gemma məhsul səhifəsinə daxil olun.

Arduino Lilypad

14 mövcud giriş və çıxışı olan dairəvi tikişli mikro nəzarətçi.

Tövsiyə olunan yaşlar: 12+

Çətinlik: Orta

Qiymət: ~ 25 dollar

Proqramlaşdırma dili: Kablolama (Arduino IDE)

Daha çox məlumat üçün Lilypad üçün SparkFun məhsul səhifəsinə daxil olun.

Addım 9: Raspberry Pi 3

Raspberry Pi və ya qısaca Pi, xüsusi bir Linux versiyasını işlədən və aparatı idarə etmək üçün proqramlaşdırıla bilən kredit kartı ölçülü bir kompüterdir*.

Tövsiyə olunan yaşlar: 12+Və ya kodlaşdırma və cəbr ilə rahat olan uşaqlar

Çətinlik: Orta (kompüter kimi asan)

Orta qiymət: ~ 35 dollar

Raspberry Pi kompüteri və ya qısaca Pi, "standart" bir kompüter olaraq və ya hər cür hardware layihələri üçün nəzarətçi olaraq istifadə edilə bilər. Uşaqların kod yazmağı öyrənmələri və istifadə etmələri üçün əla bir ilk kompüterdir və robot mütəxəssislərindən tutmuş 3D printerlərə qədər ev avtomatlaşdırma sistemlərinə qədər hər cür elektron layihələr qurmaq üçün aparat mütəxəssisləri tərəfindən geniş istifadə olunur!

Raspberry Pi elektronika qurma tərzimizi dəyişdi! Bir neçə fərqli versiya var, ən son Raspberry Pi 3 və Pi Zero, Pi 3 -ün cəmi 10 dollara miniatür versiyasıdır.

Avadanlığa Baxış

• Tövsiyə olunan Əməliyyat Sistemi ("OS") Linux -un Raspbian adlı xüsusi bir versiyasıdır.

• Pi 40 Ümumi Məqsədli Giriş və Çıxış ("GPIO") pininə malikdir.

  • 26 Rəqəmsal G/Ç pinləri (Analog G/Ç yoxdur)
  • 4 Power Out pin (iki 3.3V və iki 5V)
  • 8 Torpaq (GND) sancağı
  • 2 Xüsusi Pin (I2C ID EEPROM, yalnız qabaqcıl istifadə üçün)

• Pi eyni zamanda ən standart kompüter xüsusiyyətlərinə malikdir:

  • 4 USB portu
  • 1 Ethernet portu
  • 1 HDMI portu
  • 1 Audio Jack
  • 1 Kamera Modulu Portu

Proqramlaşdırma Dili (GPIO pinləri üçün): Python və ya C ++

Bu tam bir kompüter olduğundan, digər mikrokontrolörlərin proqramlaşdırılması da daxil olmaqla istədiyiniz dildə proqramlaşdıra bilərsiniz!

Nümunə Layihələr

IoT Pet Monitor!

Zərbə qüvvəsi monitoru

Alış/Ətraflı Məlumat: Raspberry Pi Vəqfi

*Pi standart bir mikro nəzarətçiyə bənzər şəkildə istifadə edilə bilər və mikro nəzarətçiləri də idarə edə bilər! Əsasən, Pi çox zəhmlidir və texniki olaraq kompüter olsa belə daxil etməliyəm *

Addım 10: Son Fikirlər

Yeni başlamısınızsa və hər cür layihə qurmaq istəyirsinizsə, Circuit Playground Express -i məsləhət görürəm. Ayağa qalxmaq çox asandır və bir ton gadgeta malikdir.

Kompüter şəbəkəsi, süni intellekt və ya İnternetə bir şey bağlamaq (məsələn, "Ağıllı Ev" hazırlamaq) ilə çox maraqlanırsınızsa, Raspberry Pi təklif edirəm.

Sağlam, sabit və etibarlı bir lövhənin müxtəlif layihələr qurmasını istəyirsinizsə, bir Arduino ilə gedin.

Hələ haradan başlayacağınız barədə heç bir fikriniz yoxdursa və tamamilə qorxudulubsa, Micro: Bit ilə başlayın - cəmi 15 dollardır və üzərində oynamaq üçün çox gözəl şeylər var. Üstəlik, dostunuz üçün bir şey alsanız, lil mesajlarını irəli -geri göndərə bilərsiniz:)

Sizə verə biləcəyim ən yaxşı məsləhət, həvəsli olduğunuz bir layihəni tapmaq və onu qurmaqdır! İnternetdə çox sayda dərs var, buna görə eyni və ya oxşar bir layihə quran birini axtarın. Araşdırmalarınızı qurun və istədiyiniz kimi düzəldin!

Əlbəttə ki, əlaqəli suallarınızı şərhlərdə buraxın və kömək etmək üçün əlimdən gələni edəcəyəm!

Xoşbəxt hack!