Scheda Arduino: cos'è, a cosa serve e quali dispositivi si possono sviluppare con essa?

Una scheda Arduino è un bus elettronico che consente lo sviluppo di un'ampia varietà di dispositivi.Pertanto, è importante sapere a cosa servono questi componenti hardware e quali sono le loro funzioni principali.

Troverete queste informazioni nei paragrafi seguenti, nei quali Vi insegneremo anche l'anatomia della placca e gli elementi che la compongono.Inoltre, imparerai tutte le versioni di Arduino in un elenco completo.

Ma non è tutto, se continui a leggere, ti mostreremo I migliori progetti Arduino che puoi fare da solo e partendo da zero. Non tralasciare nemmeno un dettaglio.

Che cos'è una scheda Arduino e a cosa servono i suoi componenti hardware?

Le schede Arduino sono dispositivi elettronici utilizzati nella creazione di progetti di automazione.Robotica, acquisizione dati e tecnologia, tra gli altri settori. Si tratta di autobus estremamente versatili, disponibili in un'ampia varietà di modelli, ciascuno adattato alle esigenze specifiche dell'utente.

Sono costruiti da aziende Smart Projects, SparkFun Electronics (SFE) e GravitechMa questo non significa che non si possano trovare targhe personalizzate create dagli utenti stessi. Tieni presente che queste ultime Non hanno la stessa qualità e non offrono un supporto tecnico completo. cosa fanno i Arduino.

L'ambiente di programmazione si chiama IDE ed è compatibile con Linux, MacOS e WindowsTra gli altri. Per quanto riguarda l'hardware, qualsiasi scheda madre è composta da pin, porte USB, connettori, un microprocessore, memoria e altri componenti. Tra le versioni più note ha Arduino sono i ONE, Leonardo, Yun, ZERO e DOVUTOQuindi Prima di scegliere un modello, è fondamentale conoscerlo alla perfezione. tutte le caratteristiche e i vantaggi che ognuno offre.

Anatomia di una scheda Arduino: quali sono tutti gli elementi che la compongono?

Prenderemo come esempio UNO Arduino per mostrarti il elementi che compongono un piatto.

Questi sono:

• GND o massa. Questi connettori vengono utilizzati per collegare il circuito alla terra.
• Pin digitaliQuesti componenti vengono utilizzati per ricevere tensione tramite segnali. Sono serigrafati da 0 a 13; le schede diverse da UNO possono presentare marcature diverse per gli altri canali.
• Uscita TX y Ingresso RXSi tratta di spilli utilizzati in ambito digitale.
• Pulsante di ripristino, utilizzato per riavviare il processo elettronico della scheda.
• Programmatore seriale in-circuit noto anche come ICSPQuesto connettore viene utilizzato per installare programmi esternamente.
• Microcontrollore o MCUè responsabile dell'esecuzione delle operazioni richieste ad alta velocità.
• Pin analogiciNel modello Arduino UNO, questi connettori si trovano sui canali da A0 ad A5, hanno una risoluzione di 10 bit e una tensione da 0 a 5 V.
• Il perno VIN Svolge una duplice funzione: fornisce alimentazione esterna fino a 12V e funge da messa a terra.
• Pines 3 y 5VSono responsabili dell'erogazione di una tensione di uscita del tipo che porta il loro nome e hanno una capacità di corrente massima di 60 mA.
• RIPRISTINO PIN Si collega al pulsante RESET e svolge la funzione di ripristino del microcontrollore.
• Connettore USBche viene utilizzato per collegare la scheda al computer e per integrare il software programmato nell'IDE di Arduino.
• JackQuesto connettore viene utilizzato per alimentare la scheda con una tensione compresa tra 7 e 12 V.

Che tipo di dispositivi si possono creare e programmare utilizzando un Arduino?

Esistono numerosi dispositivi che possono creare e programmare utilizzando un ArduinoIl limite è molto ampio e dipenderà dalla tua capacità creativa di raggiungere nuovi risultati.

Tra i progetti più importanti figurano: 

• Semafori, stazioni meteorologicherobot, sensori di purificazione dell'aria, cartelli illuminati tramite WiFi, luci che si accendono a distanzasensori di movimento, Internet delle cose e distributori di caramelle.
• Automazione industrialeirrigazione a goccia in grandi campi, irrigazione a pioggiaControllo dell'alimentazione degli animali e protezione da gelo e grandine nelle piantagioni.

Quali sono tutti i tipi di schede Arduino disponibili e qual è la migliore?

È possibile trovare un'ampia varietà di modelli di targhe Arduino, con la versione UNO che è la più diffusa. Ciò è dovuto al numero di pin analogici e digitali che offre e alle prestazioni che garantisce. MCU e la memoria.

Ma questi non sono gli unici modelli che si possono trovare sul mercato; vengono prodotti anche i seguenti:

• BT: Questa scheda Arduino contiene un microcontrollore ATmega168 e un modulo compatibile con la connessione Bluetooth.
• Dovuto: Il microcontrollore Atmel SAM3X8E a 32 bit ARM Cortex-M3 è uno dei più potenti disponibili sulle schede Arduino. La sua grande versatilità deriva dalla capacità di eseguire operazioni in un singolo ciclo di clock.
• Esplora: La caratteristica più notevole di questa versione è la sua forma e l'inclusione di sensori di temperatura, luce e accelerometro. Dispone inoltre di una presa che può essere collegata a un grande schermo.
• Ethernet: Questa versione è simile alla UNO, ma include la possibilità di connettersi a Internet tramite porta Ethernet.
• Filo: Il microcontrollore ATmega328P consente un funzionamento simile alla versione Ethernet, ma con una frequenza di 8 MHz.
• Le basi dell'autenticità: Questa scheda madre italiana è dotata di un modulo Intel, 80 KB di SRAM e include connettività Bluetooth e giroscopio.
• Leonardo: Il componente principale di questa scheda Arduino è un microcontrollore ATmega32u4, che funziona con 32 KB di memoria flash. La caratteristica più importante di questa versione è la sua capacità di gestire 20 pin digitali e 12 pin analogici.
• LilyPad: Questa versione circolare di Arduino è dotata di un microcontrollore ATmega328V e dispone di 1 KB di SRAM.
• mega: Questa versione è dotata di un microcontrollore ATmega2560, che opera a 16 MHz. Dispone di 8 KB di SRAM e fino a 4 KB di EEPROM, ma non è tutto: include anche 54 pin digitali e 16 pin analogici. Ciò consente di lavorare agevolmente su progetti di grandi dimensioni.
• Micro: Come il modello successivo, si caratterizza per le dimensioni ridotte. È dotato di un microcontrollore ATmega32u4 a 16 MHz, quindi non rientra tra le versioni più potenti.
• nano: Questa versione di Arduino ha funzionalità simili alle altre, ma la sua caratteristica distintiva è la dimensione. Misurando solo 18,5 x 43,2 mm, può essere inclusa in progetti relativamente piccoli.
• In primo luogo: Una delle caratteristiche più notevoli della scheda è la sua capacità di connettersi al web e di realizzare progetti Internet of Things. È compatibile con connessioni Bluetooth e Wi-Fi.
• Pro e Pro Mini: Si tratta di due versioni che differiscono per dimensioni e si caratterizzano per un basso costo di acquisizione dovuto alle scarse prestazioni offerte.
• Star Otto: È dotato di un processore grafico ideale per progetti grafici. Il suo microcontrollore (MCU) è un SMT32F469BIT6 e dispone di 384 KB di memoria SRAM.
• TRE: Si tratta della prima scheda madre prodotta negli Stati Uniti e integra un microcontrollore Atmel ATMega32u4 da 16 MHz. Dispone di 32 KB di memoria flash e 2,5 KB di SRAM.
• Yun: Questa scheda Arduino è dotata di un microcontrollore ATmega32u4, la cui caratteristica più notevole è la compatibilità con la distribuzione Linux OpenWrt-Yun. Supporta inoltre connessioni Wi-Fi e LAN.
• Zero: Si tratta di una delle schede madri più potenti disponibili sul mercato, con un clock di 48 MHz, un microcontrollore Atmel SAMD21 e 32 KB di SRAM. Funziona a 3,3 V.

Esempi di progetti Arduino che puoi realizzare da zero

Di seguito ti mostreremo progetti che puoi realizzare da solo da zero con un scheda Arduino.

Iniziamo:

Sensore di parcheggio

Con una scheda Arduino è possibile creare un dispositivo in grado di rilevare la prossimità di un oggetto ed emettere un allarme. quando ti avvicini. È ideale da mettere in auto e avere uno strumento all'avanguardia a tua disposizione. Avrai bisogno di un Scheda Arduino UNOAvrai bisogno di un sensore puntatore laser con testa in rame, un ricevitore per il sensore, un LED generico e dei cavi di collegamento. Lo schema di cablaggio del circuito deve seguire quello mostrato.

una volta completare l'assemblaggio di tutti i componenti, dovrai farlo Copia il seguente codice.

La prima cosa da fare è associare tutte le variabili definite in qualsiasi libreria:

#includi #define DETECTH 2 #define DETECTHP 12 #define ACTIONH 8 #define DETECTL 9 #define DETECTLP 13 #define ACTIONL 10 int detectedH2 = digitalRead ( DETECTH ) ; #define LED 7 empty configuration () { begin ( 9600 ) ; print ( "Test" ) ; println () ; pinMode ( DETECTION, INPUT ) ; pinMode ( ACTIONH, OUTPUT ) ; / pinMode ( DETECTAR, INPUT ) ; pinMode ( ACTIONL, OUTPUT ) ; pinMode ( DETECTHP, OUTPUT ) ; pinMode ( DETECTLP, OUTPUT ) ; }

Quello che bisogna fare ora è dire alla scheda madre di spegnere ogni componente quando il consumo energetico è basso:

void loop() { idle(SLEEP_8S, ADC_OFF, TIMER2_OFF, TIMER1_OFF, TIMER0_OFF, SPI_OFF, USART0_OFF, TWI_OFF); print("STEP 1"); println(); for (int h; h < 30; h++) { print("Non fare nulla"); println(); } int detectedL2 = digitalRead(DETECTL); digitalWrite(ACTIONL, HIGH); digitalWrite(DETECTLP, HIGH); if (detectedL2 == HIGH) { print("Il sensore inferiore sta rilevando un laser"); if println(); digitalWrite(DETECTHP, LOW); digitalWrite(ACTIONH, LOW); digitalWrite(LED, LOW); }

Ora è necessario programmare i pin per alimentare il sensore quando eseguono diverse azioni:

altrimenti { se digital write ( ACTION H, HIGH ) ; digital write ( DETECTHP, HIGH ) ; print ( "Il laser non può essere visto dal sensore inferiore" ) ​​; altrimenti println () ; per ( int i = 0 , j = 1 ; i < 20000 ; i ++ ) { int detectedH2 = digitalRead ( DETECTH ) ; per int detectedL2 = digitalRead ( DETECTL ) ; print ( "ciclo for" ) ; println () ; se ( updatedH2 == HIGH ) { digitalWrite ( ACTIONL, LOW ) ; digital write ( DETECTL, LOW ) ; j ++ ; print ( "j ++" ) ; } altrimenti altrimenti { digital write ( ACTION H, LOW ) ; digital write ( DETECTHP, LOW ) ; digital write ( LED, HIGH ) ; print("NESSUN LASER"); altrimenti println(); delay(20000); digitalWrite(LED, LOW); /break; } } } print("Fine"); println(); }

Indicatore del livello dell'acqua

Per questo progetto avrai bisogno di una scheda Arduino Nano R3., un sensore a ultrasuoni, un modulo HC-12, LED rossi, verdi e gialli da 5 mm, un cicalino, resistori, un pulsante ON/OFF e uno schermo LCD. Dovrai effettuare il collegamento seguendo lo schema seguente.

Dopodiché, dovrai copiare il codice che abbiamo fornito qui sotto:

# include SoftwareSerial HC12 ( 4 , 5 );

Imposta i valori che desideri che il dispositivo abbia per funzionare:

int MinLevel = 24; int MaxLevel = 102; int power = 6; long dist_1 = 0; long dist_2 = 0; int Time = 0; int trig = 3; int echo = 2; empty configuration() { //Serial.begin(9600); HC12.begin(9600); pinMode(trig, OUTPUT); digitalWrite(trig, LOW); pinMode(echo, INPUT); pinMode(power, OUTPUT); digitalWrite(power, 1); } empty loop() { Time++; digitalWrite(trig, LOW); delayMicroseconds(5); digitalWrite(trig, HIGH); delayMicroseconds(10); digitalWrite(trig, LOW); dist_1 = ( pulseIn ( echo , ALTO )) * 0.034 / 2 ; if ( dist_1 < MaxLevel + 100 ) { Send_data ( dist_1 );} //Serial.print(dist_1); //Serial.print('\n '); delay ( 500 ); } void Send_data ( int dist_1 ) { int sent = map ( dist_1 , MinLevel , MaxLevel , 100 , 0 ); if ( Time == 100 ) { HC12 . write ( sent ); Time = 0 ; }

Per inviare informazioni quando il livello del serbatoio cambia, è necessario inserire:

if (dist_1 != dist_2) { HC12.write(sent); dist_2 = dist_1; } Calibra il sensore: print("lettura sensore-"); print(dist_1); print("valore inviato-"); print(sent); print('\n'); }

Anello luminoso esadecimale

Se sei una di quelle persone a cui piace registrare video con la fotocamera frontale del cellulare, puoi creare crea la tua luce ad anello con Arduino e aggiungere funzionalità facilmente personalizzabili. I materiali necessari sono: un Arduino NANO, microchip ATtiny85, LED e PCB.

Dovrai unire gli elementi seguendo lo schema mostrato nell'immagine, quindi copiare e incollare il codice:

#includi #define PIXEL_PIN 0 #define PIXEL_COUNT 36 Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel(PIXEL_COUNT, PIXEL_PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800); void set() { strip.start(); strip.show(); } void loop() { rainbow(20); } void rainbow(uint8_t wait) { uint16_t i, j; for (j = 0; j < 256; j++) { for (i = 0; i < strip.numPixels(); i++) { strip.setPixelColor(i, Wheel((i + j) and 255)); } strip.show(); delay(wait); } } uint32_t Wheel ( byte WheelPos ) { WheelPos = 255 - WheelPos ; if ( WheelPos < 85 ) { return strip . Colore ( 255 - WheelPos * 3 , 0 , WheelPos * 3 ); } if ( WheelPos < 170 ) { WheelPos - = 85 ; return strip . Colore ( 0 , WheelPos * 3 , 255 - WheelPos * 3 ); } WheelPos - = 170 ; return strip . Colore ( WheelPos * 3 , 255 - WheelPos * 3 , 0 ); }

Sensore di perdite di gas

Per questo progetto avrai bisogno di una scheda modello UNO, un sensore di rilevamento del gas e un sensore di idrogeno.Questo progetto, che include cavi e un motore a corrente continua da 12 volt, vi aiuterà a mantenere la sicurezza della vostra casa e di qualsiasi ambiente, in quanto è dotato di un sistema di rilevamento delle fughe di gas che vi avvisa di potenziali pericoli.

Per questo Dovrai montare le lenti seguendo lo schema che abbiamo incluso nell'immagine.

Successivamente, dovrai inserire questo codice nell'IDE di Arduino:

#includi LiquidCrystal lcd(8, 9, 10, 11, 12, 13); int Gas_Sensor_Value = 0; int Gas_Sensor = A0; int Piezo = 3; int electric_motor_1 = 4; int electric_motor_2 = 5; int electric_motor_3 = 6; int electric_motor_4 = 7; void configuration() { lcd.start(16, 2); pinMode(gas_sensor, INPUT); pinMode(Piezo, OUTPUT); pinMode(electric_motor_1, OUTPUT); pinMode(electric_motor_2, OUTPUT); pinMode(electric_motor_3, OUTPUT); pinMode(electric_motor_4, OUTPUT); } void loop() { lcd. clear(); Gas_Sensor_Value = analogRead(A0); if (Gas_Sensor_Value >= 700) { digitalWrite(Piezo, HIGH); digitalWrite(electric_motor_1, HIGH); digitalWrite(electric_motor_2, HIGH); digitalWrite(electric_motor_3, HIGH); digitalWrite(electric_motor_4, HIGH); lcd.print("Attenzione: perdita di gas"); delay(1000); } more { digitalWrite(Piezo, LOW); digitalWrite(electric_motor_1, LOW); digitalWrite(electric_motor_2, LOW); digitalWrite(electric_motor_3, LOW); digitalWrite(electric_motor_4, LOW); lcd.print("L'ambiente"); // Stampa un messaggio sullo schermo LCD. lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("È sicuro"); delay(1000); } }

Sensore di temperatura

Questo progetto ti permetterà per ottenere informazioni sulla temperatura in un ambiente e nei liquidiTi servirà una scheda madre. UNO Arduinouna breadboard, un sensore di temperatura, una resistenza da 4,75 kΩ e cavi di collegamento.

È necessario assemblare tutti i componenti come mostrato in figura.

Successivamente, dovrai inserire il seguente codice nell'IDE di Arduino: 

#includi #includi #define ONE_WIRE_BUS 2 OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS); DallasTemperature sensors(&oneWire); void setup(void) { begin(9600); println("Dallas Temperature IC Control Library Demo"); begin(); } void loop(void) { print("Richiesta temperature..."); requestTemperatures(); // Invia il comando per ottenere le letture della temperatura println("FATTO"); print("La temperatura è: "); print(sensors.getTempCByIndex(0)); delay(1000); }