? как подключить кнопку к ардуино

Что такое Arduino Nano?

Arduino Это уже классика в мире бесплатного оборудования и в мире производителей. С его разработкой и программным обеспечением вы можете создавать множество проектов, предел которых — ваше воображение и ну … конечно, некоторые технические ограничения. Но они позволяют изучать электронику, программирование, а также творить настоящие чудеса.

Даже профессиональные проекты основаны на этих досках для разработки. В случае Arduino Nano, это уменьшенная версия de Arduino UNO. Это сводит к минимуму потребление энергии, а также означает, что для размещения тюка требуется меньше места, что делает его идеальным для проектов, где важен размер.

Это не тарелка Arduino UNO точно в миниатюре, как вы увидите, есть некоторые важные технические отличия. И это не альтернатива LilyPad. Но он разделяет другие характеристики и суть, которые присутствуют во всех проектах Arduino. Конечно, его можно запрограммировать таким же Arduino IDE как и остальные.

технические характеристики

Плата Arduino Nano имеет некоторые технические характеристики, которые вы должны знать, прежде чем начинать с нее, в дополнение к оцените, действительно ли это то, что вам нужно для вашего проекта или не соответствует вашим ожиданиям.

те технические характеристики являются:

• Это небольшая, гибкая и простая в использовании плата микроконтроллера.
• Он основан на микроконтроллере Atmel ATmega328p или MCU в версиях 3.x и на ATmega168 в предыдущих версиях. В любом случае он работает на частоте 16 МГц.
• Память состоит из 16 или 32 КБ флэш-памяти в зависимости от версии (2 КБ используется для загрузчика), с 1 или 2 КБ памяти SRAM и 512 байт или 1 КБ EEPROM в зависимости от MCU.
• Он имеет напряжение питания 5 В, но входное напряжение может варьироваться от 7 до 12 В.
• Он имеет 14 цифровых контактов, 8 аналоговых контактов, 2 контакта сброса и 6 контактов питания (Vcc и GND). Из аналоговых и цифровых выводов им назначено несколько дополнительных функций, таких как pinMode () и digitalWrite () и analogRead () для аналогов. В случае аналогов они допускают 10-битное разрешение от 0 до 5 В. На цифровых устройствах 22 могут использоваться как выходы. ШИМ.
• Он не включает розетку постоянного тока.
• Он использует стандартный miniUSB для подключения к компьютеру для программирования или питания.
• Его потребляемая мощность составляет 19 мА.
• Размер печатной платы 18×45 мм, вес всего 7 грамм.

Распиновка и таблица данных

На этом изображении, любезно предоставленном Arduino, вы можете увидеть распиновка или предрасположенность контактов и соединений, которые вы можете найти на этой плате разработки. Как видите, у Arduino Nano не так много контактов ввода-вывода, как у его сестер, но для большинства проектов их достаточно.

Если вы хотите увидеть более подробную информацию, вы можете получить доступ таблицы данных которые существуют для этой версии Arduino Nano:

• Технический паспорт в PDF
• Файлы Eagle
• Электронная схема Arduino Nano
• Скачать распиновку в PDF

Отличия от других плат Arduino Mini и Micro

В официальный Arduinos Вы можете найти те версии, о которых мы говорили в этом блоге, такие как UNO, Mega и т. Д. Еще один — это Arduino Nano, который имеет следующие отличия, которые вы видели в предыдущих разделах.

Однако делать краткое изложение наиболее выдающихся, они являются наиболее важными по сравнению с другими официальными пластинами небольшого размера:

• Он был разработан с той же целью, что и Arduino Mini, только у Nano есть порт miniUSB запрограммировать и подпитать энергией.
• Su цена он находится между Arduino Mini и Arduino Micro.
• Остальные характеристики можно увидеть в следующих таблица:

совместимость

Плата Arduino Nano — это совместим со всеми видами электронных компонентов как и остальные тарелки. Нет никаких ограничений, кроме поддерживаемых максимальных ограничений по току и напряжению. Но в противном случае вы можете использовать любой компонент, который хотите все видели в HwLibre.

Работа программного обеспечения

Интерфейс DS5000

Программа, приведённая в Приложении, написана для взаимодействия DS5000 с DS1307 с помощью двухпроводного интерфейса. DS5000 запрограммирован с использованием макетной платы DS5000T фирмы Dallas Semiconductor, которая позволяет использовать ПК в качестве терминала ввода/вывода. Программные средства KIT5K поставляемые вместе с макетной платой DS5000T обеспечивают высокоуровневый интерфейс для загрузки программных приложений в DS5000 или установки его параметров через Program command. Программное обеспечение KIT5K содержит эмулятор терминала ввода/вывода, чтобы позволить пользователю запускать программные приложения в микроконтроллер DS5000, который связан с пользователем через COM порт ПК.

Исходный код DS1307

Первый раздел исходного кода, расположенный в Приложении, используется при конфигурации DS5000 для последовательного соединения с ПК. Также в начале кода находится подпрограмма MASTER_CONTROLLER, которая используется для управления демонстрационной программой.

Подпрограммы, которые следуют непосредственно за подпрограммой MASTER_CONTROLLER, являются драйверами низкого уровня и служат для управления двухпроводным интерфейсом. Они не являются индивидуальными для DS1307, а могут быть использованы с любым совместимым с двухпроводным интерфейсом «ведомым» устройством. Вот эти подпрограммы:

SEND_START

Подпрограмма используется для генерации состояния START на двухпроводной шине.

SEND_STOP

Подпрограмма используется для генерации состояния STOP на двухпроводной шине.

SEND_BYTE

Подпрограмма посылает 8-разрядное слово (первым является старший значащий бит (MSB)) по двухпроводной шине и девятый тактовый импульс для импульса подтверждения приёма.

READ_BYTE

Подпрограмма читает 8-разрядное слово с двухпроводной шины. Она проверяет очищен ли флаг LASTREAD после того, как считан последний байт из «ведомого» устройства. Если это был не последний байт, то DS5000 посылает импульс подтверждения по девятому тактовому импульсу, а если это был последний считанный байт из «ведомого» устройства, то DS5000 посылает «неподтверждение».

SCL_HIGH

Подпрограмма осуществляет переход линии SCL из низкого в высокое состояние и обеспечивает высокое состояние линии SCL перед продолжением.

DELAY и DELAY_4

Эти две подпрограммы включены для обеспечения сохранения временной диаграммы двухпроводной шины.

Остальная часть кода, включённая в приложение, специально предназначена для демонстрации функций DS1307. Продемонстрированы следующие функции:

Setting Time

Время считывается с клавиатуры и сохраняется в сверхоперативной памяти DS5000. Затем оно передаётся по двухпроводной шине в DS1307.

Set RAM

Одиночный байт в шестнадцатеричном виде считывается с клавиатуры и записывается в RAM DS1307.

Read Date/Time

Дата и время считываются по двухпроводной шине и сохраняются в сверхоперативной памяти DS5000. Затем они выводятся на экран. Это продолжается до тех пор, пока не будет нажата кнопка на клавиатуре.

OSC On/OSC Off

Тактовый генератор DS1307 может быть включен или выключен.

SQW/OUT On/SQW/OUT Off

Функция SQW/OUT может быть включена или выключена. Она будет переключаться на частоте 1 Гц.

Таблица 1. AC электрические характеристики

Заключение

Было показано, как правильно подсоединять напрямую DS1307 или любое двухпроводное «ведомое» устройство к 8051-совместимому микроконтроллеру. Соединение должно быть таким, чтобы временная диаграмма двухпроводного интерфейса на микроконтроллере не нарушалась драйверами низкого уровня. Для этого в программный код должны быть включены подпрограммы задержки. Приведённых в таблице 1 эффективных значений, придерживались при конфигурации аппаратной части, описанной в данном техническом руководстве.

Документация

Главная —
Микросхемы —
DOC —
ЖКИ —
Источники питания —
Электромеханика —
Интерфейсы —
Программы —
Применения —
Статьи

Важные страницы

• Набор GyverKIT – большой стартовый набор Arduino моей разработки, продаётся в России
• Каталог ссылок на дешёвые Ардуины, датчики, модули и прочие железки с AliExpress у проверенных продавцов
• Подборка библиотек для Arduino, самых интересных и полезных, официальных и не очень
• Полная документация по языку Ардуино, все встроенные функции и макро, все доступные типы данных
• Сборник полезных алгоритмов для написания скетчей: структура кода, таймеры, фильтры, парсинг данных
• Видео уроки по программированию Arduino с канала “Заметки Ардуинщика” – одни из самых подробных в рунете
• Поддержать автора за работу над уроками
• Обратная связь – сообщить об ошибке в уроке или предложить дополнение по тексту (alex@alexgyver.ru)

Arduino Uno pinout — Power Supply

There are 3 ways to power the Arduino Uno:

• Barrel Jack — The Barrel jack, or DC Power Jack can be used to power your Arduino board. The barrel jack is usually connected to a wall adapter. The board can be powered by 5-20 volts but the manufacturer recommends to keep it between 7-12 volts. Above 12 volts, the regulators might overheat, and below 7 volts, might not suffice.
• VIN Pin — This pin is used to power the Arduino Uno board using an external power source. The voltage should be within the range mentioned above.
• USB cable  — when connected to the computer, provides 5 volts at 500mA.

There is a polarity protection diode connecting between the positive of the barrel jack to the VIN pin, rated at 1 Ampere.

The power source you use determines the power you have available for your circuit. For instance, powering the circuit using the USB limits you to 500mA. Take into consideration that this is also used for powering the MCU, its peripherals, the on-board regulators, and the components connected to it. When powering your circuit through the barrel jack or VIN, the maximum capacity available is determined by the 5 and 3.3 volts regulators on-board the Arduino.

5v and 3v3

They provide regulated 5 and 3.3v to power external components according to manufacturer specifications.

GND

In the Arduino Uno pinout, you can find 5 GND pins, which are all interconnected.

The GND pins are used to close the electrical circuit and provide a common logic reference level throughout your circuit. Always make sure that all GNDs (of the Arduino, peripherals and components) are connected to one another and have a common ground.

• RESET — resets the Arduino
• IOREF —  This pin is the input/output reference. It provides the voltage reference with which the microcontroller operates.

Встроенный светодиод в Arduino Uno и Nano

На самом деле нам не обязательно знать о нюансах работы со светодиодами для начала практической деятлеьности. Первые эксперименты вполне можно провести со встроенным светодиодом платы Ардуино. В подавляющем большинстве плат он будет подключен к пину 13. Вы можете без труда найти светящиеся элементы платы – они загораются и мигают разным цветом при включении. Это и есть встроенные светодиоды.

Далеко не все “лампочки на плате” доступны нам для управления из скетча. Некоторые из них служат индикаторами обмена данными через те или иные протоколы (например, UART), другие информируют о включении питания и режиме работы платы. Светодиод, присоединенный к пину 13 платы может загореться и погаснуть при включении платы, а затем его работа определяется встроенным скетчем.

На некоторых вариантах плат количество источников света ограничено и 13 пин оказывается не подключенным. Это делается ради экономии потребляемой электроэнергии, ведь led-лампочка всегда приводит к повышенному потреблению электричества. В некоторых проектах, требующих увеличенного времени работы от аккумуляторов, “прожорливые лампочки” приходится выпаивать принудительно.

Модули и решения «умного дома» на Ардуино

Основным элементом умного дома является центральная плата микроконтроллера. Две и более соединенных между собой плат, отвечают за взаимодействие всех элементов системы.

Существует три основных микроконтроллера в системе:

Arduino UNO – средних размеров плата с собственным процессором и памятью. Основа — микроконтроллер ATmega328.  В наличии 14 цифровых входов/выходов (6 из них можно использовать как ШИМ выводы), 6 аналоговых входов, кварцевый резонатор 16 МГц, USB-порт (на некоторых платах USB-B), разъем для внутрисхемного программирования, кнопка RESET. Флэш-память – 32 Кб, оперативная память (SRAM) – 2 Кб, энергонезависимая память (EEPROM) – 1 Кб.

Arduino UNO

Arduino NANO – плата минимальных габаритов с микроконтроллером ATmega328. Отличие от UNO – компактность, за счет используемого типа контактных площадок – так называемого «гребня из ножек».

Arduino Nano

Arduino MEGA – больших размеров плата с микроконтроллером ATMega 2560. Тактовая частота 16 МГц (как и в UNO), цифровых пинов 54 вместо 14, а аналоговых 16, вместо 6. Флэш-память – 256 Кб, SRAM – 8 Кб, EEPROM – 4.

Arduino Mega

Arduino UNO – самая распространённая плата, так как с ней проще работать в плане монтажных работ. Плата NANO меньше в размерах и компактнее – это позволяет разместить ее в любом уголке умного дома. MEGA используется для сложных задач.

Сейчас на рынке представлено 3 поколение плат (R3) Ардуино. Обычно, при покупке платы, в комплект входит обучающий набор для собирания StarterKit, содержащий:

1. Шаговый двигатель.
2. Манипулятор управления.
3. Электросхематическое реле SRD-05VDC-SL-C 5 В.
4. Беспаечная плата для макета MB-102.
5. Модуль с картой доступа и и двумя метками.
6. Звуковой датчик LM393.
7. Датчик с замером уровня жидкости.
8. Два простейших устройства отображения цифровой информации.
9. LCD-дисплей для вывода множества символов.
10. LED-матрица ТС15-11GWA.
11. Трехцветный RGB-модуль.
12. Температурный датчик и измеритель влажности DHT11.
13. Модуль риал тайм DS1302.
14. Сервопривод SG-90.
15. ИК-Пульт ДУ.
16. Матрица клавиатуры на 16 кнопок.
17. Микросхема 74HC595N сдвиговый регистр для получения дополнительных выходов.
18. Основные небольшие компоненты электроники для составления схемы.

Можно найти и более укомплектованный набор для создания своими руками умного дома на Ардуино с нуля. А для реализации иного проекта, кроме элементов обучающего комплекта, понадобятся дополнительные вещи и модули.

Сенсоры и датчики

Чтобы контролировать температуру и влажность в доме и в подвальном помещении, потребуется датчик измерения температуры и влажности. В конструкторе умного дома это плата, соединяющая в себе датчики температуры, влажности и LCD дисплей для вывода данных.

Плата дополняется совместимыми датчиками движения или иными PIR-сенсорами, которые определяют присутствие или отсутствие человека в зоне действия, и привязывается через реле к освещению.

Датчик Arduino

Газовый датчик позволит быстро отреагировать на задымленность, углекислоту или утечку газа, и позволит при подключении к схеме, автоматически включить вытяжку.

Газовый датчик Arduino

Реле

Компонент схемы «Реле» соединяет друг с другом электрические цепи с разными параметрами. Реле включает и выключает внешние устройства с помощью размыкания и замыкания электрической цепи, в которой они находятся. С помощью данного модуля, управление освещением происходит также, если бы человек стоял и самостоятельно переключал тумблер.

Реле Arduino

Светодиоды могут указывать состояние, в котором реле находится в данным момент времени. Например, красный – освещение выключено, зеленый – освещение есть. Схема подключение к лампе выглядит так.

Для более крупного проекта лучше применять шину реле, например, восьмиканальный модуль реле 5V.

Контроллер

В качестве контроллера выступает плата Arduino UNO. Для монтажа необходимо знать:

описание элементов;

распиновку платы;

принципиальную схему работы платы;

распиновку микроконтролеера ATMega 328.

Программная настройка

Программирование подключенных элементов Ардуино происходит в редакторе IDE. Скачать его можно с официального сайта. Для программирования можно использовать готовые библиотеки.

https://youtube.com/watch?v=OsXFswotVNI

Или воспользоваться готовым скетч решением Ardublock – графический язык программирования, встраиваемый в IDE. По сути, вам нужно только скачать и установить ПО, а затем использовать блоки для создания схемы.

https://youtube.com/watch?v=jVhLUIBYWL8

Исходный код

Осталось написать простой код для нашего реле Ардуино и протестировать модуль на то, как он будет работать. Сам код достаточно простой, мы будем просто использовать контакт 7 для управления реле, поэтому мы определим его как выход и создадим программу, которая будет просто активировать и деактивировать реле каждые 3 секунды. Здесь я еще раз упомяну, что вход модуля работает обратно, поэтому низкий логический уровень на входе фактически активирует реле, и наоборот.

int in1 = 7;

void setup() {
  pinMode(in1, OUTPUT);
  digitalWrite(in1, HIGH);
}

void loop() {
  digitalWrite(in1, LOW);
  delay(3000);
  digitalWrite(in1, HIGH);
  delay(3000);
}

Были протестирована 3 устройства на основе данного примера. Сначала лампочка мощностью 100 Вт, затем настольная лампа и тепловентилятор. Все эти устройства работают на 220В. Таким образом возможно управлять любым высоковольтным устройством с помощью Arduino или любого другого микроконтроллера. И, конечно, возможности безграничны, например, мы можем управлять устройствами с помощью пульта дистанционного управления телевизора, Bluetooth, SMS, Интернета и так далее.

Проекты Arduino для начинающих

Если посмотреть  на все проекты ардуино, информация о которых доступна в интернете, то можно их разделить на несколько основных групп:

Начальные учебные проекты, не претендующие на какое-то важное практическое использование, но помогающие разобраться в разных аспектах платформы.Мигающие светодиоды – маячок, мигалка, светофор и другие.
Проекты с датчиками: от простейших аналоговых до цифровых, использующих разнообразные протоколы для обмена данными.
Устройства регистрации и отображения информации.
Машины и устройства с сервоприводами и шаговыми двигателями.
Устройства с использованием различных беспроводных видов связи и GPS.

Проекты для автоматизации жилья – умные дома на Arduino, а также отдельные элементы управления домашней инфраструктурой.
Разнообразные автономные машины и роботы.
Проекты для исследования природы и автоматизации сельского хозяйства
Необычные и креативные – как правило, развлекательные проекты.

По каждой из этих групп можно найти множество самых разнообразных материалов в книгах и на сайтах. В этой статье мы начнем знакомство с описанием наиболее простых проектов, с которых рекомендуется стартовать начинающим.

Как создавать проект на ардуино

Проект Ардуино – это всегда сочетание электронной схемы, некоторых связанных друг с другом аппаратных и механических устройств, системы питания и программного обеспечения, управляющего всем этим хаосом. Поэтому приступая к работе, вы должны твердо понимать, что создавая устройство в одиночестве, вы должны будете стать и программистом, и электронщиком, и конструктором.

Если речь идет не об учебном проекте, то вы обязательно столкнетесь со следующими этапами реализации с такими вот задачами:

• Придумать что-то, что будет полезно и (или) интересно для окружающих. Даже самый простой проект несет какую-то пользу – как минимум, он помогает изучать новые технологии.
• Собрать схему, подключить модули друг к другу и к контроллеру.
• Написать скетч (программу) в специальной среде и загрузить ее в контроллер.
• Проверить, как все работает вместе, и исправить ошибки.
• После тестирования – готовиться к созданию готового устройства. Это означает, нужно собрать устройство в каком-то пригодном для эксплуатации корпусе, предусмотреть систему питания, связи с окружающей средой.
• Если вы собираетесь распространять созданные вами устройства, то придется также заняться дизайном, системой транспортировки, задуматься о безопасности использования необученными пользователями и обучением этих самых пользователей.
• Если ваше устройство работает, оно протестировано и обладает какими-то преимуществами перед другими решениями, то можно попытаться сделать из вашего инженерного уже бизнес-проект, попробовать привлечь инвестиции.

Каждый из этих этапов создания проекта достоин отдельной статьи

Но мы уделим главное внимание этапам сборки электронных схем (основы электроники) и программирования контроллера

Электронные схемы

Электронные схемы обычно собираются с применением макетных плат, скрепляющих элементы друг с другом без пайки и скрутки. О том, как работают модули и схемы подключения можно узнать на нашем сайте. Обычно в описании проекта указаны способы монтажа деталей. Но для большинства популярных модулей есть уже десятки готовых схем и примеров в интернете.

Программирование

Создание и прошивка скетчей производится в специальной программе  – среде программирования.  Наиболее популярной версией такой среды является Arduino IDE. На нашем сайте вы сможете найти информацию о том, как скачать, установить и настроить эту программу.

Общие принципы работы шаговых двигателей

Внешний вид шагового двигателя 28BYJ-48 представлен на следующем рисунке:

Первый вопрос, который напрашивается при взгляде на этот рисунок – почему в отличие от обычного двигателя из этого шагового двигателя выходят 5 проводов различных цветов? Чтобы понять это давайте сначала разберемся с принципами работы шагового двигателя.

Начнем с того, что шаговые двигатели не вращаются, а “шагают”, поэтому они и называются шаговыми двигателями. То есть в один момент времени они будут передвигаться только на один шаг. Чтобы добиться этого в устройстве шаговых двигателей присутствует несколько катушек и на эти катушки нужно подавать питание в определенной последовательности чтобы двигатель вращался (шагал). При подаче питания на каждую катушку двигатель делает один шаг, при последовательной подаче питания на катушки двигатель будет совершать непрерывные шаги, то есть вращаться. Давайте более подробно рассмотрим катушки, присутствующие внутри шагового двигателя.

Как можно видеть из рисунка, двигатель имеет однополярную катушку с 5 выводами. Но фактически это 4 катушки, на которые нужно подавать питание в определенной последовательности. На красные провода необходимо подать +5V, на остальные 4 провода необходимо подать землю чтобы запустить в работу соответствующую катушку. Мы будем использовать плату Arduino чтобы подавать питание на эти катушки в определенной последовательности и тем самым заставлять двигатель вращаться. Более подробно ознакомиться с принципами работы шаговых двигателей можно в статье про подключение шагового двигателя к микроконтроллеру AVR.

Так почему же этот двигатель называется 28BYJ-48? Честно говоря, мы не знаем точного ответа на этот вопрос. Некоторые наиболее важные технические характеристики этого шагового двигателя приведены на следующем рисунке.

На первый взгляд от такого количества характеристик может закружиться голова, но давайте попробуем выделить из них самые важные, те, которые нам понадобятся для дальнейшей работы. Во-первых, мы знаем, что это шаговый двигатель 5V, поэтому необходимо подавать на красный провод 5V. Также мы знаем что это четырехфазный шаговый двигатель поскольку в нем четыре катушки. Передаточное число этого двигателя — 1: 64. Это означает, что вал, который вы видите снаружи, сделает одно полное вращение в том случае, когда двигатель внутри сделает 64 оборота. Это происходит благодаря шестерням, которые включены между двигателем и выходным валом. Эти шестерни помогают в увеличении крутящего момента.

Еще одним важным показателем, который нам следует знать, является угол шага: 5.625°/64. Это значит что когда двигатель сделает последовательность в 8 шагов он будет поворачиваться на 5.625° при каждом шаге и за один полный оборот он сделает 64 шага (5.625*64=360).

Расчет шагов на оборот для шагового двигателя

Важно знать, как рассчитать количество шагов за один оборот для вашего шагового двигателя, потому что только тогда вы можете эффективно его запрограммировать. В Arduino для управления двигателем мы будем использовать 4-шаговую последовательность, поэтому угол шага будет составлять 11.25°

Поскольку изначально он равен 5.625°(приведен в даташите), то для 8 шаговой последовательности получим 11.25° (5.625*2=11.25)

В Arduino для управления двигателем мы будем использовать 4-шаговую последовательность, поэтому угол шага будет составлять 11.25°. Поскольку изначально он равен 5.625°(приведен в даташите), то для 8 шаговой последовательности получим 11.25° (5.625*2=11.25).

Справедлива следующая формула:

Количество шагов за оборот = 360 / угол шага.

В нашем случае 360/11.25 = 32 шага за оборот.

Похожие записи:

Нормы освещенности рабочих мест и производственных помещений Коэффициент использования светового потока уличных led-светильников Как пользоваться мультиметром: инструкция для новичков Подключение розетки 380в Удельное сопротивление марок стали Основы взаимодействия andriod и arduino микроконтроллеров