תערוכת מוצרי האלקטרוניקה השנתית מתקיימת, מה שאומר שאלפי אנשים ירדו ללאס וגאס כדי לבהות באשפה שאוספת האבק של השנה הבאה. אולי אתה יכול לעשות יותר טוב. אולי הגיע הזמן לבדוק את Arduino.
המילה Arduino עשויה להעלות תמונה של חנון רחב פה מצטופף מעל שולחן עבודה, אבל הפשטות שלה הופכת אותה לנקודת כניסה לאלקטרוניקה אפילו לבלתי מיומנים מבחינה אלקטרונית. נתאר את היסודות של הארדואינו עצמו, מה המשמעות של ערבוביית החוטים המטורפת, ולאחר מכן נעבור כיצד להשתמש בקוד ובסכמות של אנשים אחרים כדי לבנות את פרויקט האלקטרוניקה הראשון שלך, ללא צורך בתכנות.
יש לנוהציג את חלקנו בפריצות חכמות של Arduinoלאורך השנים. למרות שהתהליך עבור רבים מהם עשוי להיראות מסובך להפליא וחנון בשפע, קל להפתיע להתחיל. עבור מדריך זה, אנו הולכים שלב אחר שלב כיצד להשתמש ב- Arduino ליצירת תצוגת אור סביבה (ראה תמונה מימין) שמריץ נתונים מהמחשב שלך. פרויקט זה לוקח את מידע הצבע מהמחשב שלך ומאיר רצועה של אורות מאחורי הצג בצבע דומה. זה יכול לעזור להפחית את עומס העיניים על ידי הגדלת האור מאחורי המחשב שלך, אבל זה גם מהווה תוספת ויזואלית נהדרת לחוויית הצפייה בסרטים שלך (ולכן התכונה היא נקודת מכירה שלכמה טלוויזיות). לפני שנצלול לתוך הפרויקט הזה, בואו נעבור במהירות על היסודות שמאחורי Arduino, וכמה מהפרויקטים השונים שתוכלו לבצע רק באמצעות קוד Arduino החינמי של אחרים, בקוד פתוח.
מה זה לעזאזל ארדואינו?
למי שלא יודע מה, ארדואינו נראה כמו מכונה קטנה ומטורפת שמתחברת לפיסת פלסטיק קטנה עם חוטים זעירים. ברגע שיש לך ערכה בידיים, זה מתחיל להיות קצת יותר הגיוני.
בבסיסו, ה- Arduino הוא לוח מיקרו-בקר קטן וניתן לתכנות שמקבל ומאחסן קוד מהמחשב שלך המסוגל להגיע לתוצאות מגניבות החל משליטה באור ועד יצירת מוזיקה. הלוח, שפת התכנות ורוב הפרויקטים שאתה מוצא באינטרנט הם קוד פתוח. זה אומר שאתה יכול לערוך ולהשתמש בהם כדי להתאים לצרכים שלך. מכיוון שהוא קוד פתוח, פשוט ויש לו תג מחיר של $25, Arduino הפך לכלי מומלץ ליצירה ושיתוף של פרויקטי עשה זאת בעצמך אלקטרוניים.
הארדואינו עצמו הוא לוח פיזי שמתחבר למחשב שלך באמצעות כבל USB ומוריד קוד מאפליקציה במחשב האישי שלך. אתה יכול למצוא הדרכות התקנה עבור Windows, Mac ו-Linuxבאתר הרשמי של Arduino. התוכנה, הנקראת גם Arduino, היא המקום שבו אתה מתכנת קוד משלך (או סקיצות, כפי שתוכנת Arduino מתייחסת אליהם). למתחילים ב-Arduino כמונו, זה המקום שבו אתה מדביק את הקוד מפרויקטים של אנשים אחרים. כאשר אתה שולח את הקוד לארדואינו מהמחשב שלך, הקוד מאוחסן בארדואינו עצמו. אתה יכול להעלות ולמחוק קוד מה-Arduino שלך כמה שתרצה.
כדי להתחיל, אני ממליץ לרכוש אחד מחבילות המתנע הגדולות יותר, כך שיש לך את כל החלקים השונים שאתה צריך כדי להפעיל את רוב הפרויקטים.ערכת הניסויים של Adafruit ($85.00)אוֹערכת הממציא של SparkFun (94.95$)שניהם כוללים מבחר טוב של חלקים ומדריכים לשימוש בהם. בנוסף למה שאתה מקבל באלה, טוב לשמור על אמולטימטר ($15)מסביב לבדוק את הרכיבים החשמליים ואמלחם ($9.95)ליצור חיבורי חוטים עם הלחמה.
פרויקטים מגניבים של ארדואינו שתוכלו לבצע באמצעות קוד של אנשים אחרים
אמנם אתה יכול (בסופו של דבר) ללמוד לקוד פרויקטים של Arduino בעצמך ולגרום ל-Arduino שלך לעשות כמעט הכל, אתה יכול גם פשוט לסגת מפרויקטים של קוד פתוח שכבר זמינים (זה מה שמשתמש Arduino מתחיל זה עשה). ידע בתכנות אינו נדרש כדי להתחיל עם Arduino. אתה רק צריך קצת סבלנות. מורכבות הפרויקט משתנה, אך ניתן לבצע את רובם אך ורק עם ארדואינו ומחשב.
בתור מתחיל בעצמי, רבים מהפרויקטים האלה נראו קצת מדהימים, אבל ניסיתי את כוחי גם ב-Luminch One (מנורה אינטראקטיבית), במוד המגבר וגם באור הסביבתי של המחשב עם הצלחה. מכיוון שבדרך כלל אני מתעורר לפני שהשמש זורחת, הפרויקט הבא שלי הוא שעון הזריחה כדי שאוכל להחליק את תהליך היציאה מהמיטה. הנה טעימה קטנה מכמה מהפרויקטים הפשוטים של Arduino שאתה יכול לעשות בעצמך, אין צורך בניסיון בתכנות.
כבה מגבר קולנוע ביתי סרק:אם אתה משהו כמוני, אתה משאיר באופן עקבי את המגבר שלך דולק לאחר האזנה למוזיקה או צפייה בסרטים. פריצת Arduino חכמה זו מנטרת את רמות השמע ומכבה את המגבר שלך כאשר הוא לא בשימוש.
עקוב אחר חום המחשב שלך:אתה יכול להשתמשתוכניות לניטור חום המחשב שלך, אבל אם אתה מחפש דרך מהנה וראוותנית לספר לך מה קורה, הפרויקט הזה משתמש ב- Arduino כדי לנטר את הטמפרטורה בתוך המארז שלך. אם הוא מתחמם מדי, הוא נדלק כדי שתדע מה קורה.
שעון מעורר זריחה:התעוררות לאזעקה מבאסת לא משנה כמה אתה רגיל לזה. שעון הזריחה פותר את הבעיה על ידי חימום החדר בצבעים ואורות דמויי זריחה לפני הפעלת אזעקה. זה נראה קצת מסובך בגלל מספר הכבלים, אבל כל עוד אתה יכול לעקוב אחר הכל זה קל להפתיע.
אור מבוקר גל אחד של Luminch:Luminch One היא מנורה אינטראקטיבית שתוכל לשלוט בה על ידי הנפת היד כדי לשלוט בבהירות. פרויקט זה נראה מסובך למדי במבט ראשון, אבל עיקר הקושי הוא להרכיב את האהיל מעץ בלסה.
תאורת סביבה למחשב: הוספת אורות סביבה למחשב יכולה להפוך את חווית הצפייה בווידאו שלך למגניבה במיוחד. באמצעות Arduino וקצת קוד במחשב האישי שלך, הוא עוקב אחר המסך שלך ויוצר תאורה מאחורי המסך שלך. אנחנו הולכים להדריך אותך בפרויקט הזה של הפרויקט של Rajarshi Roy בחלק הבא.
בנה תאורת סביבה למחשב האישי שלך
בעוד שאנשים רבים אוהבים להשתמש בארדואינו כדי להפעיל את הרעיונות שלהם, ארדואינו יכול לשמש גם ככלי לביצוע פרויקטים שבהם מישהו אחר עשה את כל העבודה הקשה. תחשוב על הארדואינו כאן כעל מפתח אלן בקופסה של איקאה. כל שעליכם לעשות הוא לעקוב אחר ההוראות ולקבל את התוצאות הנכונות. בואו נסתכל אילו חלקים אתם צריכים עבור פרויקט PC Ambient Lighting.
החלקים שאתה צריך
ארדואינו
13 חוטי מגשר (6$ לחבילה של 75):אתה כבר יודע מה זה חוט, אבל חוטים הם הלחם והחמאה שגורמים לפרויקטים של ארדואינו לעבוד. אתה משתמש בחוטים כדי לחבר את הארדואינו ללוח הלחם וליצור את המעגלים שגורמים לכל דבר לתקשר. זו הסיבה שאתה רואה סרטים שבהם הם צריכים לחתוך חוט כדי למנוע מפצצה להתפוצץ. אם אתה מנתק חיבור זה יכול לעצור את כל המערכת מלפעול.
רצועת LED RGB ($15.95):זה הליבה של הפרויקט שלנו. רצועת האורות הזו תידלק באותו צבע כמו מסך המחשב שלך ותגרום לזה להיראות כאילו המסך גדול ממה שהוא באמת. נורות LED בודדות נפוצות בפרויקטים של ארדואינו מכיוון שהן מספקות הוכחה לכך שמעגל עובד.
מלחם והלחמה ($9.95):מלחם משמש ליצירת חיבורים חדשים וקבועים בין חלקים באמצעות הלחמה. בדרך כלל אתה לא צריך לעשות שום דבר יותר מסובך מאשר לחבר חוט אחד למשנהו עבור פרויקטים של Arduino. אתה יכול לברוח עם סרט חשמלי עבור הפרויקט הזה אם אתה צריך, אבל הלחמה היא תמיד הבחירה הטובה יותר.
קרש לחם (5$):לוח הלחם יוצר חיבורים בין מוצרי אלקטרוניקה שונים מבלי להלחים אותם יחד. הוא מורכב מרשת של חורים זעירים שבהם ניתן לחבר רכיבים שונים. החורים האלה מקושרים כמו Lite-Brite קטן. בצד החיצוני של הלוח, הם מקושרים אופקית כך שקצה אחד של הלוח מחובר לקצה השני. מבפנים הם מקושרים אנכית. זה גורם לכך שחוט אחד יכול לשלוח מידע לרכיב אחר מבלי צורך לחבר אותם פיזית. זה שבתמונה מימין הוא מיני קרש לחם שהתנסינו בו, אבל הפרויקט הזה קל יותר עם קרש לחם בגודל רגיל.
דרייבר למעגל LED (60¢):נהגי מעגלים משמשים במקום קוד אלקטרוני מסובך. קיימים מספר סוגים שונים של מעגלים, אך עבור פרויקט זה אנו משתמשים במנהל התקן LED כך שהוא יכול לשלוט על האורות ללא הרבה עבודה נוספת.
ספק כוח 12V DC ($5.95):זהו ספק הכוח הסטנדרטי שלך 12V. אולי אפילו יש לך אחד שוכב בבית שאתה יכול להשתמש בו לפרויקט הזה. אתה יכול למצוא את המתח בחלק האחורי של לבנת ספק כוח או מתחת למלקחיים תחת "פלט". אנו משתמשים בו כדי להפעיל ישירות את הנוריות, וזו הסיבה שלא תחבר אותו לארדואינו עצמו.
מתאם DC Barrel Jack (95¢):מתאם זה מחבר את ספק הכוח ללוח הלחם ישירות כך שלא תצטרך לחבר את כבל אספקת החשמל לשניים ולעשות זאת בעצמך. זה אופציונלי, אבל מפשט מעט את הפרויקט.
שלב אפס: התקן את Arduino, Processing ומנהלי ההתקן של Arduino במחשב שלך
הורד והתקן אתעיבודוארדואינותוכנה אם עדיין לא עשית זאת. אתה צריך גם להוריד אתמנהלי התקנים USB תואמי Arduinoכך שהמכונה שלך תוכל להתממשק כראוי עם Arduino. אם אתה מתקשה לגרום לתוכנה לפעול, עיין בהמדריך המצוין של ליידיאדהלתהליך ההגדרה הראשוני של Arduino.
שלב ראשון: העתק, הדבק והפעל את הקוד בעיבוד
פתח את עיבוד במחשב שלך. העתק והדבק את קוד העיבוד (זה הטקסט הכתום) מהבלוג של ראג'רשי רוילתוך עיבוד. לחץ על Sketch > Run. זה יפתח חלון קטן על מסך המחשב שלך המציג את הצבע הבולט ביותר כרגע על המסך ובסופו של דבר ייצא אותו אל הארדואינו. אם החלון לא נפתח על המסך שלך, התוכנית לא פועלת. חזור על השלבים וודא שהוא בונה כהלכה את הסקריפט.
שלב שני: העתק, הדבק והפעל את הקוד ב- Arduino
פתח את תוכנת Arduino והדבק את קוד Arduino (הטקסט בתיבה ליד תחתית הפוסט) לתוך סקיצה חדשה. לחץ על Sketch > Verify / Compile כדי לוודא שהקוד נמצא כמו שצריך. שמור את הקובץ ולאחר מכן חבר את Arduino למחשב שלך עם כבל ה-USB. לחץ על קובץ > העלה. כעת הכל מוכן בצד התוכנה. לעת עתה, אתה יכול לנתק את הארדואינו מהמחשב כי אנחנו הולכים להרכיב את המעגל.
שלב שלישי: חבר את מנהל ההתקן של המעגל ורצועת ה-LED ללוח הלחם
חיבור המעגל הוא החלק המפחיד ביותר. למרבה המזל, Rajarshi מספק לנו אתמונה ברזולוציה גבוהה להעתקה. אם התמונה עדיין מבלבלת לך, פישטנו אותה יותר. אתה יכול ללחוץ על התמונה מימין כדי להגדיל אותה כדי לקבל תצוגה קלה להבנה של מה לעשות.
התחל על ידי חיבור דרייבר המעגל למרכז לוח הלחם שלך, זו תהיה נקודת ההתייחסות שלך לכל השאר. לאחר מכן, אנו הולכים לקדם את רצועת ה-LED על ידי ביצוע הלחמה קלה מאוד. עם מלחם, ארבעה כבלי מגשר ורצועת LED,עקוב אחר הדרכה זו כדי להלחים ולחבר את חוטי המגשר לרצועה. אם אתה לא מרגיש בנוח עם הלחמה, הצלחתי עם סרט חשמלי כדי ליצור את החיבורים בין החוטים לרצועת LED, אבל זה לא פתרון קבוע.
שלב רביעי: חבר את כל הכבלים הנותרים
חבר את כל הכבלים הנותרים בדיוק כמו שאתה רואה בתמונה של Rajarshi. אתה צריך ליצור רק תשעה חיבורים, אבל אם אתה מתקשה לעקוב, עבוד משמאל לימין. זה הכי קל אם יש לך אלוח לחם דומה לתמונה, אבל זה לא חובה. רק ודא שהכבלים שלך מסודרים בצורה אופקית ואנכית בדיוק כמו בתמונה.
שלב חמישי: חבר את ספק הכוח ומתאם DC Barrel Jack
מתאם החשמל 12V מחובר בפינה השמאלית העליונה. במקום לחבר כבל כמו בתמונה, אנחנו הולכים לחבר את מתאם DC Barrel Jack כדי שלא נצטרך לדאוג לחתוך ספק כוח. הצמד את מתאם השקע לאותו מקום כמו בתרשים שלנו. לאחר מכן חבר את ספק הכוח.
אם ברצונך להפוך את ההגדרה שלך לזהה להדרכה של ראג'רשי, עליך לנתק את קצה המתאם של ספק הכוח שלך, להפשיט מעט את הפלסטיק בחזרה עם סכין שירות או חותכי חשמל, ולאחר מכן לחבר אותו לתוךמסוף כזה. אם אתה מתקשה עם החלק החיתוך,סרטון זה ילווה אותך בתהליך.
שלב שישי: חבר את Arduino למחשב, הפעל עיבוד ובדוק
כאשר לוח הלחם שלך מחובר ל- Arduino וספק הכוח מחובר לשקע, חבר את ה- Arduino בחזרה למחשב באמצעות כבל ה-USB. לאחר מכן, הפעל את קוד העיבוד שהידורנו קודם לכן. הנוריות ב- Arduino אמורות להאיר כדי לשקף את צבעי המחשב שלך. כבו את האורות, הציגו סרט ותיהנו מתאורת הסביבה שלכם עשה זאת בעצמך.
פתרון בעיות
אם משהו לא עובד כמו שצריך, במדור התגובות בבלוג של Rajarshi יש מגוון רחב של פתרונות מהאקרים אחרים ושל Rajarshi עצמו. Rajarshi גם מוסיף כמה הערות לבעיות הנפוצות שאתה עלול להיתקל בהן (קישורים נוספו):
כדי לבדוק אם פס ה-LED וספק הכוח עובדים, חבר ישירות את +12V של ספק הכוח שלך לפין +12V של הרצועה והארקה של ספק הכוח לכל פין R,G,B אחד בכל פעם כדי לראות אם הם נדלקים.
כדי לבדוק אם ה-Arduino שלך שומר את הקוד המהבהב בזיכרון שלו, ודא שקוד ההבהוב הפשוט של LED פועל לאחר ניתוק וחיבור מחדש לחשמל.
קוד העיבוד עובד (עם ארדואינו מחובר כמובן) אם אתה רואה אותו פועל וצבע בקופסה משתנה כמו שצריך. אם לא, שנה את מספר היציאה הסידורית בקוד. אם זה עדיין לא עובד,
בדוק את התקנת ה-Java שלך
.
אם כל האמור לעיל עובד, זה חייב להיות הקשרים שלך.
קריאה נוספת ומקורות
ההליכה שלך בפרויקט פשוט לא מספיקה כדי להבין את כל מה שהארדואינו יכול לעשות. הנה כמה מהמדריכים, החנויות והפורומים המועדפים עלינו שאליהם תוכל לפנות לקבלת עזרה.
הדרכת Arduino של Ladyada:עבורי, זו הייתה ההדרכה הטובה ביותר לתחילת העבודה עם הארדואינו שלי. זהו מדריך פשוט ולינארי שמביא אותך להכיר את הפונקציות הבסיסיות של הארדואינו. זה מנחה אותך בתהליך כדי לגרום לאורות להאיר, לצלילים לזמזום ולחלקים להתנדנד.
הדרכות רשמיות לדוגמה של ארדואינו:תוכנת המחשב Arduino עמוסה בטונות של דוגמאות שתוכל להשתמש בהן בקוד שלך או להפעיל אותה כחוויה לימודית. האתר הרשמי מנחה אותך בכל אחת מהדוגמאות הכלולות בהורדה הראשונית שלך של התוכנה. זה נהדר אם אתה רואה דוגמה עם שם קליט כמו tonePitchFollower ורוצה לבדוק אותה בעצמך.
מדור הארדואינו של Instructables:מדור Arduino של Instructables בשל עם רעיונות חדשים לפרויקטים. זה נהדר אם אתה רוצה לראות את סוגי הפרויקטים שאנשים אחרים משתמשים ב- Arduino עבורם או כדי לחפש פרויקט חדש.
הפוך את מדור Arduino של מגזין:מדור Arduino של Make Magazine הוא משאב ענק לפרויקטים חדשים, הסברים, מדריכים והדרכות. זהו המיקום הטוב ביותר למתחילים ולמומחים ב-Arduino.
תעשיות אדפרוט:Adafruit Industries היא החנות שפתחה Ladyada, שההדרכות שלה מקושרות למעלה. זוהי חנות מצוינת למעקב אחר כמעט כל חלק שאי פעם תצטרך. זה גם מקום טוב להיכנס לפורומים כדי לשתף או לבקש עזרה בפרויקטים.
Sparkfun אלקטרוניקה:היה לי המזל הטוב ביותר בהזמנתי מ-SparkFun Industries, אבל זה עשוי להיות חלקית בגלל שהם נמצאים באותו מצב כמוני. בלי קשר, הם מהירים, מוכנים לעזור למצוא חלקים ספציפיים, ויש להם מספר חלקים שקשה למצוא במלאי במקומות אחרים.
פורומים רשמיים:כאשר אתה בספק לגבי פרויקט או שאתה זקוק לעזרה כדי לגרום למשהו לעבוד, הפורום הרשמי הוא המקום הטוב ביותר לפנות אליו. הוא מלא באנשים מועילים שיכולים לבקר את הקוד שלך ולהדריך אותך בבעיות שעלולות להיות לך בפרויקטים ספציפיים.
כשמסתכלים עליו לראשונה, פרויקט ארדואינו הוא כאוס מוחלט, אבל האטה במעבר שלבים תחשוף כמה זה באמת פשוט. עד שתסיימו את ההדרכה הראשונה שלכם, יש לכם הבנה מוצקה של היסודות, ובסופו של דבר תוכלו לעבור לפרויקטים מסובכים יותר. מניסיוני הקצר עם Arduino גיליתי שעקומת הלמידה אינה תלולה כפי שהיא נראית בתחילה. לקחתי רק חמישה או שישה פרויקטים עד כה (וכשלתי בהשלמה פי שניים), אבל עכשיו אני מרגיש בנוח עם היסודות. אחרי כל פרויקט שהושלם אני מתקרב להורדת יחס היציאה, ואני מקווה שהוא בסופו של דבר ייעלם לחלוטין.
האם השלמת פרויקט ארדואינו משלך, פשוט או מורכב, באמצעות קוד של מישהו אחר או שלך? בואו לשמוע על זה בתגובות.
