Состав стартера (точка входа для начинающих ардуинщиков)


Данное описание призвано дать краткий обзор состава StarterKit-а и самые общие представления о назначении его компонентов (или освежить основательно забытые знания). По мере написания заметок о примерах включения и применения, этих компонентов, пост будет обрастать ссылками, становясь чем-то вроде оглавления, к чему-то вроде курса-инструкции.

Если вы совсем начинающий в электронике, рекомендую читать заметки по-порядку.
Если программирование для вас тоже в новинку, стоит начать со знакомства с «C/C++» (например такая книжка — Блокнот программиста Arduino), более кратко познакомится с особенностями программирования Ардуино(для уже знакомых с C/C++) можно тут.
Ну а если вам вдруг и что такое Ардуина невдомёк читаем: 1 2 3 4, быстрый старт + что можно сделать из всех этих непонятных слов.

Все примеры старались сделать максимально простыми, доступными и, главное, краткими. Поэтому подразумеваеся, что вы всё же немного ознакомились с темой; вас не пугают слова нолик, единичка, ШИМ(PWM) и подобные базовые понятия. Что вы уже установили драйвера и ИДЕ-шку, и уже занете как залить скетч в плату и что подразумевается под словами вывод в ком-порт.

Ещё отмазка.
Приведённые условные графические обозначения не претендуют на строгое соответствие ГОСТам и т.п. — в любительской практике попадаются схемы самых разнообразных стандартов, а сами любители часто не сильно придерживаются их. Собственно гуляя по нашему сайту вы сами сможете в этом убедиться=)
Так что если вам попадётся незнакомая закорючка — не ищите долго строгих соответствий — немного фантазии и здравого смысла и всё станет ясно=) Кстати, ГОСТ-овые обозначения довольно подробно описал товарищ Luan.

Итак, состав:
Макетка, провода — для соединения компонентов в ваших проектах без применения пайки.
Соединения на схеме изображаются линиями, соединения — точками. Пустой мелкий кружок — разъёмное соединение, подключение к внешним цепям, клемма. Минус питания часто называют «землёй» (не путать с заземлением), изображают этакой палочкой — они по схеме могут быть разбросаны в самых неожиданных местах — так рисовать удобнее — не нужно тащить кучу линий.

(кстати, на деле так светодиоды включать не стоит=)
Подробно про использование беспаечной макетки вы можете почитать здесь.

Кнопки — для коммутации сигналов. Можно использовать не только для взаимодействия пользователя с девайсом но и как датчик положения(концевой выключатель), датчик веса, давления и т.п.
На схеме обозначаются как выключатель:

карандашом подрисована шляпа — по совдеповским стандартам, именно эта часть означает, что она кнопка и без фиксации.
Бывают очень разные, в стартере самые простые — тактовые без фиксации с одной контактной группой, 5 штук.
Как их подключать к ардуине и что писать в скетче для них можете прочитать здесь.

Светодиоды — это такие «лампочки» маленькие — мало кушают и ярко светят. Можно показывать режим работы, можно мигать весело, а отдельные экземпляры и освещать недурственно могут.
Более длинный вывод — анод — сюда надо подавать плюсик (лог. единицу, HIGH)
А спил корпуса(линзы) — со стороны катода — эту ножку нужно воткнуть в GND (или подать лог. «ноль» — LOW)

Называют их ещё «СИД» или «LED» — Свето Излучающий Диод, Light-Emitting Diode.
Бывают разных цветов свечения, формы, размеров и яркости.
В стартере 3х цветов круглые, 5-и миллиметровые, с диффузионной(рассеивающей) линзой, стандартные.

Подробно про включение и работу с ним вы можете почитать здесь.

RGB светодиод — это три светодиода (Red, Green, Blue — красный, зелёный, синий) объединённые в одном корпусе — один общий катод и по аноду на каждый цвет.

Меняя ток через каналы можно получить любой цвет, поэтому такие СИДы ещё называют полноцветными.
как его подключить и что с ним можно сделать смотрите тут.

Резисторы постоянные — по сути проводник обладающий определённым электрическим сопротивлением. Их часто так и называют — «сопротивление».
Служат для ограничения тока в цепи. (например для ограничения тока питания светодиода.) Согласно закону ома на резисторе падает напряжение пропорциональное его сопротивлению, поэтому второе применение — делители напряжения.
На наш манер обозначается прямоугольником, на буржуйский — угловатой пружинкой:

Сопротивление на современных обозначается цветными кольцами — расшифровка по таблице, + есть множество программ как на настольные ОСи так и на андройды/айоси.
Бывают разных номиналов (сопротивлений), мощности, типов корпуса, типов резистивного элемента.
В стартере 6 популярных номиналов, все 0,25Вт, углеродные, плёночные.

Подробности о жизни резисторов — многабукав с картинками.

Резисторные сборки — несколько резисторов (одного номинала) объединённых в одном корпусе. Если надо подтянуть несколько ножек контроллера, запитать линейку светодиодов и т.п. очень удобно.


Бывают разных номиналов, типов коммутации, количества резисторов.
В стартере сборке 4х популярных номиналов, 8-резисторные с общим выводом.

Пример использования.

Переменные резисторы— резистор сопротивление которого можно менять в процессе работы. Можно регулировать громкость, задавать угол поворота сервомашинки, менять яркость свечения светодиода, использовать как датчик угла поворота т.п. Они имеют удобный для вращения вал-ручку(ещё называют движок) и три вывода.

Если использовать только два вывода(средний и крайний) — то можно получить перемнное(регулируемое) сопротивление — такую деталь (включение) называют реостат. А если задействовать все три вывода мы получим регулируемый делитель — потенциометр.
Различаются номиналом (сопротивление между крайними выводами), количеством оборотов, характеристикой изменения сопротивления от угла поворота.
В стартере — 10-килоомный, однооборотный, линейный.

Почитать про переменные резисторы можно в там же где и про постоянные — многабукав с картинками.

Подстроечные резисторы — тоже самое что переменный, только вместо вала-ручки утопленный в корпус вал со шлицами под отвёртку.

Применяют там где не надо крутить(настраивать) ежедневно (ежеминутно), а лишь всего несколько раз за время эксплуатации устройства и торчащий вал, который можно задеть и сбить настройку, не нужен.
В стартере 10ком однооборотный, в комплекте LCD для настройки контраста.

Фоторезистор — резистор уменьшающий своё сопротивление под действием света.
Служат датчиками освещённости.

Различаются диапазоном измениия сопротивления и спектральной чувствительностью.
В стартере 300Ком-12Ком, видимого спектра.

Включение и использование — старая статья

Диоды (выпрямительные) — пропускают ток только в одном направлении. При приложении к аноду «плюса», а к катоду «минуса» (GND) диод открывается — пропускает ток. Служат для выпрямления переменного тока, для коммутации, для защиты цепей от переполюсовки. Катод обозначается полосой на корпусе.

Бывают на разное напряжение и ток.
В стартере 4 распространённых диода — 1N4007 на 1А 1000В.

Транзисторы — служат для усиления сигналов. Но это в аналоговой технике, а в цифровой, обычно применяются в виде ключей(включатель-выключатель). Имеется три ножки — база коллектор и эмиттер.

Слаботочный сигнал на базе управляет более значительным током, текущим через коллектор-эмиттер. Выводы ардуины имеют малую нагрузочную способность — на прямую что-то мощнее светодиода подключать нельзя. Так что, если хочется управлять более мощной нагрузкой — светодиодными лентами, лампами, реле, моторчиками и т.п. можно поставить транзистор.
Бывают разных типов, разной проводимости, на разный ток и напряжение.
В стартере — биполярные, NPN, 40В, 600мА.

Конденсаторы — две обкладки разделённые диэлектриком обладающие ёмкостью. Конденсаторы часто так и называют — «ёмкость». Служат для накопления энергии и сглаживания пульсаций напряжения. В цифровой технике применяются для построения интегрирующих и дифференцирующех цепочек, в качестве обвязки микросхем (для снижения пульсаций по питанию) и для снижения просадок от включения мощной нагрузки — например сервомашинки.
Бывают с разным типом диэлектрика, на разное напряжение и ёмкость.
В стартере самый ходовой «цифровой» номинал — 0.1мкф на 50В — керамический.

И на 1мкф, 10мкф, 100мкф на 50В — электролитические.


Минусовой вывод(нижний) отмечен полосой с минусиками.
Внимание! при включении электролитических конденсаторов необходимо соблюдать полярность — при переполюсовке, при подаче переменного тока или превышении рабочего напряжения, электролитические конденсаторы могут перегреться, вскипеть и лопнуть(взорваться) — современные делают это не слишком шумно и опасно, но весьма вонюче=(

Пьезопищалка — Звуковой излучатель на пьезоэлектрике. Пьезоэлектрик это такое вещество, которое при приложении к нему напряжения — деформируется, а при деформации само вырабатывает электричество.
В пищалке пьезоэлектрик приклеен к металлической пластинке — если на него подать переменное напряжение — импульсы, то он начнёт вибрировать с их частотой жужать, гудеть или пищать. Если же пластинку приклеить к чему нибудь (стеклу, детали какой-нибудь)- то можно будет измерять уровень вибрации данной поверхности.

Использование в качестве генератора гнусных звуков — старая статья.

Датчик температуры — в стартере DS18B20 — целая микросхема, корпусом напоминающая транзистор. Общается она с контроллером по протоколу 1-Wire, и как следует из названия измеряет температуру в диапазоне -55…+125 с точностью 0,50C.

Подробно про включение и работу с ним вы можете почитать здесь.

Экран — в стартере имеется знакосинтезирующий ЖК экран на 16 символов, 2 строки. Экран содержит контроллер и самостоятельно рисует буковки и циферки которые ему передаёт основной контроллер (ардуина, например)

Подробно про включение и работу с ним вы можете почитать здесь.

Серва — по сути, это мотор-редуктор, способный поворачивать выходной вал строго в заданное положение (на угол) и удерживать его там, вопреки сопротивлениям и возмущениям недружелюбной среды. Задаётся этот угол шириной импульсов поступающих на сигнальный провод.

Подробно про включение и работу с сервомашинкой вы можете почитать здесь. А про внутренности тут.

редакция 03.12.2012

По теме
Подготовка к работе с Arduino/CraftDuino
Ардуино что это и зачем?
Почему Arduino побеждает и почему он здесь, чтобы остаться?
Arduino, термины, начало работы
Разновидности плат Arduino, а также про клоны, оригиналы и совместимость
КМБ для начинающих ардуинщиков


0 комментариев на «“Состав стартера (точка входа для начинающих ардуинщиков)”»

    • Тем, что ардуинщики их больше любят=))
      У фоторезистора более плавная характеристика (освещённость/сопротивление) — для измерения освещённости он лучше подойдёт. У фототранзисторов спад резкий — им удобно определять свет/тьма, без градаций.
      К тому же фототранзисторы, которые мне попадались, сплошь на ИК диапазон, правда специально я не искал.

    • Понятно… Надо будет попробовать резисторы, а то транзисторы меня не порадовали именно крутостью характеристики…

Добавить комментарий

Arduino

Что такое Arduino?
Зачем мне Arduino?
Начало работы с Arduino
Для начинающих ардуинщиков
Радиодетали (точка входа для начинающих ардуинщиков)
Первые шаги с Arduino

Разделы

  1. Преимуществ нет, за исключением читабельности: тип bool обычно имеет размер 1 байт, как и uint8_t. Думаю, компилятор в обоих случаях…

  2. Добрый день! Я недавно начал изучать программирование под STM32 и ваши уроки просто бесценны! Хотел узнать зачем использовать переменную типа…

3D-печать AI Android Arduino Bluetooth CraftDuino DIY IDE iRobot Kinect LEGO OpenCV Open Source Python Raspberry Pi RoboCraft ROS swarm ИК автоматизация андроид балансировать бионика версия видео военный датчик дрон интерфейс камера кибервесна конкурс манипулятор машинное обучение наше нейронная сеть подводный пылесос работа распознавание робот робототехника светодиод сервомашинка собака управление ходить шаг за шагом шаговый двигатель шилд

OpenCV
Робототехника
Будущее за бионическими роботами?
Нейронная сеть - введение