Bądź: Wyszukaj na stronie z użyciem Google
reklama:

niedziela, 5 grudnia 2010

Budujemy robota Open Source. Część 1: Podstawy Arduino

Autor: , 15:05, niedziela, 5 grudnia 2010


Rozpoczynamy przyśpieszony kurs budowy prostych robotów
Długie zimowe wieczory można wypełniać na różne sposoby. Jak się okazuje, by zbudować ciekawe urządzenie nie jest wymagana znajomość praw Kirchhoffa, ani też dziesiątek fizycznych wzorów i ich wyprowadzeń. Wystarczy odrobina znajomości programowania i działająca wyobraźnia.

Zaczniemy od platformy, która będzie stanowiła "głowę" naszego urządzenia. Jako, że lutowanie miniaturowych układów scalonych nie jest ulubioną czynnością początkujących elektroników, tak więc skorzystamy z gotowego rozwiązania Arduino. Platforma ta określana jest jako Open Hardware, gdyż pełne jej "źródła" dostępne są na wolnych licencjach i każdy może przygotować wersję bardziej odpowiadającą swoim potrzebom.

Wygląd Arduino Uno z góry
Samo Arduino nie jest specjalnie skomplikowane, a głównym ułatwieniem w stosunku do składania całości ręcznie jest wbudowana obsługa USB oraz estetycznie wyprowadzone złącza. Prawdziwym mózgiem jest tutaj mikrokontroler, którym w najnowszej wersji (Arduino Uno) jest 8-bitowa Atmega328P.

O mikrokontrolerze zbyt dużo wiedzieć również nie trzeba. W jego przypadku istotna jest przede wszystkim ilość dostępnej pamięci, która dla Atmega328 wynosi 32 KB (0,5 KB użyte na bootloader). O ile więc programując dla standardowych komputerów, objętość kodu nie jest aż tak istotna, tutaj przy bardziej złożonych strukturach trzeba mieć to na uwadze.

Jeszcze jedną istotną informacją jest to, że wyjścia cyfrowe mogą zasilać podzespoły prądem o maksymalnej wartości 40 mA. Nie jest to dużo, jednak na początek powinno bez problemu wystarczyć. Warto jednak pamiętać o tym ograniczeniu podczas próby podłączania bezpośrednio żarówki, czy mocniejszego silniczka. Może to skończyć się spaleniem danego wyjścia.

Które piny do czego

Na początku liczba dostępnych pinów może wprowadzić dezorientację. Jak się jednak okazuje, po rozpoczęciu tworzenia nowych urządzeń równie szybko zaczyna ich brakować. Opierając się na zdjęciu powyżej, górne piny to wyjścia cyfrowe. Wystarczy do jednego z nich podłączyć na przykład dodatnią nóżkę diody LED (anodę), drugi jej koniec (katodę) doczepić do masy oznaczonej jako GND (również w górnej części płytki), a resztą zajmie się już program, który musimy napisać już sami.

W dolnej części znajdują się analogowe wejścia, oraz wyjścia zasilające. Wejścia służą do odbierania sygnałów z różnego rodzaju czujników, takich jak fotorezystory, dalmierze, czy czujniki ruchu. Podobnie jak w przypadku wyjść cyfrowych, dalszą analizą otrzymanych informacji zajmuje się program w mikrokontolerze, którego pisania będziemy się uczyli w kolejnej części kursu.

Zasilanie i komunikacja z komputerem

Każde urządzenie elektryczne potrzebuje prądu - fraza oczywista niczym z książki Paulo Coelho, jednak warto się nad tym chwilę zatrzymać. Arduino może dostarczać mikrokontrolerowi prąd z wyjścia USB, bądź z zewnętrznej baterii. Przełączanie się między różnymi źródłami odbywa się automatycznie.

Warto zwrócić uwagę, że po podłączeniu zestawu przez USB, napięcie nie jest dodatkowo stabilizowane, gdyż i bez tego osiąga już swoją minimalną wartość 5V, co uniemożliwia (w prosty sposób) dodatkową stabilizację prądu. Przy podłączeniu z baterii (teoretycznie aż do 20V, zalecane do 12V) całość będzie zasilana w sposób znacznie przyjaźniejszy elektronice.

Jeśli natomiast chodzi o połączenie całości z komputerem, dobrą informacją jest tutaj fakt, że oprogramowanie współpracuje ze wszystkimi najpopularniejszymi systemami operacyjnymi, w tym oczywiście także z Linuksem. O oprogramowaniu napiszę więcej podczas instrukcji programowania mikrokontrolera.

Niezbędne koszty

Osoby zainteresowane zabawą z elektroniką muszą się liczyć z pewnymi kosztami. Samo Arduino można kupić za niecałe 100 zł, co nie jest sumą szczególnie dużą. Nie mniej jednak polecałbym raczej wstrzymać się z tym przynajmniej do publikacji kolejnych części kursu, by przekonać się czy zabawa z elektroniką rzeczywiście nam odpowiada.
blog comments powered by Disqus

Prześlij komentarz


Popularne posty

Etykiety