ESP8266 واردوينو، اتصال، pinout. تثبيت وتكوين Arduino في نظام التشغيل Windows OS Arduino uno

سنشرح في هذه المقالة كيفية توصيل برنامج تشغيل Arduino Uno r3 وتحميل الرسم الأول الخاص بك. مبرمجة باستخدام البرمجيات - بيئة تطوير متكاملة مشتركة بين جميع اللوحات. إنه يعمل عبر الإنترنت وغير متصل.

ميزات برنامج التشغيل لاردوينو أونو

يتطلب Arduino برنامج تشغيل ليعمل بشكل كامل على جهاز الكمبيوتر. يعد تثبيت برنامج التشغيل على نظام التشغيل Windows 7 أسهل طريقة لتثبيت البرنامج. من الأفضل تنزيله من ملف مضغوط. وهذا يجعل من السهل إلغاء تثبيت البرنامج عن طريق حذف المجلد.

عندما يقوم نظام التشغيل Windows 10 بتثبيت برنامج التشغيل تلقائيًا، يظهر Arduino ببساطة كمنفذ COM في إدارة الأجهزة. لم يتم التعرف عليه كمعالج دقيق، على الرغم من أنه سيعمل بشكل صحيح ويمكن تحميل التعليمات البرمجية من Arduino IDE إليه. بعد تثبيت برنامج تشغيل Arduino Nano الذي يأتي مع برنامج Arduino، سيتم عرض وحدة التحكم الدقيقة على أنها Arduino على منفذ COM في إدارة الأجهزة.

أنواع السائقين

هناك عدة أنواع من برامج التشغيل لمحرك Arduino والمشاريع الأخرى المعتمدة على هذا المتحكم الدقيق. دعونا نلقي نظرة على العديد من ممثلي هذه البرامج المتاحة لهذا المعالج الدقيق.

النوع 1

برنامج تشغيل للنسخة الموسعة من Arduino Uno - Arduino mega 2560 driver. قد يواجه Arduino Uno وMega 2560 مشكلة في الاتصال بجهاز Mac عبر لوحة وصل USB. إذا كان في القائمة " الأدوات → المنفذ التسلسلي"لم يتم عرض أي شيء، حاول توصيل اللوحة مباشرة بالكمبيوتر وإعادة التشغيل.

قم بتعطيل الدبابيس الرقمية 0 و1 أثناء التمهيد حيث تتم مشاركتها عن طريق الاتصال التسلسلي مع الكمبيوتر (يمكن توصيلها واستخدامها بعد تحميل الكود). يتوفر برنامج تشغيل Arduino mega 2560 لنظام التشغيل Windows 7 على الرابط التالي: https://www.arduino.cc/en/Main/Software. بعد النقل، يقوم المستخدم بإدخال اسم اللوحة في مربع البحث بالموقع الرسمي للمتحكم الدقيق لتنزيل برامج التشغيل.

النوع 2

برنامج تشغيل Avrisp mkii – مطلوب لإنشاء مبرمج. عند تثبيت برنامج تشغيل USB، يتم تثبيته حتى تتمكن من استخدام مبرمج Atmel AVRISP mk II كبديل لاستخدام أداة تحميل التشغيل التسلسلية Arduino. أيضًا، إذا كنت بحاجة إلى برمجة AVR MCU فعليًا باستخدام رمز أداة تحميل التشغيل نفسه (مطلوب إذا كان لديك معالج دقيق Mega328 لا يحتوي على برنامج مثبت مسبقًا لبرنامج تحميل التشغيل)، فيمكنك القيام بذلك من Arduino IDE باستخدام Tools/Burn Bootloader .

بعد تحديد AVRISP mk II كبرنامج باستخدام وظيفة Tools/Programmer. ومع ذلك، عند تثبيت Studio 6.1/6.2، سيقوم تثبيت Atmel بتحميل برنامج تشغيل USB الخاص به والذي يعمل مع ID Studio.x. لديك خيار عدم تثبيت برنامج تشغيل Jungo أثناء عملية تثبيت Studio، لكن لا يمكنك استخدام Atmel AVRISP mk II أو Atmel JTAGICE3 بدون برنامج التشغيل هذا.

عند تثبيت البرنامج المساعد فيجوال مايكرو للاستوديو 6.xمن المرجح أنك ستستخدم أداة تحميل التشغيل التسلسلية من Arduino نظرًا لأن إمكانات برمجة وتصحيح الأخطاء في Visual Micro تعتمد على اتصال USB التسلسلي بين الكمبيوتر ووحدة التحكم الدقيقة. ومع ذلك، إذا قررت أنك تريد استخدام Atmel AVRISP mk II من بيئة Visual Micro/Studio 6.x، فستجد أنه لا يعمل. ستظهر رسالة خطأ مفادها أن AVRdude (برنامج البرمجة المستخدم بواسطة Arduino IDE) لا يمكنه "رؤية" مبرمج AVRISP mk II. وذلك لأن Studio6.x يستخدم برنامج تشغيل Jungo USB بدلاً من Visual.

النوع 3

لإنشاء محرك متدرج، ستحتاج إلى برنامج تشغيل Arduino l298n. هذا هو سائق محرك مزدوج جسر H، والذي يسمح لك بالتحكم في سرعة واتجاه محركين بتيار مستمر في نفس الوقت. يمكن للوحدة تشغيل محركات التيار المستمر بجهد يتراوح من 5 إلى 35 فولت مع تيار يصل إلى 2 أمبير. دعونا نلقي نظرة فاحصة على دبوس الوحدة L298N ونشرح كيفية عمله.

تحتوي الوحدة على قطعتين طرفيتين لولبيتين للمحركات A وB وكتلة طرفية لولبية أخرى للدبوس الأرضي، وVCC للمحرك ودبوس 5 فولت يمكن أن يكون إما مدخلاً أو مخرجًا. هذا يعتمد على الجهد المستخدم في محركات VCC. تحتوي الوحدة على منظم 5 فولت مدمج، والذي يمكن تمكينه أو تعطيله باستخدام وصلة العبور.

إذا كان جهد إمداد المحرك يصل إلى 12 فولت، فيمكننا تشغيل منظم 5 فولت، ويمكن استخدام طرف 5 فولت كمخرج، على سبيل المثال، لتشغيل لوحة Arduino. ولكن إذا كان جهد المحرك أكثر من 12 فولت، فيجب علينا تعطيل وصلة العبور لأن هذه الفولتية قد تؤدي إلى تلف منظم 5 فولت المدمج.

في هذه الحالة، سيتم استخدام طرف 5V كإشارة دخل لأننا بحاجة إلى توصيله بمصدر طاقة 5V حتى يعمل IC بشكل صحيح. يمكن الإشارة هنا إلى أن هذا IC يقلل من انخفاض الجهد بحوالي 2 فولت، لذلك على سبيل المثال، إذا استخدمنا مصدر طاقة 12 فولت، فإن الجهد عند أطراف المحرك سيكون حوالي 10 فولت، مما يعني أننا لن نتمكن من الحصول على الحد الأقصى. السرعة من محرك DC 12 فولت.

أين وكيف يتم تنزيل برنامج التشغيل

جميع برامج تشغيل Arduino متاحة على الموقع الرسمي: https://www.arduino.cc/. يحتاج المستخدم فقط إلى إدخال برنامج التشغيل المطلوب لمشروعه في البحث.

تثبيت برنامج التشغيل

قم بتنزيل برنامج Arduino واستخرج جميع الملفات في مجلد ج:\البرنامج. سينتهي بك الأمر بدليل مشابه لـ arduino-0021.

ثم قم بتوصيل اللوحة بالكمبيوتر الخاص بك باستخدام كابل USB وانتظر حتى يكتشف Windows الجهاز الجديد.

لن يتمكن Windows من اكتشاف الجهاز لأنه لا يعرف مكان تخزين برامج التشغيل. سوف تتلقى خطأ مشابهًا للخطأ الموجود على اليمين.

حدد خيار التثبيت من قائمة أو موقع محدد (متقدم) وانقر فوق التالي.

الآن حدد الموقع حيث يتم تخزين برامج تشغيل Arduino. سيكون هذا في مجلد فرعي يسمى برامج التشغيل في دليل Arduino.

حدد متابعة على أي حال.

يجب أن يجد Windows الآن برنامج Arduino. انقر فوق "إنهاء" لإكمال التثبيت.

يتصل الكمبيوتر باللوحة من خلال شريحة منفذ تسلسلي خاصة مدمجة في اللوحة. يحتاج برنامج Arduino IDE إلى معرفة رقم المنفذ التسلسلي الذي قام Windows بتخصيصه للتو. افتح لوحة تحكم Windows وحدد تطبيق النظام. انتقل إلى علامة التبويب "الأجهزة" ثم انقر فوق الزر "إدارة الأجهزة".

انقر فوق خيار المنافذ (COM و LPT) ولاحظ منفذ COM الذي تم تخصيصه للوحة Arduino.

ثم قم بتشغيل تطبيق Arduino IDE، والذي سيكون موجودًا في الدليل ج:\البرنامج\اردوينو-0021أو مشابه.

انقر " الخدمة → المنفذ التسلسلي" وحدد رقم المنفذ من الأعلى.

ثم اضغط الأدوات → الخدمةواختر نوع اللوحة التي لديك.

حاول الآن فتح برنامج Blink التجريبي من دليل الأمثلة في Arduino IDE، ثم قم بالتحقق/الترجمة وقم بتنزيله على النظام الأساسي الخاص بك.

تعمل العديد من الرسومات (البرامج) مع المكتبات. تسهل المكتبة العمل مع وحدة معينة أو أحد أنواع الوحدات. على سبيل المثال، إذا كنت تريد عرض نص على شاشة LCD دون توصيل مكتبة، فأنت بحاجة إلى نقل عدة بايتات من الأوامر والبيانات إليها، الأمر الذي سيستغرق عدة أسطر من التعليمات البرمجية، والأهم من ذلك، أنك تحتاج إلى معرفة النوع وحدة التحكم الدقيقة التي تعمل بموجبها شاشة LCD، والغرض من الأوامر التي يتم التحكم فيها، ومعرفة بنية ذاكرتها، والعناوين والغرض من السجلات، والتي ستحتاج من أجلها إلى العثور على ورقة البيانات الخاصة بها وإعادة قراءتها. بينما عند كتابة التعليمات البرمجية باستخدام مكتبة (على سبيل المثال LiquidCrystal_I2C.h)، يمكنك عرض النص عن طريق استدعاء وظيفة مكتبة واحدة فقط: LCD.print("my text");

قبل البدء في استخدام أساليب ووظائف المكتبة، عليك القيام بذلك تحميل (تحميل لجهاز الكمبيوتر الخاص بك)، ثَبَّتَ (ضعه في المجلد المطلوب) و قابس (أدخل النص "#include<файл.h>"في الرسم).

تحميل المكتبة:

إذا تم استخدام مكتبة في دروسنا أو الأوصاف أو الأمثلة، فإننا نقدم رابطًا لتنزيل هذه المكتبة. جميع مكتباتنا موجودة في أرشيف مضغوط، لكن لا تتعجل في الحصول على الملفات من الأرشيف، فقد لا يكون ذلك ضروريًا، لأن... يمكن لـ Arduino IDE نفسه فك ضغط الأرشيفات ووضع المكتبات في المجلدات المطلوبة (انظر أدناه).

إذا قمت بتنزيل أرشيف المكتبة من الموقع دون تحديد المسار لحفظ الملف، فمن المرجح أن يكون الملف الذي تم تنزيله (المحمل) موجودًا في المجلد: هذا الكمبيوتر > التنزيلات.

تركيب المكتبة:

بعد قيامك بتنزيل (تحميل) المكتبة على جهاز الكمبيوتر الخاص بك، ستحتاج إلى تثبيتها. يمكنك تثبيت المكتبة يدويًا أو القيام بذلك باستخدام Arduino IDE:

تثبيت المكتبة باستخدام Arduino IDE:

أدخل القائمة: رسم > ربط المكتبة > إضافة مكتبة ZIP... .


في النافذة التي تظهر، اضغط على " هذا الحاسوب "وحدد المجلد" التحميلات " إذا قمت، عند تنزيل أرشيف ZIP من الموقع، بتحديد المسار لحفظ الملف، فبدلاً من مجلد "التنزيلات"، حدد المسار إلى الملف.


حدد ملف المكتبة المضغوط الذي قمت بتنزيله. قد لا يتطابق اسم الملف مع اسم المكتبة. ثم اضغط على " يفتح » ( يفتح ).


في هذه المرحلة، اكتمل تثبيت المكتبة، ويمكنك البدء في توصيلها بالرسم.

تثبيت المكتبة يدوياً:

قم بفك ضغط ما قمت بتنزيله أرشيف مضغوط ووضع المجلد (اسم المجلد عادةً ما يتطابق مع اسم المكتبة) من هذا الأرشيف في المجلد: هذا الحاسوب > توثيق > اردوينو > المكتبات .


إذا كان Arduino IDE قيد التشغيل (مفتوحًا) أثناء النسخ، فأنت بحاجة إلى إغلاق جميع نوافذ هذا البرنامج، ثم تشغيل (فتح) Arduino IDE ويمكنك البدء في توصيل المكتبة بالرسم.

ملحوظة: المجلد المكتبات ليس هناك فقط المسار المشار إليه أعلاه، ولكن أيضا في مجلد برنامج Arduino IDE (أين هو ملف اردوينو .إملف تنفيذى). عن طريق نسخ المكتبة إلى هذا المجلد، سيتم تثبيتها أيضًا، لكننا لا ننصح بذلك. الحقيقة هي أن برنامج Arduino IDE يتطور باستمرار وعدد إصداراته يتزايد باستمرار. إذا كنت تريد تثبيت إصدار جديد من Arduino IDE، فإن المكتبات الموجودة في مجلد هذا الكمبيوتر > المستندات > Arduino > المكتبات ستكون متاحة في كل من الإصدارين القديم والجديد (المثبت) من Arduino IDE، والمكتبات الموجودة في مجلد المكتبات لن تكون برامج Arduino IDE للإصدار القديم (التي تم تثبيتها مسبقًا) متاحة فيه إلا (حتى تقوم بنسخها إلى الإصدار الجديد).

ربط المكتبة:

لتضمين المكتبة، تحتاج إلى كتابة سطر واحد فقط في بداية الرسم: "#include<файл.h>"، على سبيل المثال:

#يشمل // توصيل مكتبة iarduino_4LED للعمل مع مؤشرات LED ذات 4 أجزاء.

تعمل بعض المكتبات باستخدام طرق ووظائف مكتبات أخرى، فأنت بحاجة إلى ربط مكتبتين، قم أولاً بتوصيل المكتبة التي تستخدم طرقها ووظائفها الثانية، على سبيل المثال:

#يشمل // توصيل مكتبة Wire للعمل مع ناقل I2C #include // توصيل مكتبة LiquidCrystal_I2C للعمل مع شاشة LCD عبر ناقل I2C // تستخدم مكتبة LiquidCrystal_I2C أساليب ووظائف مكتبة Wire

للعمل مع معظم المكتبات، تحتاج إلى إنشاء كائن (مثيل لفئة المكتبة) ستتوفر من خلاله وظائفها وأساليبها، على سبيل المثال:

LiquidCrystal_I2C شاشات الكريستال السائل (0x27,20,4); // شاشات الكريستال السائل هي كائن من مكتبة LiquidCrystal_I2C // يتم الوصول إلى وظائف وأساليب المكتبة من خلال الكائن

بدلاً من شاشات الكريستال السائل، يمكنك كتابة أي كلمة أو مجموعة من الحروف والأرقام؛ وهذا هو اسم الكائن الذي يمكنك من خلاله الوصول إلى أساليب ووظائف المكتبة. إذا قمت بكتابة myLCD بدلاً من شاشات الكريستال السائل، فيجب الوصول إلى جميع أساليب ووظائف مكتبة LiquidCrystal_I2C من خلال اسم الكائن الذي حددته، على سبيل المثال: myLCD.print("my text");

أمثلة من المكتبات:

تحتوي معظم المكتبات على أمثلة. هذه رسومات صغيرة (برامج) تكشف عن وظائف المكتبة. الطريقة الأكثر ملاءمة لعرض الأمثلة هي استخدام Arduino IDE. حدد عنصر القائمة: ملف > أمثلة ، سيتم فتح قائمة بأسماء المكتبات التي تحتوي على أمثلة. قم بالتمرير فوق اسم المكتبة وستظهر لك قائمة بالأمثلة الموجودة فيها، سيؤدي النقر على أحد الأمثلة إلى ظهور نافذة Arduino IDE جديدة مع رسم توضيحي للمثال.


هناك طريقة بديلة لعرض الأمثلة وهي تشغيل ملفات الرسم من المجلد:
طريق > المكتبات > اسم المكتبة > أمثلة > اسم المثال .

البحث عن المكتبات:

يمكنك البحث عن المكتبات بنفسك، أو يمكنك استخدام وظيفة Arduino IDE.

حدد عنصر القائمة: رسم > ربط المكتبة > إدارة المكتبات... .


" مدير المكتبة "، حيث يمكنك العثور على المكتبة التي تهتم بها عن طريق إدخال اسمها في شريط البحث؛ ويمكنك أيضًا تعيين العنصرين "النوع" و"الموضوع".


سيؤدي النقر على وصف المكتبة إلى ظهور " إصدار "والأزرار" تثبيت " بعد النقر على زر "تثبيت"، يمكنك البدء في تضمين المكتبة في الرسم "#include<файл.h>".

Arduino هو نظام كامل يسمح لك بالتحكم في الأنظمة المختلفة وقراءة البيانات من مصادر مختلفة. الميزة الرئيسية لـ Arduino هي توزيع المسامير الموحد، والذي يسمح باستخدام حلول جاهزة للاستخدام تعمل على توسيع قدرات النظام.

باستخدام لوحات خاصة تسمى الدروع، يمكنك توسيع قدرات Arduino عن طريق توصيل، على سبيل المثال، بطاقة شبكة، أو برنامج تشغيل للتحكم في محرك متدرج، أو مستشعر مسافة. من ناحية البرنامج، يتم تعريف كل طرف من أطراف الدائرة بشكل واضح، مما يجعل من السهل إنشاء تخطيطاتك الخاصة بناءً على الأمثلة المتوفرة على الإنترنت.

يوضح الشكل أدناه لوحات Arduino UNO و Arduino MEGA:

Arduino MEGA متوافق مع إصدار UNO في منطقة الدبوس الرئيسية. توجد دبابيس MEGA الإضافية بشكل منفصل، مما يسمح بالحفاظ على التوافق مع Arduino UNO.

يوجد زر "إعادة الضبط" بجوار موصل USB. يسمح لك بالعودة إلى الحالة الأصلية للبرنامج، والتي تحدث عند تشغيل الطاقة. بعد الضغط على زر "RESET"، تتم إعادة ضبط البيانات الموجودة في ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) للمتحكم الدقيق ويبدأ Arduino في تنفيذ البرنامج من البداية.

تسمح لك واجهة USB ببرمجة Arduino والتفاعل والتواصل مع الشاشة التسلسلية. بالإضافة إلى ذلك، يمكنك تشغيل اللوحة مباشرة عبر USB.

ومع ذلك، ضع في اعتبارك أن USB لديه طاقة خرج منخفضة ولا يمكنه تشغيل المكونات التي تتطلب المزيد من الطاقة بشكل مناسب، مثل محركات التيار المستمر، أو المحركات السائر، أو الماكينات. يمكن حل هذه المشكلة باستخدام مصدر طاقة خارجي قوي.

لهذا الغرض، يحتوي Arduino على موصل لتوصيل مصدر طاقة خارجي. يمكن أن يتراوح جهد الإمداد من 5 إلى 20 فولت. في الواقع، يجب أن يكون الجهد الأمثل في حدود 7-12 فولت.

إذا كان جهد الإمداد أقل من 7 فولت، فسيكون الجهد عند خرج المثبت المدمج أقل من 5 فولت. إذا كان جهد إمداد الإدخال أكثر من 12 فولت، فسيؤدي ذلك إلى تسخين كبير لمثبت الجهد.

يعد استخدام مصدر طاقة خارجي أمرًا منطقيًا عندما يتطلب جزء من النظام جهد إمداد يزيد عن 5 فولت وقوة تيار عالية بدرجة كافية، أو عندما يعمل Arduino بشكل مستقل عن الكمبيوتر. عند استخدام عناصر خارجية ذات استهلاك منخفض للطاقة، فمن المؤكد أنه من الملائم أكثر تشغيل الدائرة مباشرة من منفذ USB.

تم تجهيز Arduino بموصل واحد أو اثنين من الموصلات ذات الستة أسنان، والتي تستخدم لبرمجة وحدة التحكم الدقيقة. يتم تعيين الموصلات ICSP1 وICSP2. يتيح لك الموصل الأقرب إلى وحدة التحكم الدقيقة الرئيسية تحميل BOOTLOADER، ويتيح لك الموصل الأقرب إلى منفذ USB تحميل برنامج محول USB-UART. يتم استخدام الموصل الثاني فقط في لوحات Arduino، حيث يتم استخدام متحكم Atmega كمحول USB-UART. إذا تم تثبيت FT232، فهذا يعني أن الموصل الثاني الموجود على اللوحة مفقود.

تم تجهيز لوحة Arduino بمجموعة مكونة من 4 مصابيح LED على الأقل. اثنان منهم يحملان اسم "RX" و"TX" الموجودان بجوار شريحة FT232 أو Atmega. أنها تشير إلى نقل البيانات التسلسلية بين الكمبيوتر ووحدة التحكم. تعتبر مصابيح LED هذه مفيدة عند برمجة واختبار برنامج يتفاعل مع الكمبيوتر. من خلال توهجها، يمكنك تحديد ما إذا كان نقل البيانات (البرمجة) يحدث أم لا.

مؤشر LED آخر يسمى "ON" هو مؤشر الطاقة الخاص باللوحة. عادةً ما يكون مؤشر LED الأخير عبارة عن مصباح LED متصل بأنوده بالدبوس 13 والكاثود الخاص به بمصدر الطاقة السلبي. ولذلك، فإن المستوى المنطقي العالي في الطرف 13 سوف يعمل على تشغيل مؤشر LED، في حين أن المستوى المنطقي المنخفض سوف يطفئه.

العنصر الأخير والأكثر أهمية في لوحة Arduino هو صفين من المسامير في الأعلى والأسفل. موقعها قياسي، مما يسهل تكرار المشاريع النهائية وإضافة الدروع. ينقسم الصف السفلي من جهات الاتصال إلى قسمين.

يوفر الجانب الأيسر (POWER) إمكانية الوصول إلى الطاقة والتحكم:

  • IOREF - يشير إلى الجهد الذي يعمل به معالج Arduino (وهذا مهم لبعض الدروع)
  • إعادة تعيين - إعادة تعيين اردوينو
  • 3V3 - نظام إمداد الطاقة للوحدات التي تتطلب 3.3 فولت
  • 5V - نظام الطاقة TTL
  • GND - الأرض
  • جي إن دي - الأرض
  • VIN - جهد الإمداد من مصدر خارجي

يوفر الجانب الأيمن (ANALOG IN) قراءة الإشارات التناظرية. يتيح لك المحول التناظري إلى الرقمي (ADC) قراءة قيم الجهد من 0 إلى AREF أو 0...5 فولت.

يمكن أن تكون قيمة القراءة 8 بت أو 10 بت. يتم تصنيف المدخلات التناظرية على أنها A0، A1، A2، A3، A4، A5. على الرغم من غرضها الأساسي، يمكن أيضًا استخدام الأطراف A0 - A5 كمدخلات أو مخرجات رقمية.

ينقسم الصف العلوي من جهات الاتصال أيضًا إلى قسمين. الجانب الأيمن مرقم من 0 إلى 7، والجانب الأيسر من 8 إلى 13. يحتوي هذا الصف على منافذ الإدخال/الإخراج الرقمية.

الدبابيس 0 و 1 عبارة عن دبابيس خاصة يتم توجيه خطوط المنفذ التسلسلي (RX و TX) إليها أيضًا. يمكن استخدامها للاتصال التسلسلي مع لوحة أخرى.

يتم تحديد الأطراف 3، 5، 6، 9، 10، 11 كـ "~" أو PWM. يمكن أن تعمل في وضع PWM، والذي يسمى أحيانًا الإخراج التناظري. وبطبيعة الحال، هذه ليست مخرجات تناظرية حقيقية. إنها تسمح فقط بالتحكم في عرض النبضة، والذي يستخدم غالبًا في الإلكترونيات الرقمية لتعديل الإشارة "التناظرية".

والمنفذان الأخيران هما GND وAREF، اللذان يستخدمان لتوصيل الجهد المرجعي الخارجي للمحول التناظري إلى الرقمي.

باختصار، يحتوي Arduino UNO على 14 خط إدخال/إخراج رقمي و6 مدخلات تناظرية (والتي يمكن أن تكون بمثابة إدخال/إخراج رقمي).

تجدر الإشارة إلى أنه في Arduino، من وجهة نظر كهربائية، فإن المعلمات مثل الجهد المسموح به الذي يتم توفيره للمدخلات وقدرة تحميل المخرجات مهمة.

يجب ألا يتجاوز جهد الإدخال المسموح به 5 فولت أو 3.3 فولت (لللوحات التي تعمل بـ 3.3 فولت). إذا كنت بحاجة إلى معالجة إشارة بجهد أكبر من 5 فولت (3.3 فولت لـ Arduino Pro Mini)، فيجب عليك استخدامها.

تبلغ سعة حمل المخارج عند تشغيلها من 5 فولت 40 مللي أمبير، وعند تشغيلها من 3.3 فولت إلى 50 مللي أمبير. وهذا يعني أنه يمكن توصيل ما يصل إلى اثنين من مصابيح LED إلى طرف إخراج واحد، على سبيل المثال، بافتراض أن تيار التشغيل لكل منهما هو 20 مللي أمبير.

في الحالات التي يجب أن تتحكم فيها وحدة التحكم في عنصر ذي استهلاك تيار كبير، فمن الضروري استخدام مكونات وسيطة (الترانزستور، المرحل، الترياك، السائق).

يشرح هذا المستند كيفية توصيل لوحة Arduino بجهاز الكمبيوتر الخاص بك وتحميل الرسم الأول الخاص بك.

الأجهزة المطلوبة - اردوينو وكابل USB

يفترض هذا البرنامج التعليمي أنك تستخدم Arduino Uno أو Arduino Duemilanove أو Nano أو Diecimila.

ستحتاج أيضًا إلى كابل USB (مع موصلات USB-A وUSB-B): على سبيل المثال، لتوصيل طابعة USB. (بالنسبة لـ Arduino Nano، ستحتاج إلى كابل A إلى mini-B بدلاً من ذلك).

البرنامج - بيئة التطوير لاردوينو

ابحث عن أحدث إصدار في صفحة التنزيل.

بعد اكتمال التنزيل، قم بفك ضغط الملف الذي تم تنزيله. تأكد من أن بنية المجلد الخاص بك سليمة. افتح المجلد بالنقر المزدوج عليه. يجب أن يحتوي على عدة ملفات وأدلة فرعية.

قم بتوصيل اللوحة

يتم تشغيل Arduino Uno وMega وDuemilanove وArduino Nano تلقائيًا من أي اتصال USB بجهاز الكمبيوتر الخاص بك أو أي مصدر طاقة آخر. إذا كنت تستخدم Arduino Diecimila، فتأكد من تكوين اللوحة لتلقي الطاقة عبر اتصال USB. يتم تحديد مصدر الطاقة باستخدام وصلة بلاستيكية صغيرة توضع على اثنين من المسامير الثلاثة بين USB وموصلات الطاقة. تأكد من تثبيته على الدبوسين الأقرب إلى موصل USB.

قم بتوصيل لوحة Arduino بالكمبيوتر باستخدام كابل USB. يجب أن يضيء مؤشر LED للطاقة الأخضر المسمى PWR.

تثبيت برامج التشغيل

تثبيت برامج التشغيل لنظام التشغيل Windows7 أو Vista أو XP:

  • قم بتوصيل اللوحة الخاصة بك وانتظر حتى يبدأ Windows عملية تثبيت برنامج التشغيل. وبعد مرور بعض الوقت، رغم كل محاولاتها، ستنتهي العملية دون جدوى.
  • انقر فوق الزر "ابدأ" وافتح "لوحة التحكم".
  • في "لوحة التحكم"، انتقل إلى علامة التبويب "النظام والأمان". ثم حدد النظام. عندما تفتح نافذة النظام، حدد إدارة الأجهزة.
  • انتبه إلى المنافذ (COM وLPT). سترى منفذًا مفتوحًا يسمى "Arduino UNO (COMxx)".
  • انقر بزر الماوس الأيمن على اسم "Arduino UNO (COMxx)" وحدد خيار "تحديث برنامج التشغيل".
  • انقر فوق "استعراض جهاز الكمبيوتر الخاص بي بحثًا عن برنامج التشغيل".
  • للإنهاء، حدد موقع ملف برنامج التشغيل Uno وحدده، "ArduinoUNO.inf"، الموجود في مجلد برامج التشغيل لبرنامج Arduino (وليس في الدليل الفرعي "FTDI USB Drivers").
  • عند هذه النقطة، سينتهي Windows من تثبيت برنامج التشغيل.
حدد المنفذ التسلسلي الخاص بك

حدد جهاز Arduino التسلسلي من الأدوات | منفذ تسلسلي. من المحتمل أن يكون هذا COM3 أو أعلى (عادةً ما يتم حجز COM1 وCOM2 لمنافذ COM الخاصة بالأجهزة). للعثور على المنفذ الصحيح، يمكنك فصل لوحة Arduino وإعادة فتح القائمة؛ العنصر الذي اختفى سيكون منفذ لوحة Arduino. أعد توصيل اللوحة وحدد المنفذ التسلسلي.

قم بتحميل المخطط إلى Arduino

الآن فقط انقر فوق الزر "تحميل" في البرنامج - بيئة التطوير. انتظر بضع ثوانٍ - ستشاهد وميض مصابيح RX وTX LED الموجودة على اللوحة. إذا نجح التحميل، ستظهر رسالة "تم التحميل" في شريط الحالة.
(ملاحظة: إذا كان لديك Arduino Mini أو NG أو لوحة أخرى، فستحتاج إلى إصدار أمر إعادة الضبط فعليًا باستخدام الزر مباشرة قبل الضغط على الزر "تحميل").

بعد ثوانٍ قليلة من اكتمال التمهيد، ستلاحظ أن مؤشر LED الخاص بالطرف 13 (L) الموجود على اللوحة يبدأ في الوميض باللون البرتقالي. تهانينا إذا كان الأمر كذلك! لقد حصلت على اردوينو جاهز للاستخدام!

إنها تكتسب المزيد والمزيد من الشعبية، وقد أخذ Arduino زمام المبادرة بالفعل - بإضافة وحدات Wi-Fi هذه إلى قائمة اللوحات المدعومة.
ولكن كيف يمكن توصيله بالاردوينو؟ هل من الممكن الاستغناء عن اردوينو بطريقة أو بأخرى؟ وهذا بالضبط ما ستكون عليه هذه المقالة اليوم.

بالنظر إلى المستقبل، سأقول أنه سيكون هناك مقال ثانٍ، أكثر عملية، حول موضوع البرامج الثابتة وبرمجة وحدة ESP8266 في بيئة تطوير Arduino IDE. ولكن أول الأشياء أولا.

يكرر هذا الفيديو تمامًا المادة المعروضة في المقالة.



في الوقت الحالي، هناك العديد من أنواع هذه الوحدة، وهنا بعض منها:

وهنا دبوس ESP01، ESP03، ESP12:


* يمكن مشاهدة هذه الصورة بجودة جيدة عند إيقاف التشغيل. موقع Pighixxx.com.

أنا شخصياً أحب إصدار ESP07 أكثر. على الأقل لوجود شاشة معدنية (تحمي الدوائر الدقيقة من التداخل الخارجي، وبالتالي ضمان تشغيل أكثر استقرارًا)، وهوائي سيراميك خاص بها، وموصل للهوائي الخارجي. اتضح عن طريق توصيل هوائي خارجي به، على سبيل المثال biquadrat، ثم يمكنك تحقيق نطاق جيد. بالإضافة إلى ذلك، هناك عدد لا بأس به من منافذ الإدخال/الإخراج، ما يسمى GPIO (منافذ الإدخال والإخراج للأغراض العامة)، على غرار منافذ Arduino.

دعنا نعود إلى وحدات Wi-Fi الخاصة بالأغنام و Arduino. في هذه المقالة، سوف ألقي نظرة على توصيل ESP8266 (موديل ESP01) بـ Arduino Nano V3.

لكن هذه المعلومات ستكون ذات صلة بمعظم وحدات ESP8266 وأيضًا لوحات Arduino المختلفة، على سبيل المثال Arduino UNO الأكثر شهرة.

بضع كلمات عن أرجل ESP01:

VCCو أرض(في الصورة أعلاه هذين الرقمين 8 و1) - الطعام لكل ساق VCCيمكن تقديمها، انطلاقا من الوثائق، من 3 إلى 3.6 فولت، أ أرض- الأرض (ناقص الطاقة). رأيت شخصًا واحدًا يربط هذه الوحدة ببطاريتين AA (كان جهد الإمداد في هذه الحالة حوالي 2.7 فولت) وكانت الوحدة جاهزة للعمل. لكن مع ذلك، أشار المطورون إلى نطاق الجهد الذي يجب ضمان عمل الوحدة فيه؛ إذا كنت تستخدم وحدة أخرى، فهذه هي مشكلتك.

انتباه! تعتمد هذه الوحدة على منطق 3.3V، بينما يعتمد Arduino في الغالب على منطق 5V. يمكن أن يؤدي جهد 5 فولت إلى إتلاف ESP8266 بسهولة، لذلك يجب تشغيله بشكل منفصل عن Arduino.

- جهاز الأردوينو الخاص بي لديه ساق مكتوب عليها 3.3 فولت، لماذا لا تستخدمها؟

ربما ستفكر. الحقيقة هي أن ESP8266 عبارة عن وحدة متعطشة للطاقة تمامًا، وفي فترات الذروة يمكن أن تستهلك تيارات تصل إلى 200 مللي أمبير، ولا يوجد تقريبًا أي Arduino قادر على توفير مثل هذا التيار بشكل افتراضي، باستثناء Arduino Due، حيث يمكن أن يصل التيار على طول خط 3.3 فولت إلى 800 مللي أمبير، وهو كثير، وفي حالات أخرى أنصحك باستخدام مثبت إضافي 3.3 فولت، على سبيل المثال AMS1117 3.3 فولت. هناك الكثير منهم في الصين وهنا.

رجل RST 6 - مخصص للأجهزة لإعادة تشغيل الوحدة، ومن خلال تطبيق مستوى منطقي منخفض عليها لفترة وجيزة، سيتم إعادة تشغيل الوحدة. ورغم أنني أهملت هذا الأمر في الفيديو إلا أنني مازلت أنصحك "اضغط" على هذه الساق بمقاومة 10 كيلو أوم حتى يكون مصدر الطاقة موجبًا، من أجل تحقيق استقرار أفضل في تشغيل الوحدة، وإلا فسوف أقوم بإعادة التشغيل عند أدنى تدخل.

رجل CP_PD 4 (أو بطريقة أخرى إن) - يعمل، مرة أخرى، على "ربط" الوحدة النمطية في وضع توفير الطاقة، حيث تستهلك تيارًا قليلًا جدًا. حسنا مرة اخرى - لن يضر "الضغط" على هذه الساق بمقاومة 10 كيلو أوم إلى الموجببيتالوفا في الفيديو، قمت بغباء بقصر هذه الساق إلى Vcc، لأنه لم يكن لدي مثل هذا المقاوم في متناول اليد.

الساقين RXD0 7 TXD0 2 - جهاز UART، والذي يستخدم للوميض، لكن لا أحد يمنع استخدام هذه المنافذ كـ GPIO (GPIO3 وGPIO1، على التوالي). لسبب ما، لم يتم وضع علامة على GPIO3 في الصورة، ولكنه موجود في ورقة البيانات:

بالمناسبة، إلى الساق TXD0 2 يتم توصيل مؤشر LED "Connect"، ويضيء عندما يكون المستوى المنطقي في GPIO1 منخفضًا، أو عندما ترسل الوحدة شيئًا ما عبر UART.

GPIO0 5 - لا يمكن أن يكون منفذ إدخال/إخراج فحسب، بل يمكنه أيضًا وضع الوحدة في وضع البرمجة. يتم ذلك عن طريق توصيل هذا المنفذ بمستوى منطقي منخفض ("الضغط" عليه إلى GND) وتزويد الوحدة بالطاقة. في الفيديو أفعل ذلك باستخدام زر عادي. بعد الوميض، لا تنس سحب وصلة العبور/الضغط على الزر (ليس من الضروري الضغط باستمرار على الزر أثناء الوميض؛ عند تشغيله، تنتقل الوحدة إلى وضع البرمجة وتبقى فيه حتى إعادة التشغيل).

GPIO2 3- منفذ الإدخال/الإخراج.

ونقطة أخرى مهمة هي كل وحدة GPIO لوحدة Wi-Fi يمكنه توصيل تيار يصل إلى 6 مللي أمبير بأمان، حتى لا تحترق، تأكد من وضع المقاومات على التوالي مع تشغيل منافذ الإدخال والإخراج... تذكر قانون أوم R = U/I = 3.3V / 0.006 A = 550 أوم، أي، عند 560 أوم. أو أهمله، ثم أتساءل لماذا لا يعمل.

في ESP01، تدعم جميع وحدات GPIO PWM، لذلك بالنسبة لوحدات GPIO الأربعة لدينا، أي GPIO0-3، يمكنك توصيل محرك محرك، مثل L293 / L298، وتوجيه محركين، على سبيل المثال، القوارب، أو إنشاء RGB Wi-Fi أيًا كان. . نعم، نعم، تحتوي هذه الوحدة على الكثير من الأشياء، وبالنسبة للمشاريع البسيطة، ليست هناك حاجة إلى عازف كمان Arduino، فقط للوميض. وإذا كنت تستخدم ESP07، فإن المنافذ بشكل عام هي نفسها تقريبًا مثل منافذ Uno، مما يجعل من الممكن الاستغناء عن Arduino بثقة. صحيح أن هناك لحظة واحدة غير سارة، حيث لا يحتوي ESP01 على منافذ تناظرية على الإطلاق، بينما يحتوي ESP07 على منفذ واحد فقط يسمى ADC. وهذا بالطبع يجعل العمل مع أجهزة الاستشعار التناظرية أكثر صعوبة. في هذه الحالة، سوف يساعد معدد الإرسال التناظري من Arduino.

يبدو أن كل شيء يتم شرحه بواسطة pinout، وهنا هو الرسم التخطيطي لتوصيل ESP8266 بـ Arduino Nano:

هل ترى وصلة العبور على دبابيس RST وGND على Arduino Nano؟ يعد ذلك ضروريًا حتى لا يتداخل Arduino مع البرامج الثابتة للوحدة؛ في حالة توصيل ESP8266 باستخدام Arduino، فهذا شرط أساسي.

أيضًا، إذا قمت بالاتصال بـ Arduino، فيجب أن ينتقل RX الخاص بالوحدة إلى RX الخاص بـ Arduino، TX - TX. وذلك لأن شريحة المحول متصلة بالفعل بمنافذ Arduino بنمط متقاطع.

من المهم أيضًا وجود مقسم مقاوم يتكون من مقاومات 1 كيلو أوم و 2 كيلو أوم (يمكن صنعه من مقاومتين 1 كيلو أوم عن طريق توصيلهما على التوالي) على طول خط RX للوحدة. لأن Arduino هو منطق 5 فولت والوحدة 3.3. تبين أن هذا هو محول المستوى البدائي. يجب أن يكون هناك، لأن أرجل وحدة RXD TXD لا تتحمل 5 فولت.

حسنًا، يمكنك الاستغناء عن Arduino تمامًا عن طريق توصيل ESP8266 عبر محول USB-UART عادي. في حالة الاتصال بـ Arduino، فإننا في الواقع نستخدم محول واجهة USB وuart قياسي، متجاوزًا العقول. فلماذا تنفق أموالاً إضافية إذا كان بإمكانك الاستغناء عن Arduino على الإطلاق؟ فقط في هذه الحالة، نقوم بتوصيل RXD للوحدة بـ TXD للمحول، TXD - RXD.

إذا كنت كسولًا جدًا بحيث لا تهتم بالاتصالات، وتعبث بالمقاومات والمثبتات، فهناك حلول NodeMcu جاهزة:

كل شيء أبسط بكثير هنا: قم بتوصيل الكابل بالكمبيوتر، وتثبيت برامج التشغيل والبرنامج، ولا تنس استخدام وصلة العبور/الزر الموجود على GPIO0 لتحويل الوحدة إلى وضع البرنامج الثابت.

حسنًا، ربما يكون هذا كل ما يتعلق بالنظرية، فقد تبين أن المقالة طويلة جدًا، وسأقوم بنشر الجزء العملي، بالإضافة إلى البرامج الثابتة وبرمجة الوحدة، بعد ذلك بقليل.



 

قد يكون من المفيد أن تقرأ: