Платы Arduino и множество доступных микроконтроллеров. что пришло им в голову, навсегда изменило электронику для хобби. То, что когда-то принадлежало супергику, вооруженному обширными знаниями в области электроники и вычислительной техники, теперь доступно всем.
Цена на оборудование постоянно падает, а интернет-сообщество постоянно растет. Ранее мы рассказывали о том, как начать работу с Arduino. , и есть много отличных отличных проектов отличных проектов чтобы познакомиться, так что нет никаких причин, чтобы не прыгать прямо в!
Но сегодня мы расскажем о нескольких ошибках, часто совершаемых людьми, которые являются новичками в этом мире, и о том, как их избежать.
Включите!
Большинство плат Arduino имеют регулятор мощности на борту, что означает, что вы можете питать его от USB или от источника питания. В то время как каждая плата отличается в точности тем, что она может взять, она обычно подается на 7-12 В через гнездо постоянного тока или через вывод VIN. Это подводит нас к нашей первой ошибке:
1. Внешнее питание платы «назад»
Этот первый ловит людей все время. Если вы питаете плату от батареи или источника питания, вы должны убедиться, что V + подключен к выводу VIN , а провод заземления — к выводу GND . Если вы получите это задом наперед, вы гарантированно пожарите свою доску.
Эта кажущаяся очевидной ошибка встречается чаще, чем вы думаете, поэтому всегда проверяйте настройки питания, прежде чем что-либо включать!
Когда воздух пахнет жареным Arduino, чаще всего это главная причина. Второе, скорее всего, связано с тем, что что-то пыталось извлечь слишком много тока с доски. Знание того, сколько энергии нужно вашим компонентам по сравнению с тем, сколько может обеспечить ваша плата, очень важно.
Прежде чем мы углубимся в это, давайте кратко рассмотрим теорию силы.
Текущие дела
Важной частью работы с микроконтроллерами является знание основ электроники. Хотя вам не нужно быть гениальным инженером-электриком, важно понимать, вольт , ампер , сопротивление и как они связаны. У Sparkfun есть отличный учебник по электронике , а также несколько видеороликов, объясняющих напряжение , ток (ампер) и закон Ома (сопротивление).
Точное понимание того, сколько энергии потребуется компоненту, является неотъемлемой частью работы с платами Arduino.
2. Запуск компонентов непосредственно из контактов
Это ловит много людей, которые хотят погрузиться прямо в проекты. Можно использовать некоторые маломощные компоненты непосредственно с выводами Arduino. Во многих случаях, однако, выполнение этого может потребовать слишком много энергии от Arduino, рискуя разрушить ваш микроконтроллер.
Худший нарушитель здесь — моторы. Даже маломощные двигатели потребляют такую разную мощность, что их обычно небезопасно использовать непосредственно с выводами Arduino. Для действительно самостоятельного использования мотора вам необходимо использовать H-мост . Эти чипы позволяют вам управлять двигателем с постоянным током, используя ваши контакты Arduino, не рискуя обжарить вашу доску.
Эти маленькие микросхемы отделяют источник питания от Arduino и позволяют двигателю двигаться в обоих направлениях. Идеально подходит для робототехники или автомобилей с дистанционным управлением. Самый простой способ использовать эти фишки как часть щита для вашего Arduino, и они доступны по цене менее $ 2 от Aliexpress , или, если вы чувствуете себя авантюрным, вы всегда можете сделать свои собственные .
Для начинающих, использующих двигатели с Arduino, Adafruit предлагает учебные пособия, в которых используются как сам чип, так и защитный щиток двигателя .
Реле и МОП-транзисторы
Другие электрические компоненты и приборы могут потреблять более предсказуемое количество энергии, но вы все равно не хотите, чтобы они подключались непосредственно к вашему микроконтроллеру. Даже светодиодные полосы 5 В могут быть опасными. Хотя подключение нескольких к плате непосредственно для тестирования может быть нормальным, обычно лучше использовать внешний источник питания и управлять им через реле или полевой МОП-транзистор .
Хотя между ними есть различия, они функционально одинаковы для многих приложений в области электроники для хобби. Оба могут действовать как переключатель между источником питания и компонентом, который включается или выключается Arduino. Реле полностью изолировано от цепи, которая управляет им, и функционирует исключительно как выключатель. Дежан Неделковски имеет хорошее видео-введение по использованию реле, взятое из его учебной статьи .
МОП-транзистор позволяет пропускать различные количества энергии с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ) от вывода Arduino. Для ознакомления с использованием полевых МОП-транзисторов со светодиодными лентами, ознакомьтесь с нашим окончательным руководством по их подключению к Arduino.
3. Непонимание макетов
Распространенная ошибка при запуске приводит к коротким замыканиям. Это происходит, когда части схемы соединяются в местах, где их не должно быть, что упрощает маршрут питания. В лучшем случае это приведет к тому, что ваша схема будет работать не так, как должна, а в худшем случае с обжаренными компонентами или даже с риском пожара!
Чтобы избежать этого при использовании макета, важно понимать, как функционирует макет. Это видео от Science Buddies — отличный способ познакомиться.
Важным аспектом здесь является запоминание того, как рельсы работают на каждой доске. На полных и половинных макетах внешние рельсы работают горизонтально, а внутренние рельсы — вертикально, с зазором в середине доски. Мини-макеты имеют только вертикальные направляющие.
Самый простой способ избежать короткого замыкания на макете — просто проверить свою работу перед включением устройства. Этот последний взгляд может спасти вас от многих неприятностей!
4. Пайка неудач
Та же проблема может возникнуть при пайке Arduinos или компонентов на плате, особенно с меньшими платами, такими как Arduino Nano. Все, что нужно, — это маленький кусочек припоя между двумя выводами, чтобы вызвать короткое замыкание, которое может разрушить ваш микроконтроллер. Единственный способ избежать этого — быть бдительным и максимально практиковаться в пайке.
В начале пайка может показаться довольно деликатной и сложной задачей, но со временем она становится намного проще. Наше руководство по проектам для начинающих должен помочь любому, кто переходит с макета в мир прототипирования!
5. Разводка вещей до неправильных контактов
Работа с микроконтроллерами означает работу с выводами. Большинство компонентов и многие платы поставляются со штырьками, чтобы прикрепить их к прототипу. Знание того, какой вывод делает то, что нужно, чтобы все работало так, как вы этого хотите.
Типичным примером является ранее упомянутый MOSFET. Три ножки полевого МОП-транзистора называются Воротами , Истощением и Источником . Смешивание любого из них может привести к тому, что мощность будет течь в неправильном направлении или вызвать короткое замыкание. Это может уничтожить ваш MOSFET, Arduino, прибор или, если вам действительно не повезло, все три!
Всегда ищите таблицу данных или распиновку компонента, прежде чем использовать его, чтобы точно определить, какой вывод идет куда, и сколько энергии ему требуется для использования.
6. Синтаксические ошибки в коде
Отойдя от аппаратной части Arduino, при кодировании приходится совершать множество ошибок. Наиболее типичные ошибки включают в себя:
- Отсутствие точки с запятой в конце строки
- Отсутствует / неправильный тип скобок
- Орфографические ошибки
Любая из вышеперечисленных проблем, хотя и незначительная, остановит вашу программу работать должным образом. Взять хотя бы эскиз Blink. Ниже приведен простой эскиз Blink.ino, входящий в состав Arduino IDE, с удаленным текстом справки. На первый взгляд все выглядит более-менее нормально, не так ли?
void setup() { pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT) } void loop { digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); delay{1000}; digitalwrite(LED_BUILTIN, LOW); delay(1000); Этот код не будет компилироваться, и есть 5 причин, почему. Давайте рассмотрим их:
- Строка 2: отсутствует точка с запятой.
- Строка 5: отсутствуют функциональные скобки.
- Строка 7: неправильный тип скобок.
- Строка 8: неправильно написана функция DigitalWrite.
- Строка 8/9: отсутствует закрывающая фигурная скобка.
Вот как должен выглядеть этот код:
void setup() { pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); delay(1000); digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW); delay(1000); }
Каждая из этих ошибок, хотя и незначительная, не даст вашей программе работать. Поначалу может быть довольно сложно сказать, что именно не так, хотя со временем все становится намного проще. Хороший совет для привыкания к программированию на Arduino — это открыть другую программу, на которую вы можете ссылаться, поскольку в большинстве случаев синтаксис и форматирование одинаковы для разных программ.
Если кодирование Arduino — ваш первый опыт кодирования, добро пожаловать! Это полезное хобби, чтобы учиться, и учитывая, насколько востребованы определенные типы программистов. , это может быть отличная смена карьеры! Есть хорошие привычки изучать как программист, и эти привычки применимы ко всем языкам программирования, поэтому их стоит изучать заранее.
7. Серийная ерунда
Серийный монитор — это консоль Arduino. Здесь вы можете отправить любые данные, взятые с выводов Arduino, и отобразить их как удобные для чтения текста. К сожалению, как многие из вас, вероятно, уже знают, это не всегда так просто.
В первые дни попыток заставить все работать, нет ничего более расстраивающего, чем настройка вашего микроконтроллера для печати на последовательном мониторе и получения ничего, кроме полной чепухи. К счастью, почти всегда есть простое решение.
При запуске последовательного монитора в коде вы также устанавливаете его скорость передачи . Этот номер просто относится к числу бит в секунду, которые отправляются на последовательный монитор. В приведенном ниже примере скорость передачи установлена на 9600 в коде. Убедитесь, что вы установили его на то же значение, используя выпадающее меню в нижней части последовательного монитора, и все должно отображаться правильно.
Вы можете заметить на последовательном мониторе, что есть несколько скоростей на выбор. Редко возникает необходимость изменить скорость передачи данных, если только вы не передаете большие куски данных. На скорости 9600 последовательный монитор может печатать почти 1000 символов в секунду. Если вы можете читать так быстро, поздравляю, вы явно волшебник.
8. Отсутствующие библиотеки
Обширный и постоянно растущий список библиотек, доступных для Arduino, — это одна из вещей, которая делает его таким доступным для новичков. Библиотеки, написанные опытными программистами и выпущенные бесплатно, позволяют использовать сложные компоненты, такие как индивидуально адресуемые светодиодные ленты и датчики погоды, без необходимости знать сложное кодирование.
Вы можете установить библиотеки прямо из IDE, выбрав Sketch > Включить библиотеку > Управление библиотеками, чтобы открыть браузер библиотеки.
После того, как вы установили свои библиотеки, вы можете использовать их в любом проекте, и многие приходят с собственными примерами проектов. Здесь есть два возможных подводных камня.
- Использование кода, который требует библиотеки у вас нет.
- Попытка использовать части библиотеки, которые вы не включили в свой проект.
В первом случае, если вы обнаружите фрагмент кода, который кажется идеальным для вашего проекта, и обнаружите, что он отказывается от компиляции, как только он у вас есть в вашей IDE, убедитесь, что в нем нет библиотеки, которую вы еще не установили. Вы можете проверить это, посмотрев #include <xxxx> в верхней части кода. Если он включает в себя то, что вы еще не установили, он не будет работать!
Во втором случае у вас противоположная проблема. Если вы используете функции из библиотеки, которую вы установили на свой компьютер, и код отказывается компилироваться, возможно, вы забыли включить библиотеку в эскиз, над которым вы сейчас работаете. Например, если вы хотите использовать фантастическую библиотеку Fastled с вашими светодиодными лентами Neopixel, вам нужно добавить #include «FastLED.h» в начале вашего кода, чтобы он знал, чтобы искать библиотеку.
9. Улетать
Для нашей предпоследней ошибки мы рассмотрим плавающие булавки. Под плавающим мы имеем в виду, что напряжение на штыре колеблется, давая нестабильное значение. Это вызывает особые проблемы при использовании кнопки для запуска чего-либо на вашем Arduino и может привести к нежелательному поведению.
Это происходит из-за нежелательных помех от окружающих электронных устройств, но его можно легко нейтрализовать с помощью внутреннего подтягивающего резистора Arduino.
Это видео от AddOhms объясняет проблему и как ее исправить.
10. Стрельба на Луну
Это не конкретная проблема, а скорее вопрос терпения. Arduinos позволяет легко прыгать и начинать создавать прототипы. Это правда, что сложные проекты способствуют быстрому обучению, но стоит начинать с малого. Если первый проект, который вы попробуете, будет сверхсложным, вы, скорее всего, столкнетесь с одной из вышеперечисленных проблем, оставив вас разочарованными, и, возможно, с жареной электроникой.
Самое замечательное в работе с микроконтроллерами — это огромное количество проектов, из которых можно поучиться. Если вы планируете создать сложную систему освещения, начните с простой системы светофора. даст вам основу для дальнейшего развития. Перед созданием огромного светодиодного светового шоу, возможно, попробуйте что-нибудь поменьше в качестве тестового прогона, например, изнутри корпуса вашего ПК.
Каждый маленький проект учит вас другому аспекту использования контроллеров Arduino, и, прежде чем вы это узнаете, вы будете использовать эти умные маленькие платы для управления всей своей жизнью!
Кривая обучения
Кривая обучения для Arduino может показаться непосильной для непосвященных, но ее специализированное онлайн-сообщество делает процесс обучения гораздо менее болезненным. Следя за легкими ошибками, подобными тем, которые описаны в этой статье, вы можете избавить себя от множества разочарований.
Теперь, когда вы знаете, каких ошибок следует избегать, почему бы не попробовать создать свой собственный Arduino , нет лучшего способа узнать, как они работают.
Для получения дополнительной информации взгляните на кодирование Arduino с использованием кода VS и PlatformIO.
Кредит изображения: SIphotography / Depositphotos