N Beginnersgids vir mikrobeheerders: 10 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:26

Wat het afstandbeheerders, routers en robotte in gemeen? Mikrobeheerders! Beginnervriendelike mikrobeheerders is deesdae maklik om te gebruik en te programmeer met slegs 'n skootrekenaar, 'n USB-kabel en 'n paar (gratis) open source sagteware. Woohoo !! Al die projekte, hier kom ons!

Die vangs? Daar is 4324302* verskillende mikrobeheerders, en dit kan afskrikwekkend wees om aan die gang te kom, veral as u net elektronika wil gebruik. Waar de moer begin jy ?!

Net hier, bbies, ek het chu. Of u nou 'n paar elektroniese projekte wil bou, programmering/tegnologie wil leer, of ander wil leer oor elektronika, hierdie tutoriaal sal u help om uit te vind watter mikrobeheerder die beste pas by u behoeftes, doelwitte en begrotings. Yay! Laat ons begin!

Lees tyd: ~ 20 min

*Ok, ok, miskien nie *so baie nie, maar beslis 'n paar dosyn!

Stap 1: Wag … Wat is 'n mikrobeheerder?

Miskien het u hierdie woord gesien en was u 'wtf', maar het u nie gemaklik genoeg gevoel om*te vra nie. Heeltemal goed, hier is 'n vinnige oorsig:

'N Mikrokontroleerder is 'n' eenvoudige rekenaar 'wat een program in 'n lus laat loop. Hulle is ontwerp om 'n enkele, spesifieke taak uit te voer.

In hierdie gids fokus ons op mikrobeheerders met uitbreekborde, of 'n bord waarmee dit makliker is om aan te sluit en die mikrobeheerder te programmeer.

Op 'n uitbreekbord word die mikrobeheerspennetjies aan 'n printplaat ("PCB") gesoldeer, koppe of ander verbindings word by die PCB gevoeg, en 'n paar basiese firmware of permanente sagteware word gelaai om die mikrobeheerder voor te berei om seine te ontvang.

*Vrae is altyd goed, selfs al is dit 'dom' of 'n00by', vind net 'n veilige ruimte - soos Instructables!

Stap 2: Wat is die verskil tussen die Raspberry Pi en 'n mikrobeheerder?

Die Raspberry Pi is nie net klein en lieflik nie, dit is ook 'n volwaardige rekenaar!: D

Rekenaars het mikroverwerkers EN mikrobeheerders wat saamwerk om baie take tegelyk uit te voer.

Die mikroverwerker is die 'swaar werk' in 'n rekenaar. Dit voer die instruksies en berekeninge uit wat die rekenaar laat werk. Mikroverwerkers is baie vinniger as mikrobeheerders, maar hulle benodig eksterne hulpbronne soos RAM, invoer/uitvoer-poorte, ens., Terwyl 'n mikrobeheerder tipies op sigself is.

Rekenaars (wat insette en uitsette, berging en verwerking het) kan verskeie programme op 'n slag uitvoer - u kan op die internet blaai, met ou foto's herinner, 'n papier skryf en terselfdertyd 1000 oortjies oopmaak! Mikrobeheerders … nie soseer nie. U kan een van die dinge doen, maar nie almal nie.

Lees die laaste gedeelte van hierdie tutoriaal vir meer inligting oor die Raspberry Pi!

Stap 3: Arduino (Uno)

'N Robuuste, oopbron-mikrobeheerder en programmeeromgewing wat ontwerp is vir beginners met 'n bietjie kennis van stroombane.

Aanbevole ouderdomme: 12+ (kinders wat gemaklik is met programmering en algebra)

Moeilikheidsgraad: intermediêr

Gemiddelde koste: $ 35

Daar is baie verskillende soorte Arduino -borde. Dit is die Arduino Uno, die beste geskik vir beginners! Daar is borde wat groter, kleiner, drabaar is en vir spesiale toepassings soos robotika.

As u vertroud is met Arduino -borde en programmeringskaarte, is dit goed vir projekte en loopbane in rekenaarwetenskap, ingenieurswese en ontwerp.

Hardeware -funksies

• Die Arduino Uno het 14 Digital Input & Output ("I/O") penne, 6 analoog I/O penne, 2 Power Out penne (3.3V en 5V) en 3 Ground (GND) penne.
• Krag insette kan van 5 tot 12 VDC wees

• Met die ICSP-opskrifte kan u baie verskillende byvoegborde met die naam "skilde" verbind.

  U kan byvoorbeeld 'n WiFi -skild byvoeg om u Arduino aan die 'net

Programmeringstaal: bedrading (kombinasie van C ++/verwerking)

Voorbeeldprojek: Bewegingsreaktief Skud die doolhofspel!

Koop/leer meer: Arduino -webwerf

Stap 4: Micro: Bit

'N Vriendelike klein mikrobeheerder, handig vir kinders en mense wat net begin met kodering en hardeware.

Aanbevole ouderdomme: 8+ (of kinders gemaklik met stroombane en eenvoudige gereedskap)

Moeilikheidsgraad: Beginner

Gemiddelde koste: $ 15

Die Micro: Bit is 'n uitstekende hulpmiddel om te leer hoe om te kodeer, ander, veral laerskoolleerlinge, te leer hoe om te kodeer en eenvoudige en vinnige elektroniese prototipes te maak.

The Micro: Bit is 'n samewerking tussen Microsoft en die BBC om opvoedkundige rekenaars oor die hele wêreld na klaskamers te bring.

Hardeware -eienskappe:

• Die Micro: Bit het 3 digitale en analoog I/O -penne, 1 kraguitgangpen (3.3V) en 1 grondpen (GND) -pen
• Kraginvoer moet 3 - 5 VDC wees via 'n mikro -USB -kabel of 'n battery -aansluiting.

• Dit het ook baie ingeboude insette, uitsette en sensors!

  • 5x5 (25) LED -matriks
  • Twee (2) drukknoppies (A, B)
  • Radio sender en ontvanger
  • Versnellingsmeter
  • Kompas
  • Sensors vir lig en temperatuur
• Vir meer I/O -penne, kry 'n Micro: Bit breakout!

Programmeringstaal: op blokke gebaseer of Javascript (www. MakeCode.org); kan ook CircuitPython gebruik

Voorbeeldprojek: teksboodskappoppie!

Koop/leer meer: Micro: Bit -webwerf

Stap 5: Circuit Playground Express

'N Veelsydige mikrobeheerder, ideaal vir kinders en mense wat net begin met kodering en hardeware.

Let wel: daar is ook die Circuit Playground Classic - die hardeware is byna identies, maar hierdie bord is geprogrammeer in die Arduino IDE.

Aanbevole ouderdomme: 8+ (of kinders gemaklik met stroombane en eenvoudige gereedskap)

Moeilikheidsgraad: Beginner

Gemiddelde koste: $ 25

Die Circuit Playground Express, of CPX, is 'n nuttige hulpmiddel om te leer hoe om te kodeer, om ander te leer hoe om te kodeer, en om vinnige prototipes vir beginners sowel as kundiges te maak.

Die Circuit Playground Express is 'n kragtige en veelsydige mikrobeheerder wat deur Adafruit Industries geskep is.

Hardeware -funksies

• Die CPX het 7 Digital/Analog Input & Output ("I/O") ringe wat ook kapasitief raak!

  • 1 "ware" analoog I/O -ring
  • 2 Uitskakelring (3.3V)
  • 3 Gemaalde (GND) penne
• Kraginvoer moet 3 - 5 VDC wees via 'n mikro -USB -kabel of 'n battery -aansluiting.

• Daar is ook tonne ingevoerde insette, uitsette en sensors!

  • 10 Mini Neopixels (kan in alle kleure wees)
  • 2 drukknoppies (A, B)
  • 1 Skyfskakelaar

  • Infrarooi sender en ontvanger

    Kan afstandbeheerkodes ontvang/stuur, boodskappe tussen CPX's stuur en as afstandsensor optree

  • Versnellingsmeter
  • Klanksensor en mini -luidspreker
  • Sensors vir lig en temperatuur

Programmeringstaal: op blokke gebaseer of Javascript (www. MakeCode.org); kan ook CircuitPython en bedrading gebruik (Arduino IDE)

Voorbeeldprojek: Minecraft gebaarbeheerder!

Koop/leer meer: Adafruit Industries

Stap 6: Makey Makey

'N Interaktiewe inleidende mikrokontroleerder, ideaal vir jong kinders en mense wat nuut is in elektronika en kodering, veral vir diegene wat met tegnologie wil speel sonder om stroombane en kode te hoef te bou.

Aanbevole ouderdomme: 5+ (of kinders gemaklik met eenvoudige gereedskap)

Moeilikheidsgraad: Beginner

Gemiddelde koste: $ 50

Die Makey Makey is 'n uitstekende eerste stap in elektronika en tegnologie - geen programmering nodig nie! Koppel alligatorklemme aan die pads en koppel dan 'n ietwat geleidende materiaal, soos hande, vrugte of metaalvoorwerpe, om sekere sleutelbord- en muistoetsen te aktiveer.

Die Makey Makey is 'n Arduino-versoenbare bord, wat beteken dat u dit ook kan herprogrammeer met behulp van die Arduino Integrated Development Environment ("IDE").

Hardeware -funksies

• Die Makey Makey het ses (6) kapasitiewe raakblokkies aan die voorkant van die bord:

  • Vier beheer die pyltjie sleutels,
  • Een beheer die spasiebalk, en
  • Een beheer die linker muisklik.

• Aan die agterkant van die bord is kopstukke vir meer kontroles (ook kapasitiewe aanraking):

  • Ses (6) penne wat na letters gekoppel word,
  • Vier (4) penne wat na pyle verwys,
  • Twee (2) penne wat aan die muis sleutels gekoppel word, en
  • Een (1) pen wat na die spasiebalk -sleutel gekoppel word.
  • Daar is ook drie (3) algemene I/O -penne, 'n 5V -kragpen en 'n grondpen.

Programmeringstaal: Nie van toepassing op beginners nie; kan krasprogramme (op blokke gebaseer) skryf; kan herprogrammeer in bedrading (Arduino IDE)

Voorbeeldprojekte

Beginner: Floor Piano

Intermediêr: Interaktiewe opnamespel!

Koop/leer meer: Makey Makey -webwerf

Stap 7: Ander algemene rade

Daar is te veel mikrobeheerders om in een tutoriaal te dek. As u 'n spesiale spesifieke behoefte het, is daar waarskynlik 'n mikrobeheerder daarvoor (net soos programme!). Om 'n idee te kry van sommige van die ander borde wat nie in hierdie tutoriaal genoem word nie, lees die voorraad van SparkFun Electronics en Adafruit Industries en/of vra mense in die veld!

Hier is 'n paar van my gunstelinge:

Deeltjie foton

Net soos die Arduino Nano, is die Photon 'n WiFi -gekoppelde mikrobeheerder wat draadloos geprogrammeer kan word. Die maklikste opstelling gebruik 'n (gratis) slimfoon -app, maar kan ook direk via USB in byna dieselfde taal as Arduino*geprogrammeer word.

Aanbevole ouderdomme: 12+ (of gemaklik vir kinders met stroombane en kodering)

Moeilikheidsgraad: intermediêr

Koste: $ 20

Besoek die aanlynwinkel van Particle hier vir meer inligting en om die Photon -opstelling te kry.

Programmeertaal: bedrading (min of meer)

Voorbeeldprojek

IoT industriële skaal

*Bedrading is die kode raamwerk, dus die meeste Arduino -kode werk sonder wysigings. Kan ook skryf in C/C ++ of ARM -samestelling

Adafruit HUZZAH ESP8266 Breakout

'N Super klein, super goedkoop (en tans baie gewild in die IoT* -gemeenskap) WiFi -mikrobeheerder. U benodig 'n FTDI- of konsolkabel. U kan die Arduino IDE gebruik om hierdie bord of die NoaMCU se Lua -tolk te programmeer.

Aanbevole ouderdomme: 14+ (of gemaklik vir kinders met hardeware en sagteware)

Moeilikheidsgraad: intermediêr ++

Koste: $ 10

Besoek die HUZZAH Adafruit -produkbladsy vir meer inligting.

(SparkFun het ook 'n soortgelyke bord, die "ESP8266 Thing", wat u hier kan vind vir ongeveer $ 15.)

Programmeringstaal: Lua (soortgelyk aan Python) of bedrading (Arduino IDE)

*IoT staan vir "Internet of Things", wat die term is wat verwys na die koppeling en beheer van verskillende hardeware -toestelle, soos sensors en huishoudelike elektronika, met die internet.

Adafruit Trinket M0

'N Klein, maar kragtige mikrobeheerder wat die lyne tussen rekenaar en mikrobeheerder vervaag (dit het 'n ATSAMD21E18 32-bis Cortex M0-verwerker). Dit kan met Circuit Python of in die Arudino IDE geprogrammeer word.

Aanbevole ouderdomme: 14+ (of gemaklik vir kinders met hardeware en sagteware)

Moeilikheidsgraad: intermediêr

Koste: $ 9

Besoek die Adafruit -produkbladsy vir die Trinket M0 vir meer inligting.

Programmeringstaal: CircuitPython of bedrading (Arduino IDE)

Daar is 'n TON ander M0 -borde, soortgelyk aan die Arduino Zero -verbindbare mikrobeheerders. As dit nie aan u behoeftes voldoen nie, soek dan op die Adafruit- en SparkFun -webwerwe!

Stap 8: Drabare mikrobeheerders

Daar is ook 'n handjievol mikrobeheerders wat ontwerp is vir draagbare projekte!

Wat dit spesiaal maak, is dat dit gewas kan word, sodat u dit nie hoef te verwyder uit die wonderlike projek wat u gemaak het nie (maar verwyder die battery!).

Drabare mikrobeheerders het ook spesiale I/O -penne wat dit makliker maak om in klere vas te maak en stroombane met geleidende draad vas te maak. Hier is 'n paar van my gunstelinge:

Adafruit FLORA

'N Sirkelvormige naaibare mikrobeheerder met 14 in- en uitsette. Kan gewas word (maar verwyder die battery).

Aanbevole ouderdomme: 12+ (of gemaklik vir kinders met stroombane en kodering)

Moeilikheidsgraad: intermediêr

Koste: $ 15

Programmeringstaal: bedrading (Arduino IDE)

Besoek die Adafruit FLORA -produkbladsy vir meer inligting.

Arduino Gemma

'N Klein, klein, naaibare mikrobeheerder met 3 insette en uitgange. Ideaal om weg te steek, aan klein voorwerpe te koppel en juweliersware te maak.

Aanbevole ouderdomme: 12+

Moeilikheidsgraad: intermediêr

Koste: $ 5

Programmeringstaal: bedrading (Arduino IDE)

Besoek die produkblad van Arduino Gemma vir meer inligting.

Arduino Lilypad

'N Sirkelvormige naaibare mikrobeheerder met 14 beskikbare insette en uitsette.

Aanbevole ouderdomme: 12+

Moeilikheidsgraad: intermediêr

Koste: $ 25

Programmeringstaal: bedrading (Arduino IDE)

Besoek die SparkFun -produkbladsy vir die Lilypad vir meer inligting.

Stap 9: Framboos Pi 3

Die Raspberry Pi, oftewel Pi, is 'n rekenaar met 'n kredietkaart* wat 'n spesiale weergawe van Linux gebruik en wat geprogrammeer kan word om hardeware te beheer.

Aanbevole ouderdomme: 12+of kinders wat gemaklik is met kodering en algebra

Moeilikheidsgraad: Gemiddeld (maklik soos 'n rekenaar)

Gemiddelde koste: $ 35

Die Raspberry Pi -rekenaar, of kortweg Pi, kan gebruik word as 'n 'standaard' rekenaar of as 'n beheerder vir allerhande hardeware -projekte. Dit is 'n uitstekende eerste rekenaar wat kinders kan gebruik en leer om te kodeer, en word wyd gebruik deur hardeware -kundiges om allerhande elektroniese projekte te bou, van robotte tot 3D -drukkers tot tuisautomatiseringstelsels!

Die Raspberry Pi het die manier waarop ons elektronika bou, verander! Daar is 'n paar verskillende weergawes; die mees onlangse is die Raspberry Pi 3 en die Pi Zero, 'n miniatuurweergawe van die Pi 3 vir slegs $ 10.

Hardeware -oorsig

• Die aanbevole bedryfstelsel ('OS') is 'n spesiale weergawe van Linux genaamd Raspbian.

• Die Pi het 40 Input and Output ("GPIO") penne vir algemene doeleindes.

  • 26 digitale I/O -penne (geen analoog I/O)
  • 4 Power Out -penne (twee 3.3V en twee 5V)
  • 8 Gemaalde (GND) penne
  • 2 spesiale penne (I2C ID EEPROM, slegs vir gevorderde gebruik)

• Die Pi het ook die meeste standaard rekenaarkenmerke:

  • 4 USB -poorte
  • 1 Ethernet -poort
  • 1 HDMI -poort
  • 1 Audio -aansluiting
  • 1 Kameramodule -poort

Programmeringstaal (vir GPIO -penne): Python of C ++

Aangesien dit 'n volledige rekenaar is, kan u programmeer in watter taal u wil, insluitend die programmering van ander mikrobeheerders!

Voorbeeldprojekte

IoT Pet Monitor!

Impact Force Monitor

Koop/meer inligting: Raspberry Pi Foundation

*Die Pi kan soortgelyk aan 'n standaard mikrobeheerder gebruik word EN kan ook mikrobeheerders beheer! Die Pi is eintlik fantasties en ek moet dit * insluit, alhoewel dit tegnies 'n rekenaar is:)

Stap 10: Laaste gedagtes

As u eers begin en allerhande projekte wil bou, sal ek die Circuit Playground Express aanbeveel. Dit is baie maklik om aan die gang te kom en het baie ingeboude toestelle.

As u baie geïnteresseerd is in rekenaarnetwerk, AI, of om dinge met die internet te verbind (byvoorbeeld om 'n 'Smart Home' te maak), stel ek die Raspberry Pi voor.

As u 'n stewige, stabiele en betroubare bord wil hê om 'n wye verskeidenheid projekte te bou, gaan dan saam met 'n Arduino.

As u nog steeds geen idee het waar u moet begin nie en heeltemal geïntimideer is, begin dan met die Micro: Bit - dit is slegs $ 15 en het baie snaakse dinge om mee te speel. En as u een vir u vriend kry, kan u 'n paar boodskappe heen en weer stuur:)

Die beste raad wat ek jou kan gee, is om 'n projek te vind waaroor jy passievol is en dit te bou! Daar is baie tutoriale aanlyn, so soek na iemand wat dieselfde of soortgelyke projek gebou het. Bou uit hul bevindings en pas aan soos u wil!

En laat natuurlik alle verwante vrae in die kommentaar, en ek sal my bes doen om te help!

Gelukkige inbraak!