Какие дополнительные платы есть в компьютере
Обновлено: 01.07.2024
UNO — лучшая доска для начала работы с электроникой и программированием. Если это ваш первый опыт работы с платформой, UNO — самая надежная доска, с которой вы можете начать играть. UNO — наиболее используемая и задокументированная плата из всего семейства Arduino и Genuino.
Arduino/Genuino Uno — это плата микроконтроллера на базе ATmega328P (техническое описание). Он имеет 14 цифровых входных/выходных контактов (из которых 6 могут использоваться как выходы ШИМ), 6 аналоговых входов, кварцевый резонатор 16 МГц, USB-соединение, разъем питания, разъем ICSP и кнопку сброса. Он содержит все необходимое для поддержки микроконтроллера; просто подключите его к компьютеру с помощью USB-кабеля или включите адаптер переменного тока в постоянный или аккумулятор, чтобы начать работу. чип на несколько долларов и начать заново.
«Uno» в переводе с итальянского означает «единица» и было выбрано в честь выпуска программного обеспечения Arduino (IDE) 1.0. Плата Uno и версия 1.0 программного обеспечения Arduino (IDE) были эталонными версиями Arduino, которые теперь эволюционировали до более новых выпусков. Плата Uno является первой в серии плат USB Arduino и эталонной моделью для платформы Arduino; обширный список текущих, прошлых или устаревших плат см. в указателе плат Arduino.
В разделе «Начало работы» вы можете найти всю информацию, необходимую для настройки платы, использования программного обеспечения Arduino (IDE) и начала работы с программированием и электроникой.
- О программном обеспечении на форуме Arduino
- О проектах на форуме Arduino
- На самом продукте через нашу службу поддержки
Познакомьтесь с некоторыми проектами Arduino Uno и Genuino Uno, представленными на Arduino Project Hub, нашей учебной платформе:
Семья Arduino и Genuino очень большая! Проверьте элементы, связанные с Arduino UNO, и добавьте их в свой набор инструментов производителя!
ЧЕХОЛ ARDUINO/GENUINO UNO
| Микроконтроллер | ATmega328P |
| Рабочее напряжение | 5В | < /tr>
| Входное напряжение (рекомендуется) | 7–12 В |
| Входное напряжение (предел) | 6–20 В |
| Цифровые контакты ввода-вывода | 14 (из которых 6 обеспечивают выход ШИМ) |
| 6 | |
| Выводы аналогового ввода | 6 | Постоянный ток на контакт ввода-вывода | 20 мА |
| Постоянный ток на контакт 3,3 В | 50 мА |
| Флэш-память | 32 КБ (ATmega328P), из которых 0,5 КБ используется загрузчиком |
| SRAM | 2 КБ (ATmega328P) |
| EEPROM | 1 КБ (ATmega328P) |
| Тактовая частота | 16 МГц |
| LED_BUILTIN | 13 | Длина | 68,6 мм |
| Ширина | 53,4 мм |
| Вес | 25 г |
Arduino / Genuino Uno — это аппаратное обеспечение с открытым исходным кодом! Вы можете создать свою собственную доску, используя следующие файлы:
Arduino/Genuino Uno можно запрограммировать с помощью (Arduino Software (IDE)). Выберите «Arduino/Genuino Uno» в меню «Инструменты» > «Плата» (в соответствии с микроконтроллером на вашей плате). Подробности см. в справочнике и руководствах.
ATmega328 на Arduino/Genuino Uno поставляется с предварительно запрограммированным загрузчиком, который позволяет загружать в него новый код без использования внешнего аппаратного программатора. Он взаимодействует с использованием исходного протокола STK500 (ссылка, заголовочные файлы C).
Вы также можете обойти загрузчик и запрограммировать микроконтроллер через заголовок ICSP (внутрисхемное последовательное программирование), используя Arduino ISP или аналогичный; подробности см. в этих инструкциях.
- На платах Rev1: подсоедините перемычку на обратной стороне платы (рядом с картой Италии), а затем переустановите 8U2.
- На платах версии 2 или более поздних: есть резистор, который соединяет линию HWB 8U2/16U2 с землей, что упрощает переход в режим DFU.
Затем вы можете использовать программное обеспечение Atmel FLIP (Windows) или программатор DFU (Mac OS X и Linux) для загрузки новой прошивки. Или вы можете использовать заголовок ISP с внешним программатором (перезаписав загрузчик DFU). Дополнительную информацию см. в этом пользовательском руководстве.
Arduino/Genuino Uno имеет сбрасываемый полипредохранитель, который защищает USB-порты вашего компьютера от короткого замыкания и перегрузки по току.Хотя большинство компьютеров обеспечивают собственную внутреннюю защиту, предохранитель обеспечивает дополнительный уровень защиты. Если на USB-порт подается более 500 мА, предохранитель автоматически разорвет соединение до тех пор, пока короткое замыкание или перегрузка не будут устранены.
Uno отличается от всех предыдущих плат тем, что в ней не используется микросхема драйвера FTDI USB-to-serial. Вместо этого в нем используется Atmega16U2 (Atmega8U2 до версии R2), запрограммированный как преобразователь USB-последовательный порт.
Плата Arduino/Genuino Uno может питаться через USB-соединение или от внешнего источника питания. Источник питания выбирается автоматически.
Внешнее (не USB) питание может поступать либо от адаптера переменного тока в постоянный (настенный), либо от аккумулятора. Адаптер можно подключить, вставив штекер 2,1 мм с центральным положительным контактом в разъем питания на плате. Выводы от аккумулятора можно вставить в контактные разъемы GND и Vin разъема POWER.
Плата может работать от внешнего источника питания от 6 до 20 вольт. Однако при подаче менее 7 В на контакт 5 В может подаваться менее пяти вольт, и плата может работать нестабильно. При использовании более 12 В регулятор напряжения может перегреться и повредить плату. Рекомендуемый диапазон: от 7 до 12 В.
- Вин. Входное напряжение платы Arduino/Genuino при использовании внешнего источника питания (в отличие от 5 вольт от USB-соединения или другого регулируемого источника питания). Вы можете подавать напряжение через этот контакт или, если подаете напряжение через разъем питания, получить к нему доступ через этот контакт.
- 5V. Этот контакт выводит регулируемое напряжение 5V от регулятора на плате. Плата может питаться от разъема питания постоянного тока (7–12 В), разъема USB (5 В) или контакта VIN платы (7–12 В). Подача напряжения через контакты 5 В или 3,3 В обходит регулятор и может повредить вашу плату. Мы не советуем это делать.
- 3V3. Питание 3,3 В, генерируемое бортовым регулятором. Максимальный потребляемый ток составляет 50 мА.
- Земля. Заземляющие контакты.
- ИОРЭФ. Этот контакт на плате Arduino/Genuino обеспечивает опорное напряжение, с которым работает микроконтроллер. Правильно сконфигурированный экран может считывать напряжение на контакте IOREF и выбирать соответствующий источник питания или включать преобразователи напряжения на выходах для работы с 5 В или 3,3 В.
У ATmega328 32 КБ (из которых 0,5 КБ занято загрузчиком). Он также имеет 2 КБ SRAM и 1 КБ EEPROM (которую можно читать и записывать с помощью библиотеки EEPROM).
Посмотрите сопоставление контактов Arduino и портов ATmega328P. Сопоставление для Atmega8, 168 и 328 идентично.
Каждый из 14 цифровых контактов Uno можно использовать как вход или выход с помощью функций pinMode(), digitalWrite() и digitalRead(). Они работают от 5 вольт. Каждый контакт может обеспечить или получить 20 мА в рекомендуемых рабочих условиях и имеет внутренний подтягивающий резистор (по умолчанию отключен) на 20-50 кОм. Максимум 40 мА — это значение, которое не должно превышаться на любом контакте ввода-вывода, чтобы избежать необратимого повреждения микроконтроллера.
- АРЕФ. Опорное напряжение для аналоговых входов. Используется с AnalogReference().
- Сброс. Установите на этой линии НИЗКИЙ уровень, чтобы перезагрузить микроконтроллер. Обычно используется для добавления кнопки сброса к щитам, которые блокируют кнопку на плате.
Arduino/Genuino Uno имеет ряд средств для связи с компьютером, другой платой Arduino/Genuino или другими микроконтроллерами. ATmega328 обеспечивает последовательную связь UART TTL (5V), которая доступна на цифровых контактах 0 (RX) и 1 (TX). ATmega16U2 на плате направляет эту последовательную связь через USB и отображается как виртуальный COM-порт для программного обеспечения на компьютере. Прошивка 16U2 использует стандартные драйверы USB COM, и внешний драйвер не требуется. Однако в Windows требуется файл .inf. Программное обеспечение Arduino (IDE) включает в себя последовательный монитор, который позволяет отправлять простые текстовые данные на плату и с нее. Светодиоды RX и TX на плате будут мигать, когда данные передаются через микросхему USB-to-serial и USB-подключение к компьютеру (но не при последовательной связи на контактах 0 и 1).
ATmega328 также поддерживает связь I2C (TWI) и SPI. Программное обеспечение Arduino (IDE) включает библиотеку Wire для упрощения использования шины I2C; подробности см. в документации. Для связи SPI используйте библиотеку SPI.
Вместо того, чтобы требовать физического нажатия кнопки сброса перед загрузкой, плата Arduino/Genuino Uno разработана таким образом, что ее можно сбросить с помощью программного обеспечения, запущенного на подключенном компьютере. Одна из линий аппаратного управления потоком (DTR) ATmega8U2/16U2 подключена к линии сброса ATmega328 через конденсатор емкостью 100 нанофарад. Когда эта линия активна (низкий уровень), линия сброса падает на время, достаточное для сброса микросхемы. Программное обеспечение Arduino (IDE) использует эту возможность, чтобы вы могли загружать код, просто нажимая кнопку загрузки на панели инструментов интерфейса.Это означает, что загрузчик может иметь более короткое время ожидания, так как снижение DTR может быть хорошо скоординировано с началом загрузки.
У этой настройки есть и другие последствия. Когда Uno подключен к компьютеру с Mac OS X или Linux, он сбрасывается каждый раз, когда к нему подключается программное обеспечение (через USB). Следующие полсекунды или около того загрузчик работает на Uno. Хотя он запрограммирован на игнорирование искаженных данных (то есть всего, кроме загрузки нового кода), он будет перехватывать первые несколько байтов данных, отправленных на плату после открытия соединения. Если скетч, работающий на плате, получает одноразовую конфигурацию или другие данные при первом запуске, убедитесь, что программное обеспечение, с которым он взаимодействует, ждет секунду после открытия соединения и перед отправкой этих данных.
Плата Uno содержит трассировку, которую можно обрезать, чтобы отключить автоматический сброс. Площадки с обеих сторон дорожки можно спаять вместе, чтобы снова включить ее. Он помечен как «RESET-EN». Вы также можете отключить автосброс, подключив резистор 110 Ом от 5В к линии сброса; подробности см. в этой ветке форума.
На компьютерах Apple также может называться mb, mainboard, mboard, mobo, mobd, объединительная плата, базовая плата, главная печатная плата, плоская плата, системная плата или логическая плата. Материнская плата — это печатная плата и основа компьютера, которая является самой большой платой в корпусе компьютера. Он распределяет питание и обеспечивает связь между ЦП, ОЗУ и всеми другими аппаратными компонентами компьютера.
Обзор материнской платы
Материнская плата обеспечивает связь между аппаратными компонентами компьютера, такими как процессор (ЦП), память (ОЗУ), жесткий диск и видеокарта. Существует несколько типов материнских плат, предназначенных для компьютеров разных типов и размеров.
Каждый тип материнской платы предназначен для работы с определенными типами процессоров и памяти, поэтому они не работают с каждым процессором и типом памяти. Однако жесткие диски в основном универсальны и работают с большинством материнских плат независимо от типа и марки.
Ниже показано изображение материнской платы ASUS P5AD2-E с этикетками рядом с каждым из ее основных компонентов. Нажав на изображение, вы перейдете к более крупной и подробной версии.
< бр />
Где находится материнская плата?
Материнская плата компьютера расположена внутри корпуса компьютера и является местом соединения большинства деталей и периферийных устройств компьютера. В компьютерах в корпусе Tower материнская плата находится с левой или правой стороны корпуса и является самой большой печатной платой.
Компоненты материнской платы
Ниже приведены ссылки на страницы с более подробной информацией о каждом из компонентов системной платы, упомянутых в предыдущем разделе. Ссылки перечислены по часовой стрелке, начиная с верхнего левого угла изображения. Компоненты, не отмеченные на изображении выше, находятся в разделах далее на этой странице.
Старые компоненты материнской платы
Следующий список содержит ссылки на компоненты, которые не показаны на рисунке выше или были частью системных плат старых компьютеров.
Форм-факторы и типы материнских плат
По мере развития компьютеров развивались и материнские платы. Ниже приведен список различных форм-факторов материнских плат и дополнительная информация о каждом, включая ATX, который является наиболее распространенным.
Сколько разъемов, портов или слотов на материнской плате?
Не существует определенного стандарта количества разъемов, портов или слотов расширения на материнской плате. Лучший способ определить, сколько разъемов, портов или слотов доступно для вашей материнской платы, — это просмотреть спецификации, содержащиеся в ее документации. Если вы потеряли или выбросили документацию к материнской плате, часто можно загрузить бесплатную версию в формате PDF с веб-сайта производителя.
Почему слоты и соединения имеют разный цвет?
Разъемы, порты и разъемы на материнской плате могут иметь цветовую маркировку, чтобы было легче определить тип разъема, порта или разъема. Например, на изображении нашей материнской платы разъемы IDE окрашены в разные цвета, чтобы было проще идентифицировать первичный и вторичный разъемы. Если слоты памяти имеют разный цвет, это означает, что слоты памяти двухканальные, и пары модулей памяти следует устанавливать на один и тот же канал (цвет). Например, на нашем рисунке желтые слоты памяти — это канал A, а канал B — черные слоты. Если бы вы устанавливали только две карты памяти, вам нужно было бы установить их обе в канал A (желтые слоты) для оптимальной производительности.
См. нашу страницу с цветовой кодировкой для получения информации и примеров цветов портов на задней панели материнской платы.
Как материнская плата подключается к корпусу компьютера?
Материнская плата компьютера соединяется с корпусом настольного компьютера с помощью выносных элементов. Как только материнская плата прикреплена к корпусу, все остальные устройства подключаются к самой материнской плате или плате расширения.
Какой была первая материнская плата?
Первой материнской платой считается плата, использовавшаяся в персональном компьютере IBM, выпущенном в 1981 году. В то время IBM называла его «планарным», а не материнской платой. Персональный компьютер IBM и материнская плата внутри него установят стандарт для IBM-совместимого компьютерного оборудования в будущем.
Раз есть материнская плата, есть ли материнская плата?
Нет, применительно к компьютеру не существует такого понятия, как материнская плата. Однако существует такая вещь, как дочерняя плата.
Откуда материнская плата получила свое название?
Дочерние платы, о которых мы упоминали в предыдущем разделе, представляют собой печатные платы, которые подключаются к одной большой центральной печатной плате. материнская плата. Платы меньшего размера можно рассматривать как «дочерние» основной платы, отсюда и название «материнская плата».
Отличаются ли материнские платы Dell, HP и других OEM-производителей?
Да, материнские платы OEM от таких производителей, как Dell и HP, немного отличаются от других материнских плат, которые вы можете найти у розничных продавцов. OEM разрабатывает свою материнскую плату для каждой модели компьютера в соответствии со своими потребностями. Некоторые OEM-производители могут даже вносить радикальные изменения, выходящие за рамки типичного форм-фактора материнской платы. Однако, несмотря на то, что материнские платы OEM могут иметь свои отличия, визуально они часто очень похожи. Кроме того, если изменений не было слишком много, можно заменить материнскую плату OEM на розничную материнскую плату. Для OEM-компьютеров с большим количеством отличий, которые необходимо заменить, вам потребуется замена у OEM-производителя или у стороннего поставщика, который продает детали от бывших в употреблении компьютеров.
Есть ли материнская плата в ноутбуке, смартфоне и планшете?
Да, хотя плату часто называют «логической платой», а не материнской платой. Логическая плата очень похожа на материнскую плату и работает так же. Однако из-за требований к размеру большинства логических плат такие компоненты, как процессор и оперативная память (в планшетах и смартфонах), припаяны к плате. Кроме того, поскольку многие из этих устройств не имеют возможности обновления, на них нет слотов или разъемов, как на традиционной материнской плате компьютера.
Хотите узнать, какое аппаратное обеспечение установлено на вашем компьютере? Станьте профессионалом в области компьютеров с нашим кратким руководством по этим важным компонентам и их функциям.
Проще говоря, компьютерное оборудование — это физические компоненты, необходимые для работы компьютерной системы. Он включает в себя все, что связано с печатной платой, работающей внутри ПК или ноутбука; включая материнскую плату, видеокарту, ЦП (центральный процессор), вентиляторы, веб-камеру, блок питания и т. д.
Хотя конструкция аппаратного обеспечения настольных ПК и ноутбуков различается из-за различий в размерах, в обоих случаях используются одни и те же основные компоненты. Без оборудования не было бы возможности запуска необходимого программного обеспечения, которое делает компьютеры такими полезными. Программное обеспечение определяется как виртуальные программы, которые работают на вашем компьютере; то есть операционная система, интернет-браузер, текстовые документы и т. д.
Хотя компьютер может работать только тогда, когда и аппаратное, и программное обеспечение работают вместе, скорость системы во многом зависит от используемого оборудования.
При сборке нового компьютера или просто замене старых деталей вам может понадобиться информация о конкретном аппаратном обеспечении вашего компьютера. Таким образом, цель этого руководства — помочь вам понять внутреннюю работу вашего компьютера.
Что такое материнская плата?
Системная плата — это центральная часть работы ПК. Он содержит ЦП и является концентратором, через который проходит все остальное оборудование. Материнская плата действует как мозг; распределение мощности там, где это необходимо, обмен данными и координация между всеми другими компонентами, что делает его одним из самых важных аппаратных средств компьютера.
При выборе материнской платы важно проверить, какие аппаратные порты поддерживает материнская плата. Крайне важно проверить, сколько портов USB и какого класса (USB 2.0, 3.0, 3.1), а также какие порты дисплея используются (HDMI, DVI, RGB) и сколько их имеется. Порты на материнской плате также помогут вам определить, какое другое оборудование будет совместимо с вашим компьютером, например, какой тип оперативной памяти и видеокарты вы можете использовать.
Что такое ЦП (центральный процессор/блок процессора)?
ЦП (центральный процессор или процессор) отвечает за обработку всей информации от программ, запускаемых на вашем компьютере. «Тактовая частота», или скорость, с которой процессор обрабатывает информацию, измеряется в гигагерцах (ГГц).Это означает, что процессор с высокой тактовой частотой, скорее всего, будет работать быстрее, чем процессор с аналогичными характеристиками той же марки и возраста.
Что такое оперативная память?
Оперативное запоминающее устройство, или ОЗУ, — это аппаратное обеспечение, которое находится в слотах памяти на материнской плате. Роль ОЗУ заключается во временном хранении оперативной информации, созданной программами, и делать это таким образом, чтобы эти данные были немедленно доступны. Задачи, требующие случайной памяти, могут быть; рендеринг изображений для графического дизайна, редактирование видео или фотографий, многозадачность с несколькими открытыми приложениями (например, запуск игры на одном экране и общение в Discord на другом).
Требуемый объем оперативной памяти зависит от программ, которые вы будете запускать. Игры средней интенсивности обычно используют 8 ГБ памяти, когда они выполняются вместе с другими программами, но видео/графический дизайн может использовать более 16 ГБ ОЗУ. Узнайте, сколько памяти нужно вашему компьютеру.
Что такое жесткий диск?
Жесткий диск – это запоминающее устройство, предназначенное для хранения постоянных и временных данных. Эти данные поступают в различных формах, но в основном это все, что сохраняется или устанавливается на компьютер: например, компьютерные программы, семейные фотографии, операционная система, текстовые документы и т. д. Узнайте больше о жестких дисках и о том, как они работают.
Существует два разных типа устройств хранения: традиционный жесткий диск (HDD) и более новые твердотельные накопители (SSD). Жесткие диски работают путем записи двоичных данных на вращающиеся магнитные диски, называемые пластинами, которые вращаются с высокой скоростью, в то время как твердотельный накопитель хранит данные с помощью статических микросхем флэш-памяти. Узнайте больше о компьютерной памяти и о том, как работают твердотельные накопители.
Что такое графический процессор (GPU)?
Что особенно важно для 3D-рендеринга, GPU делает именно то, что следует из его названия, и обрабатывает огромные пакеты графических данных. Вы обнаружите, что видеокарта вашего компьютера имеет по крайней мере один графический процессор. В отличие от основных встроенных графических возможностей, предоставляемых материнскими платами ПК, выделенные графические карты взаимодействуют с материнской платой через слот расширения для работы почти исключительно с графическим рендерингом. Это также означает, что вы можете обновить видеокарту, если хотите повысить производительность своего ПК.
Не только это, но и то, что современные графические процессоры выполняют широкую вычислительную нагрузку, помимо рендеринга, что делает их расширением центрального процессора.
Что такое блок питания (БП)?
Блок питания, обычно называемый блоком питания, не просто обеспечивает питание вашего компьютера. Это точка, в которой питание поступает в вашу систему от внешнего источника питания, а затем распределяется материнской платой по отдельным компонентам аппаратного обеспечения. Однако не все блоки питания сделаны одинаково, и без блока питания правильной мощности ваша система не будет работать.
Современному компьютеру обычно требуется блок питания мощностью от 500 до 850 Вт для эффективного питания всего оборудования, хотя размер блока питания полностью зависит от энергопотребления системы. Для компьютеров, которые используются для выполнения ресурсоемких задач, таких как графический дизайн или игры, потребуются более мощные компоненты, поэтому для удовлетворения этих дополнительных потребностей потребуется более мощный блок питания.
Без необходимого количества энергии компоненты не смогут работать эффективно, а компьютер может зависать или вообще не загружаться. Рекомендуется иметь источник питания, который более чем покрывает использование вашей системы. Вы не только защищаете себя от сбоя системы, но и защищаете себя от необходимости приобретать новый блок питания при переходе на более мощные компоненты ПК.
Понимание вашего компьютера и его аппаратных компонентов может оказаться очень полезным, когда придет время модернизировать или заменить какие-либо детали или при сборке компьютера. Если возникнет проблема с внутренней работой вашего компьютера, вы лучше поймете важность каждого компонента, необходимость их хорошего рабочего состояния и способы решения любых проблем.
© Micron Technology, Inc., 2017. Все права защищены. Информация, продукты и технические характеристики могут быть изменены без предварительного уведомления. Ни Crucial, ни Micron Technology, Inc. не несут ответственности за упущения или ошибки в типографике или фотографии. Micron, логотип Micron, Crucial и логотип Crucial являются товарными знаками или зарегистрированными товарными знаками Micron Technology, Inc. Все остальные товарные знаки и знаки обслуживания являются собственностью соответствующих владельцев.
Arduino — это платформа с открытым исходным кодом, используемая для создания электронных проектов. Arduino состоит как из физической программируемой печатной платы (часто называемой микроконтроллером), так и из части программного обеспечения или IDE (интегрированной среды разработки), которая работает на вашем компьютере и используется для записи и загрузки компьютерного кода на физическую плату.
Платформа Arduino стала довольно популярной среди людей, которые только начинают заниматься электроникой, и на то есть веские причины.В отличие от большинства предыдущих программируемых печатных плат, Arduino не нуждается в отдельном аппаратном обеспечении (так называемом программаторе) для загрузки нового кода на плату — вы можете просто использовать USB-кабель. Кроме того, в Arduino IDE используется упрощенная версия C++, что упрощает обучение программированию. Наконец, Arduino предоставляет стандартный форм-фактор, в котором функции микроконтроллера представлены в более доступном корпусе.
< бр />
Uno — одна из самых популярных плат в семействе Arduino и отличный выбор для начинающих. Мы поговорим о том, что на нем и что он может делать позже в этом руководстве.
Хотите верьте, хотите нет, но этих 10 строк кода достаточно, чтобы мигать встроенным светодиодом на Arduino. Код может быть не совсем понятным прямо сейчас, но после прочтения этого руководства и многих других руководств по Arduino, ожидающих вас на нашем сайте, мы научим вас быстро!
Вы узнаете
В этом руководстве мы рассмотрим следующее:
- Какие проекты можно реализовать с помощью Arduino
- Что находится на типичной плате Arduino и почему
- Различные варианты плат Arduino
- Некоторые полезные виджеты для использования с Arduino
Рекомендуемое чтение
Arduino — отличный инструмент для людей с любым уровнем навыков. Тем не менее, вам будет гораздо легче учиться вместе с Arduino, если вы заранее разберетесь в некоторых основных принципах электроники. Мы рекомендуем вам иметь хотя бы хорошее представление об этих концепциях, прежде чем погрузиться в удивительный мир Arduino.
Ищете подходящую Arduino?
Ознакомьтесь с нашим руководством по сравнению Arduino! Мы собрали все имеющиеся у нас платы для разработки Arduino, чтобы вы могли быстро сравнить их и найти ту, которая идеально подходит для ваших нужд.
Что он делает?
Аппаратное и программное обеспечение Arduino было разработано для художников, дизайнеров, любителей, хакеров, новичков и всех, кто интересуется созданием интерактивных объектов или сред. Arduino может взаимодействовать с кнопками, светодиодами, двигателями, динамиками, устройствами GPS, камерами, Интернетом и даже с вашим смартфоном или телевизором! Эта гибкость в сочетании с тем фактом, что программное обеспечение Arduino является бесплатным, аппаратные платы довольно дешевыми, а программное и аппаратное обеспечение легко освоить, привело к большому сообществу пользователей, которые внесли код и выпустили инструкции для огромного разнообразия Проекты на базе Arduino.
Для всего, начиная от роботов и грелки для рук, заканчивая честными машинами для предсказания будущего и даже перчаткой для бросания костей Dungeons and Dragons, Arduino можно использовать как мозг практически любого электронного проекта.
И это только вершина айсберга. Если вам интересно, где найти больше примеров проектов Arduino в действии, вот несколько хороших ресурсов для проектов на основе Arduino, которые помогут вам раскрыть свой творческий потенциал:
Что на доске?
Существует множество разновидностей плат Arduino (описанных на следующей странице), которые можно использовать для разных целей. Некоторые платы выглядят немного иначе, чем представленная ниже, но большинство Arduino имеют общие компоненты:
Питание (USB/гнездо)
Каждой плате Arduino нужен способ подключения к источнику питания. Arduino UNO может получать питание от USB-кабеля, идущего от вашего компьютера, или от настенного источника питания (вроде этого), который подключается к разъему в виде цилиндра. На изображении выше разъем USB помечен (1), а гнездо для бочонка помечено (2).
Соединение USB также используется для загрузки кода на плату Arduino. Подробнее о том, как программировать с помощью Arduino, можно узнать в нашем руководстве по установке и программированию Arduino.
ПРИМЕЧАНИЕ: НЕ используйте источник питания с напряжением выше 20 В, так как вы перегрузите (и тем самым разрушите) свой Arduino. Рекомендуемое напряжение для большинства моделей Arduino составляет от 6 до 12 В.
Контакты (5 В, 3,3 В, GND, аналоговый, цифровой, ШИМ, AREF)
Выводы на Arduino — это места, где вы соединяете провода для создания схемы (вероятно, в сочетании с макетной платой и каким-то проводом. Обычно они имеют черные пластиковые «заголовки», которые позволяют вам просто подключить провод прямо к плате). .Arduino имеет несколько различных типов контактов, каждый из которых помечен на плате и используется для различных функций.
- GND (3): сокращение от «земля». На Arduino есть несколько контактов GND, любой из которых можно использовать для заземления схемы.
- 5 В (4) и 3,3 В (5). Как вы могли догадаться, контакт 5 В обеспечивает питание 5 В, а контакт 3,3 В — 3,3 В. Большинство простых компонентов, используемых с Arduino, прекрасно работают при напряжении 5 или 3,3 В.
- Аналоговый (6): Область контактов под меткой «Аналоговый вход» (от A0 до A5 на UNO) — это контакты аналогового входа. Эти контакты могут считывать сигнал с аналогового датчика (например, датчика температуры) и преобразовывать его в цифровое значение, которое мы можем прочитать.
- Цифровой (7): напротив аналоговых контактов расположены цифровые контакты (от 0 до 13 на UNO). Эти контакты можно использовать как для цифрового ввода (например, для сообщения о том, что кнопка нажата), так и для цифрового вывода (например, для питания светодиода).
- PWM (8): Вы могли заметить тильду (~) рядом с некоторыми цифровыми контактами (3, 5, 6, 9, 10 и 11 на UNO). Эти контакты действуют как обычные цифровые контакты, но их также можно использовать для так называемой широтно-импульсной модуляции (ШИМ). У нас есть учебник по ШИМ, но пока думайте об этих выводах как о способных имитировать аналоговый выход (например, постепенное включение и выключение светодиода).
- AREF (9): означает аналоговый опорный сигнал. В большинстве случаев вы можете оставить этот контакт в покое. Иногда он используется для установки внешнего опорного напряжения (от 0 до 5 В) в качестве верхнего предела для аналоговых входных контактов.
Кнопка сброса
Как и в оригинальной Nintendo, в Arduino есть кнопка сброса (10). Нажатие на нее временно соединит контакт сброса с землей и перезапустит любой код, загруженный в Arduino. Это может быть очень полезно, если ваш код не повторяется, но вы хотите протестировать его несколько раз. Однако, в отличие от оригинальной Nintendo, продувка Arduino обычно не устраняет никаких проблем.
Светодиодный индикатор питания
Непосредственно под и справа от слова «UNO» на печатной плате есть крошечный светодиод рядом со словом «ON» (11). Этот светодиод должен загораться всякий раз, когда вы подключаете Arduino к источнику питания. Если этот индикатор не загорается, есть большая вероятность, что что-то не так. Время перепроверить вашу схему!
Индикаторы TX RX
TX — это сокращение от передачи, RX — это сокращение от приема. Эти маркировки довольно часто появляются в электронике для обозначения контактов, отвечающих за последовательную связь. В нашем случае на Arduino UNO есть два места, где появляются TX и RX — один раз рядом с цифровыми контактами 0 и 1, а второй раз рядом со светодиодными индикаторами TX и RX (12). Эти светодиоды дадут нам приятную визуальную индикацию, когда Arduino получает или передает данные (например, когда мы загружаем новую программу на плату).
Главная ИС
Черная штука со всеми металлическими ножками — это ИС, или интегральная схема (13). Думайте об этом как о мозге нашего Arduino. Основная ИС на Arduino немного отличается от типа платы к типу платы, но, как правило, из линейки ИС ATmega от компании ATMEL. Это может быть важно, так как вам может понадобиться знать тип микросхемы (наряду с типом вашей платы) перед загрузкой новой программы из программного обеспечения Arduino. Эту информацию обычно можно найти в письменной форме на верхней стороне ИС. Если вы хотите узнать больше о различиях между различными микросхемами, прочтите технические описания.
Регулятор напряжения
Регулятор напряжения (14) на самом деле не является чем-то, с чем вы можете (или должны) взаимодействовать на Arduino. Но потенциально полезно знать, что он существует и для чего он нужен. Регулятор напряжения делает именно то, что он говорит — он контролирует величину напряжения, подаваемого на плату Arduino. Думайте об этом как о своего рода привратнике; это отключит дополнительное напряжение, которое может повредить схему. Конечно, у него есть свои пределы, поэтому не подключайте Arduino к чему-либо большему, чем 20 вольт.
Семейство Arduino
Arduino производит несколько разных плат, каждая из которых имеет разные возможности. Кроме того, часть аппаратного обеспечения с открытым исходным кодом означает, что другие могут модифицировать и производить производные платы Arduino, которые обеспечивают еще больше форм-факторов и функциональности. Если вы не уверены, какой из них подходит для вашего проекта, ознакомьтесь с некоторыми полезными советами в этом руководстве. Вот несколько вариантов, которые хорошо подходят для новичков в мире Arduino:
Ардуино Уно (R3)
Uno — отличный выбор для вашего первого Arduino. В нем есть все, что вам нужно для начала, и ничего лишнего. Он имеет 14 цифровых входных/выходных контактов (из которых 6 могут использоваться в качестве ШИМ-выходов), 6 аналоговых входов, USB-соединение, разъем питания, кнопку сброса и многое другое. Он содержит все необходимое для поддержки микроконтроллера; просто подключите его к компьютеру с помощью USB-кабеля или подключите адаптер переменного тока к постоянному или аккумулятор, чтобы начать работу.
Лилипад Ардуино
Это основная плата LilyPad Arduino! LilyPad — это носимая технология электронного текстиля, разработанная Лией Бючли и совместно разработанная Лией и SparkFun. Каждый LilyPad был творчески разработан с большими соединительными подушечками и плоской спинкой, чтобы их можно было вшивать в одежду с помощью токопроводящей нити. LilyPad также имеет собственное семейство входных, выходных, силовых и сенсорных плат, которые также созданы специально для электронного текстиля. Их даже можно стирать!
< бр />
Красная доска
В SparkFun мы используем множество плат Arduino и всегда ищем самую простую и стабильную. Каждая доска немного отличается, и ни на одной из них нет всего, что нам нужно, поэтому мы решили создать собственную версию, сочетающую в себе все наши любимые функции.
RedBoard можно запрограммировать через кабель USB Mini-B с помощью Arduino IDE. Он будет работать в Windows 8 без необходимости изменять настройки безопасности (мы использовали подписанные драйверы, в отличие от UNO). Он более стабилен благодаря используемому нами чипу USB/FTDI, а также полностью плоский сзади, что упрощает его встраивание в ваши проекты. Просто подключите плату, выберите «Arduino UNO» в меню платы, и все готово для загрузки кода. Вы можете подавать питание на RedBoard через USB или через штекер. Встроенный регулятор мощности может работать от 7 до 15 В постоянного тока.
< бр />
Ардуино Мега (R3)
Arduino Mega похож на старшего брата UNO. Он имеет множество (54!) цифровых входных/выходных контактов (14 можно использовать как выходы ШИМ), 16 аналоговых входов, USB-соединение, разъем питания и кнопку сброса. Он содержит все необходимое для поддержки микроконтроллера; просто подключите его к компьютеру с помощью USB-кабеля или включите адаптер переменного тока в постоянный или аккумулятор, чтобы начать работу. Благодаря большому количеству контактов эта плата очень удобна для проектов, требующих большого количества цифровых входов или выходов (например, большого количества светодиодов или кнопок).
< бр />
Ардуино Леонардо
Leonardo — первая плата для разработки Arduino, в которой используется один микроконтроллер со встроенным USB. Это означает, что это может быть дешевле и проще. Кроме того, поскольку плата напрямую работает с USB, доступны библиотеки кода, которые позволяют плате эмулировать компьютерную клавиатуру, мышь и многое другое!
< бр />
Большая семья
Несмотря на то, что ваша плата Arduino очень красива, сама по себе она мало что может сделать — вам нужно к чему-то ее подключить. Здесь есть множество руководств по обучению, а также ссылки в разделе «Что он делает», но мы редко говорим об общих видах вещей, к которым можно легко подключиться. В этом разделе мы познакомим вас с основными датчиками, а также платами Arduino — двумя наиболее удобными инструментами для воплощения ваших проектов в жизнь.
Датчики
< бр />
Щиты
Кроме того, существуют так называемые экраны. В основном это готовые печатные платы, которые устанавливаются поверх вашего Arduino и обеспечивают дополнительные возможности: управление двигателями, подключение к Интернету, обеспечение сотовой или другой беспроводной связи, управление ЖК-экран и многое другое.
< бр />
Подробнее о щитах см. здесь:
Ресурсы и дальнейшее развитие
Теперь, когда вы знаете все о семействе Arduino, какую плату вы можете использовать для своего проекта, и что существует множество датчиков и экранов, которые помогут вывести ваши проекты на новый уровень. Вот еще несколько материалов, которые могут помочь вам узнать больше о мире электроники.
Ищете подходящую Arduino?
Ознакомьтесь с нашим руководством по сравнению Arduino! Мы собрали все имеющиеся у нас платы для разработки Arduino, чтобы вы могли быстро сравнить их и найти ту, которая идеально подходит для ваших нужд.
Изучите необходимые ресурсы для изучения принципов компьютерных наук AP.
См. исследование AP CSP
Принесите AP CSP в свою школу
Присоединяйтесь к сообществу AP
О принципах компьютерных наук AP
Внедрение курса AP Computer Science Principles в 2016 году стало крупнейшим запуском курса в истории программы AP. В 2020 году экзамен AP CSP сдали почти 117 000 студентов, что более чем вдвое превышает количество сдавших экзамен в первый год курса. С момента запуска курса количество женщин-студентов AP CSP намного опережает общий рост, увеличившись на 136 % в 2020 году, а число темнокожих и латиноамериканских учащихся, проходящих AP CSP, увеличилось более чем в два раза.
Принципы компьютерных наук AP знакомят учащихся с основополагающими концепциями в этой области и побуждают их исследовать, как компьютеры и технологии могут повлиять на мир.
Начните и развивайте принципы компьютерных наук AP
Принесите AP CSP в свою школу
Ознакомьтесь с пятью шагами, которые необходимо предпринять, чтобы начать предлагать программу AP CSP, узнать о признании курса высшим образованием, а также получить стратегии и инструменты для набора студентов.
Веб-семинар: внедрите AP CSP в свою школу
В этом веб-семинаре для преподавателей и администраторов рассматриваются ценность и структура AP CSP, передовой опыт в реализации курсов, стратегии найма недостаточно представленных учащихся и многое другое. Посмотрите запись вебинара.
AP CSP в новостях
Новости по всей стране сообщают о том, что курс открывает двери в компьютерные науки для девочек и недостаточно представленных учащихся.
Оставайтесь на связи: форма интереса
Получить поддержку для преподавания курса
Доступ к ежедневным видео AP
Программа AP сотрудничает с опытными преподавателями AP, чтобы предоставлять короткие видеоролики с возможностью поиска по запросу, чтобы максимально увеличить время, проводимое в классе с вашими учениками. Эти видеоролики охватывают все темы и навыки, изложенные в CED по принципам информатики AP. Видео можно назначать в качестве домашнего задания, чтобы учащиеся могли смотреть его самостоятельно, поэтому вы можете использовать время занятий, чтобы сосредоточиться на обсуждениях, где учащимся нужна дополнительная помощь. Войдите в AP Classroom, чтобы получить доступ к AP Daily.
Внедрите готовые учебные программы
Заинтересованы во внедрении AP CSP в своей школе, но вам нужны ресурсы для обучения учителей? Принять инновационную учебную программу, созданную экспертными образовательными организациями и одобренную Советом колледжей. Эти готовые решения включают в себя предварительно утвержденные учебные планы, планы уроков, формирующие оценки и профессиональное развитие. Изучите варианты.
Посмотрите веб-семинар для учителей
Посмотрите запись нашего веб-семинара «Обучение принципам компьютерных наук AP», чтобы узнать больше о ценности и структуре программы AP CSP, о том, как ее преподавать, о возможностях профессионального развития и о лучших практиках курса. реализация и многое другое. Смотрите запись вебинара.
Почему мы создали AP CSP
Будь то трехмерная анимация, инженерия, музыка, разработка приложений, медицина, визуальный дизайн, робототехника или политический анализ, компьютерные науки – это двигатель технологий, производительности и инноваций, движущих миром. Опыт работы в области компьютерных наук стал обязательным условием успеха студентов в работе завтрашнего дня.
Мы разработали Принципы компьютерных наук AP, чтобы создать лидеров в области компьютерных наук, а также привлечь тех, кто традиционно недостаточно представлен в компьютерных науках, с помощью основных вычислительных инструментов и междисциплинарных возможностей.
Исследования показывают, что с момента своего запуска AP Computer Science Principles добивается успехов в диверсификации участия в компьютерных науках. Ознакомьтесь с результатами исследования 2020 года.
Читайте также: