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Le schede Arduino e i numerosi microcontrollori a prezzi accessibili che sono venuti sulla loro scia hanno cambiato per sempre l'elettronica per hobby. Quello che una volta era il dominio del super geek, armato di una vasta conoscenza dell'elettronica e dell'informatica, è ora a disposizione di tutti.
Il prezzo dell'hardware è sempre in calo e la comunità online è sempre in crescita. Abbiamo già coperto iniziare con un Arduino , e ci sono un sacco di grandi progetti per principianti per farti conoscere, quindi non c'è motivo per non buttarti subito!
Ma oggi tratteremo alcuni errori commessi frequentemente da persone che sono nuove in questo mondo e come evitarli.
Accendere!
La maggior parte delle schede Arduino ha un regolatore di potenza integrato, il che significa che puoi alimentarlo da USB o da un alimentatore. Sebbene ogni tavola differisca esattamente in ciò che può prendere, in genere è 7-12v ingresso tramite un jack a barilotto CC o tramite il pin VIN. Questo ci porta bene al nostro primo errore:
1. Alimentazione esterna della scheda 'indietro'
Questo primo cattura le persone tutto il tempo. Se stai alimentando la tua scheda da una batteria o da un alimentatore, devi assicurarti che V + va al VINO pin, e il Terreno il filo va a GND spillo. Se lo ottieni al contrario, sei praticamente sicuro di friggere la tua tavola.
Questo errore apparentemente ovvio si verifica più frequentemente di quanto pensi, quindi controlla sempre la configurazione dell'alimentazione prima di accendere qualsiasi cosa!
Quando l'aria profuma di Arduino fritto, il più delle volte questo è il motivo principale. Il secondo più probabile è perché qualcosa ha cercato di attirare troppa corrente dalla scacchiera. Sapere quanta potenza hanno bisogno i tuoi componenti rispetto a quanta la tua scheda può fornire è essenziale.
Prima di addentrarci in questo, diamo una rapida occhiata alla teoria alla base del potere.
Attualità
Una parte essenziale del lavoro con i microcontrollori è conoscere le basi dell'elettronica. Sebbene non sia necessario essere un geniale ingegnere elettrico, è importante capire Volt , Amplificatori , Resistenza e come sono collegati. Sparkfun ha un eccellente primer per l'elettronica , insieme a diversi video che spiegano Voltaggio , Attuale (Ampere) e Legge di Ohm (Resistenza).
Capire esattamente quanta potenza avrà bisogno un componente è una parte essenziale del lavoro con le schede Arduino.
2. Esecuzione di componenti direttamente dai pin
Questo cattura un sacco di persone desiderose di tuffarsi direttamente nei progetti. È possibile utilizzare alcuni componenti a bassa potenza direttamente con i pin Arduino. In molti casi, tuttavia, farlo può assorbire troppa energia da Arduino, rischiando di distruggere il tuo microcontrollore.
Il peggior trasgressore qui sono i motori. Anche i motori a bassa potenza tirano una velocità di potenza così varia che di solito non sono sicuri da usare direttamente con i pin Arduino. Per un vero modo fai-da-te di utilizzare un motore, è necessario utilizzare un H-ponte . Questi chip ti consentono di controllare un motore alimentato a corrente continua usando i tuoi pin arduino, senza rischiare di friggere la tua scheda.
Questi piccoli chip separano l'alimentatore dall'Arduino e consentono al motore di muoversi in entrambe le direzioni. Perfetto per robotica fai-da-te o veicoli telecomandati. Il modo più semplice per utilizzare questi chip è come parte di uno scudo per il tuo Arduino e sono disponibili per meno di $ 2 da Aliexpress , o se ti senti avventuroso, puoi sempre fai da te .
Per i principianti che usano i motori con Arduino, Adafruit ha tutorial che usano sia il chip stesso e il loro scudo motore di sblocco .
Relè e MOSFET
Altri componenti ed apparecchi elettrici possono assorbire quantità di energia più prevedibili, ma non vuoi comunque che siano collegati direttamente al tuo microcontrollore. Anche le strisce LED 5v possono essere pericolose. Anche se collegarne alcuni direttamente alla scheda per il test può essere ok, in genere è meglio utilizzare una fonte di alimentazione esterna e controllarli tramite un relè, oppure MOSFET .
Sebbene ci siano differenze tra i due, sono funzionalmente uguali per molte applicazioni all'interno dell'elettronica per hobby. Entrambi possono fungere da interruttore tra una fonte di alimentazione e un componente, che viene acceso o spento da un Arduino. Un relè è completamente isolato dal circuito che lo controlla e funziona esclusivamente come interruttore di accensione/spegnimento. Dejan Nedelkovski ha una buona introduzione video all'uso dei relè presa dal suo articolo tutorial .
Un MOSFET consente il passaggio di diverse quantità di energia utilizzando modulazione di larghezza di impulso (PWM) da un pin Arduino. Per un'introduzione sull'utilizzo di MOSFET con strisce LED, dai un'occhiata al nostro Guida definitiva per collegarli a un Arduino.
3. Incomprensioni di breadboard
Un errore comune all'avvio è riuscire a provocare cortocircuiti. Questi si verificano quando parti del circuito sono unite in punti in cui non dovrebbero essere, dando alla potenza un percorso più semplice da seguire. Questo nella migliore delle ipotesi farà sì che il tuo circuito non si comporti come dovrebbe, e nella peggiore delle ipotesi con componenti fritti o addirittura un rischio di incendio!
Per evitare ciò quando si utilizza una breadboard, è importante capire come funziona una breadboard. Questo video di Science Buddies è un ottimo modo per fare conoscenza.
L'aspetto importante qui è ricordare come funzionano i rail su ogni tavola. Sulle breadboard di dimensioni intere e dimezzate, le guide esterne funzionano orizzontalmente e le guide interne verticalmente, con uno spazio vuoto al centro della scheda. Le mini breadboard hanno solo guide verticali.
Il modo più semplice per evitare di causare un cortocircuito su una breadboard è semplicemente controllare il proprio lavoro prima di accendere il dispositivo. Quello sguardo dell'ultimo minuto può risparmiarti una moltitudine di guai!
4. Incidenti di saldatura
Lo stesso problema può verificarsi quando si saldano Arduino o componenti su protoboard, specialmente con schede più piccole come Arduino Nano. Tutto ciò che serve è una piccola massa di saldatura tra due pin per causare un cortocircuito che potrebbe distruggere il tuo microcontrollore. L'unico modo per evitarlo è essere vigili e praticare la saldatura il più possibile.
Quando si è appena agli inizi, la saldatura può sembrare un compito piuttosto delicato e scoraggiante, ma diventa molto più facile con il tempo. La nostra guida ai progetti per principianti dovrebbe aiutare chiunque passi dalla breadboard al mondo della prototipazione!
5. Cablare le cose ai pin sbagliati
Lavorare con i microcontrollori significa lavorare con i pin. La maggior parte dei componenti e molte schede sono dotate di pin per fissarli alla scheda prototipi. Sapere quale pin fa ciò che è essenziale per assicurarsi che le cose funzionino nel modo desiderato.
Un esempio comune è il MOSFET citato in precedenza. Le tre gambe su un MOSFET sono chiamate Cancello , Drenare , e Fonte . Mescolare uno di questi potrebbe causare un flusso di corrente nella direzione sbagliata o causare un cortocircuito. Questo può distruggere il tuo MOSFET, Arduino, apparecchio o, se sei davvero sfortunato, tutti e tre!
Cerca sempre un foglio dati o una piedinatura di un componente prima di utilizzarlo per determinare esattamente quale pin va dove e quanta potenza richiede per l'uso.
6. Errori di sintassi nel codice
Allontanandosi dal lato hardware di Arduino, ci sono molti errori da fare durante la codifica. Gli errori più tipici includono:
- Punto e virgola mancante alla fine delle righe
- Tipo di parentesi mancante/sbagliato
- Errori di spelling
Uno qualsiasi dei problemi di cui sopra, anche se minore, interromperà il funzionamento del programma come dovrebbe. Prendi ad esempio lo schizzo Blink. Di seguito è riportato il semplice schizzo Blink.ino incluso con l'IDE Arduino, con il testo della guida rimosso. A prima vista sembra più o meno OK, vero?
void setup() {
pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT)
}
void loop {
digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
delay{1000};
digitalwrite(LED_BUILTIN, LOW);
delay(1000);Questo codice non verrà compilato e ci sono 5 ragioni per cui. Esaminiamoli:
- Linea 2: Punto e virgola mancante.
- Riga 5: Parentesi funzione mancanti.
- Riga 7: Tipo sbagliato di staffe.
- Riga 8: Funzione DigitalWrite scritta in modo errato.
- Riga 8/9: Manca la parentesi graffa di chiusura.
Ecco come dovrebbe essere il codice:
void setup() {
pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
delay(1000);
}Ognuno di questi errori, anche se di lieve entità, impedirà al tuo programma di funzionare. All'inizio può essere piuttosto frustrante dire esattamente cosa c'è che non va, anche se diventa molto più facile con il tempo. Un buon consiglio per abituarsi alla programmazione di Arduino è avere un altro programma aperto a cui fare riferimento, poiché nella maggior parte dei casi la sintassi e la formattazione sono le stesse tra programmi diversi.
Se la codifica di un Arduino è la tua prima incursione nella codifica, benvenuto! È un hobby gratificante da imparare e, dato quanto sono richiesti alcuni tipi di programmatori, potrebbe essere un grande cambiamento di carriera! Ci sono buone abitudini da imparare come programmatore e queste abitudini si applicano a tutti i linguaggi di programmazione, quindi vale la pena impararle presto.
7. Sciocchezze seriali
Il monitor seriale è la console di Arduino. È dove puoi inviare tutti i dati presi dai pin di Arduino e visualizzarli come testo amichevole per la lettura. Purtroppo, come molti di voi probabilmente già sapranno, non è sempre così semplice.
Nei primi giorni in cui si cercava di far funzionare le cose, non c'è niente di più frustrante che impostare il microcontrollore per stampare sul monitor seriale e ottenere nient'altro che sciocchezze. Fortunatamente, c'è quasi sempre una soluzione facile.
Quando si avvia il monitor seriale nel codice, si imposta anche il suo velocità di trasmissione . Questo numero si riferisce semplicemente al numero di bit al secondo che vengono inviati al monitor seriale. Nell'esempio seguente, la velocità di trasmissione è impostata su 9.600 nel codice. Assicurati di impostarlo sullo stesso valore utilizzando anche il menu a discesa nella parte inferiore del monitor seriale e tutto dovrebbe essere visualizzato correttamente.
Potresti notare nel monitor seriale che ci sono diverse velocità tra cui scegliere. Raramente è necessario modificare la velocità di trasmissione, a meno che non si trasferiscano grandi blocchi di dati. A 9.600, il monitor seriale può stampare quasi 1.000 caratteri al secondo. Se riesci a leggerlo velocemente, congratulazioni, sei chiaramente un mago.
8. Biblioteche mancanti
L'ampio e sempre crescente elenco di librerie disponibili per Arduino è una delle cose che lo rende così accessibile per i nuovi arrivati. Le librerie scritte da programmatori esperti e rilasciate gratuitamente consentono di utilizzare componenti complessi come strisce LED indirizzabili individualmente e sensori meteorologici senza dover conoscere codifiche complesse.
Puoi installare le librerie direttamente dall'IDE selezionando Schizzo > Includi libreria > Gestisci biblioteche per visualizzare il browser della libreria.
Una volta installate le tue librerie, puoi usarle in qualsiasi progetto e molti vengono forniti con progetti di esempio propri. Ci sono due possibili insidie qui.
- Utilizzo di codice che richiede una libreria che non hai.
- Cercando di utilizzare parti di una libreria che non hai incluso nel tuo progetto.
In primo luogo, se trovi un pezzo di codice che sembra perfetto per il tuo progetto, solo per scoprire che si rifiuta di compilare una volta che lo hai nel tuo IDE, controlla che non includa una libreria che devi ancora installare. Puoi verificarlo guardando il #includere nella parte superiore del codice. Se include qualcosa che non hai ancora installato, non funzionerà!
Nel secondo caso hai il problema opposto. Se stai utilizzando le funzioni di una libreria che hai installato sul tuo computer e il codice si rifiuta di compilare, è possibile che tu abbia dimenticato di includere la libreria nello schizzo su cui stai attualmente lavorando. Ad esempio, se volessi utilizzare il fantastico Fastled libreria con le tue strisce LED Neopixel, dovresti aggiungere #include 'FastLED.h' all'inizio del codice per informarlo di cercare la libreria.
9. Volare via
Per il nostro penultimo errore, esamineremo i perni mobili. Per flottante, ciò che intendiamo veramente è che la tensione di un pin fluttua dando una lettura instabile. Ciò causa problemi particolari quando si utilizza un pulsante per attivare qualcosa sul tuo Arduino e può comportare comportamenti indesiderati.
Ciò è dovuto alle interferenze indesiderate dei dispositivi elettronici circostanti, ma può essere facilmente neutralizzato utilizzando il resistore di pull up interno di Arduino.
Questo video di Aggiungi Ohm spiega il problema e come risolverlo.
10. Tiro alla luna
Questo non è un problema specifico, ma più che altro una questione di pazienza. Gli Arduino rendono molto facile entrare e iniziare a creare prototipi di idee. Anche se è vero che i progetti difficili creano esperienze di apprendimento rapido, vale la pena iniziare in piccolo. Se il primo progetto che provi è super complicato, probabilmente cadrai in uno dei problemi di cui sopra, lasciandoti frustrato e potenzialmente con l'elettronica fritta.
La cosa grandiosa di lavorare con i microcontrollori è l'enorme quantità di progetti disponibili da cui imparare. Se hai intenzione di realizzare un sistema di illuminazione complesso, iniziare con un semplice sistema a semaforo ti darà le basi per andare avanti. Prima di creare un enorme spettacolo di luci a strisce LED, magari prova qualcosa di più piccolo come prova come l'interno del case del tuo PC.
Ogni piccolo progetto ti insegna un altro aspetto dell'uso dei controller Arduino e prima che tu te ne accorga utilizzerai queste piccole schede intelligenti per controllare tutta la tua vita!
Curva di apprendimento
La curva di apprendimento per Arduino può sembrare piuttosto scoraggiante per i non iniziati, ma la sua comunità online dedicata rende il processo di apprendimento molto meno doloroso. Facendo attenzione agli errori facili come quelli in questo articolo, puoi risparmiarti una moltitudine di frustrazioni.
Ora che sai quali errori evitare, perché non provare a costruire il tuo Arduino, non c'è modo migliore per imparare come funzionano.
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Per ulteriori informazioni, dai un'occhiata alla codifica Arduino con VS Code e PlatformIO .
Credito immagine: SIphotography/ Depositphotos
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Ian Buckley è un giornalista freelance, musicista, performer e produttore di video che vive a Berlino, in Germania. Quando non scrive o sul palco, armeggia con l'elettronica o il codice fai-da-te nella speranza di diventare uno scienziato pazzo.
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