【初識Arduino & Mind+】基於mind+ Arduino入門教程00

2022-01-04 蘑菇雲創造

Arduino是一個開放源碼電子原型平臺,擁有靈活、易用的硬體和軟體。Arduino專為設計師,工藝美術人員,業餘愛好者,以及對開發互動裝置或互動式開發環境感興趣的人而創設的。

Arduino可以接收來自各種傳感器的輸入信號從而檢測出運行環境,並通過控制光源,電機以及其他驅動器來影響其周圍環境。板上的微控制器編程使用Arduino程式語言(基於Wiring)和Arduino開發環境(以Processing為基礎)。Arduino可以獨立運行,也可以與計算機上運行的軟體(例如,Flash,Processing,MaxMSP)進行通信。Arduino開發IDE接口基於開放原始碼,可以讓您免費下載使用開發出更多令人驚豔的互動作品。

Arduino是人們連接各種任務的粘合劑。要給Arduino下一個最準確的定義,最好用一些實例來描述。

* 您想當咖啡煮好時,咖啡壺就發出「吱吱」聲提醒您嗎?

*您想當郵箱有新郵件時,電話會發出警報通知您嗎?

* 想要一件閃閃發光的絨毛玩具嗎?

* 想要一款具備語音和酒水配送功能的X教授蒸汽朋克格輪椅嗎?

* 想要一套按下快捷鍵就可以進行實驗測試蜂鳴器嗎?

* 想為您的兒子自製一個《銀河戰士》手臂炮嗎?

* 想自製一個心率監測器,將每次騎腳踏車的記錄存進存儲卡嗎?

* 想過自製一個能在地面上繪圖,能在雪中馳騁的機器人嗎?

Arduino都可以為您實現。

這個最經典的開源硬體項目,誕生於義大利的一間設計學校。Arduino的核心開發團隊成員包括:Massimo Banzi,David Cuartielles,Tom Igoe,Gianluca Martino,David Mellis和Nicholas Zambetti。

據說Massimo Banzi的學生們經常抱怨找不到便宜好用的微控制器,2005年冬天,Massimo Banzi跟朋友David Cuartielles討論了這個問題,David Cuartielles是一個西班牙籍晶片工程師,當時在這所學校做訪問學者。兩人決定設計自己的電路板,並引入了Banzi的學生David Mellis為電路板設計程式語言。兩天以後,David Mellis就寫出了程式碼。又過了三天,電路板就完工了。這塊電路板被命名為Arduino。幾乎任何人,即使不懂電腦編程,也能用Arduino做出很酷的東西,比如對感測器作出回應,閃爍燈光,還能控制馬達。

義大利北部一個如詩如畫的小鎮「Ivrea」,橫跨過藍綠色Dora Baltea河,它最著名的事跡是關於一位受壓迫的國王。公元1002年,國王Arduino成為國家的統治者,不幸的是兩年後即被德國亨利二世國王給廢掉了。今日,在這位無法成為新國王的出生地,cobblestone街上有家叫「di Re Arduino」的酒吧紀念了這位國王。Massimo Banzi經常光臨這家酒吧,而他將這個電子產品計劃命名為Arduino以紀念這個地方。

 

先來簡單的看下Arduino UNO。下圖中有標識的部分為常用部分。圖中標出的數字口和模擬口,即為常說的I/O。數字口有0~13,模擬口有0~5。

除了最重要的I/O口外,還有電源部分。UNO可以通過兩種方式供電,一種通過USB供電,另一種是通過外接6~12V的DC電源。除此之外,還有4個LED燈和復位按鍵,稍微說下4個LED。ON是電源指示燈,通電就會亮了。L是接在數字口13上的一個LED,在下面一節會有個樣例來說明的。TX、RX是串口通訊指示燈,比如我們在下載程序的過程中,這兩個燈就會不停閃爍。

Arduino板子和電腦間,我們有USB線這一硬體構建了物理連接。但僅僅做到這一步就好比是買來了各式各樣的硬體、組裝好了電腦,但是沒有軟體無法使用這些硬體。那麼要如何建立這兩者之間信息層的連接,讓我們開始玩轉Arduino板呢?

答案便是Mind+!它為兩者架起了虛擬的橋梁,從而實現代碼的燒錄、串口的連接、實時數據流的傳輸等功能。

本教程的前期項目將引導你,來使用Mind+進行輕鬆的圖形化編程,有助於更好的理解程序的核心思想和實現步驟。熟悉各類指令後便可小試牛刀、排列組合設計獨創的程序,並且逐漸嘗試在Mind+中自己敲打鍵盤輸入代碼!有了之前的基礎,中後期的項目會脫離圖形化編程,逐漸轉為純代碼學習,讓你在動手輸入一行行的代碼時,更深刻地感受它的魅力,讓編程路上不再步履蹣跚的你,緩緩地放開圖形化編程一路上攙扶著你的手,自由奔跑在編程的世界裡!

現在讓我們快快熟悉Mind+的世界吧!

1.下載 Mind+(下載地址:http://mindplus.cc)

      Mind+是一款基於Scratch3.0開發的青少年編程軟體,支持arduino、micro:bit、掌控板等各種開源硬體,只需要拖動圖形化程序塊即可完成編程,還可以使用python/c/c++等高級程式語言,讓大家輕鬆體驗創造的樂趣。

Mind+客戶端下載

*如果在下載以及之後的安裝和使用中遇到任何問題可以訪問Mind+的官方網址能夠在常見問題和論壇中尋找解決方案,若搜索不到你可以在論壇發帖詢問,技術支持會及時地來解決你的問題!http://mindplus.dfrobot.com.cn

下載完成後雙擊安裝:

2. 安裝驅動

·安裝成功之後打開軟體,點擊「教程」——「視頻教程」按鈕打開教程,根據「安裝驅動」教程提示進行驅動安裝即可。

3. 切換「上傳模式」(本系列教程均為「上傳模式」下操作)

 點擊右上角「上傳模式」按鈕,等待切換

4. Mind+界面介紹

下載安裝成功之後讓我們仔細看下Mind+編程界面。

如果把整個軟體比作一個舞臺的話,那麼不同區域的功能是什麼呢?

首先看一下菜單欄:它是用來設置軟體的區域,這裡就是整個「舞臺」的幕後啦,沒有菜單欄的幫助,連上臺表演的機會都沒有。那麼「舞臺」的幕後都有什麼呢?

  「項目」菜單可以新建項目、打開項目、保存項目。

  「教程」菜單在初步使用時可以在這裡找到想要的教程和示例程序。

  「連接設備」菜單能檢測到連接的設備,並且可以選擇連接或是斷開設備。

  「上傳模式/實時模式」按鈕切換程序執行的模式。

   「設置」按鈕用於設置軟體主題、語言、學習基本案例,在線或加入交流群進行諮詢。

 指令區:這裡是「舞臺」的「道具」區,為了完成各種眼花繚亂的動作,需要很多不同的道具組合。在「擴展」裡,可以選擇更多額外的道具,支持各種硬體編程。

腳本區:這裡就是「舞臺表演」的核心啦,所有的「表演」都會按照「腳本區」的指令行動,這裡是大家都能看得懂的圖形化編程。拖拽指令區的指令就能在此編寫程序。

代碼查看區:如果想弄清楚「腳本區」圖形化指令的代碼究竟是啥,這裡是個好地方。還能夠在」手動編輯「中自己通過鍵盤輸入代碼。

串口區:想知道「表演」的效果如何,那必須要和「觀眾」互動啦。這裡能顯示下載狀況,比如可以看到程序有沒有成功下載,哪裡出錯了;程序運行狀況;還能顯示串口通信數據,也就是說,如果你的Arduino UNO板外接了一個聲音傳感器,那麼你就可以看到在這裡顯示的聲音數值大小。這裡還有:串口開關、滾屏開關、清除輸出、波特率設置、串口輸入框、輸出格式控制。

下載一個「閃爍(Blink)」程序

STEP1:雙擊桌上面的圖標(如下圖),打開 Mind+軟體,將模式切換至 「上傳模式」

STEP2:用USB線將Arduino板和電腦連接,然後再點擊「連接設備」——「COM7-UNO」

*「COM7」中的7會因為設備的關係而出現不同的數字,不影響使用。

*如果這裡沒有出現COM口,請確認arduino板電源燈點亮以及驅動安裝完畢,若無法解決可聯繫我們尋求進一步幫助。

STEP3:點擊左下角「擴展」,進入後選擇主控板——Arduino UNO

點擊後返回便能夠看見已經加載了Arduino UNO模塊。

*不要忘記在每次打開軟體後都要點擊擴展,添加Arduino UNO庫,否則會出現找不到指令的情況。

STEP4:開始載入程序,點擊「教程」中的「示例程序」

Mind+已經預置好了程序,單擊「上傳到設備」,等待程序燒錄完畢。

之後便能看見在arduino板上「L」旁的LED燈在閃爍了!

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