Arduino का परिचय: १८ कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:18

क्या आपने कभी अपने खुद के उपकरण बनाने के बारे में सोचा है जैसे कि मौसम स्टेशन, ईंधन की निगरानी के लिए कार का डैशबोर्ड, गति और स्थान पर नज़र रखने या स्मार्टफ़ोन द्वारा नियंत्रित अपने घरेलू उपकरणों को नियंत्रित करने के लिए या क्या आपने कभी परिष्कृत रोबोट बनाने के बारे में सोचा है जो बात कर सकते हैं, चल सकते हैं और अपनी बाहों को हिला सकते हैं या अपने खुद के एमपी3 प्लेयर डिवाइस बनाने, फिंगरप्रिंट डिटेक्शन डिवाइस बनाने, ऑटोमेटेड प्लांट वॉटरिंग सिस्टम, भूकंप सेंसर, वॉकी टॉकी या रिमोट नियंत्रित सीसीटीवी कैमरा आधारित निगरानी प्रणाली बनाने के बारे में क्या। यदि आपने कभी सोचा है और आप दुनिया को डिजिटाइज़ करने में अपना योगदान देने के इच्छुक हैं तो विश्वास करें कि आप वह सब कुछ बना सकते हैं जो आप बनाना चाहते हैं और फिर आपको कुछ बुनियादी इलेक्ट्रॉनिक्स और माइक्रोकंट्रोलर के बारे में जानना होगा। माइक्रोकंट्रोलर एक कॉम्पैक्ट इंटीग्रेटेड सर्किट डिज़ाइन है जो विभिन्न सेंसर यानी तापमान सेंसर, मोशन डिटेक्शन सेंसर, रेंज फाइंडिंग सेंसर आदि से इनपुट लेता है और इसे एक्ट्यूएटर्स यानी एलईडी, मोटर्स, रिले आदि से वांछित आउटपुट प्राप्त करने के लिए प्रोग्राम किया जाता है। आज के ओपन सोर्स को जानना दुनिया में Arduino समुदाय के महान योगदान के साथ इस तरह के उपकरणों को सीखना, समझना और बनाना कोई मुश्किल काम नहीं है, यह दुनिया भर के हर शौक़ीन और इंजीनियरों के लिए सुलभ है।

Arduino शौकिया और इंजीनियरों के लिए विभिन्न सेंसर से इनपुट पढ़ने, उन इनपुट को संसाधित करने और विभिन्न एक्ट्यूएटर्स को क्रियान्वित करके इच्छा आउटपुट प्रदान करने के लिए एक ओपन-सोर्स हार्डवेयर और सॉफ़्टवेयर प्लेटफ़ॉर्म है यानी मूल रूप से आप कह सकते हैं कि Arduino कई परियोजनाओं का मस्तिष्क हो सकता है।

चरण 1: Arduino के प्रकार

विभिन्न प्रकार के Arduino बोर्ड हैं जिनमें विभिन्न प्रकार के एनालॉग, डिजिटल और PWM पिन हैं और बड़ी बात यह है कि आप उनमें से किसी के साथ आसानी से काम करना शुरू कर सकते हैं। विभिन्न Arduino परिवर्धन यहां सूचीबद्ध हैं।

Arduino Uno

अरुडिनो ड्यू

अरुडिनो मेगा

अरुडिनो लियोनार्डो बोर्ड

लिलीपैड अरुडिनो बोर्ड

चरण 2: Arduino Uno

अधिकांश शुरुआती लोग Arduino Uno का उपयोग करना शुरू कर देते हैं, इसमें मुख्य माइक्रोकंट्रोलर ATMega328 है जिसमें 2KB SRAM और 32KB फ्लैश की मेमोरी है, इसमें 14 डिजिटल I/0 है जिसमें 6 PWM हैं और 6 एनालॉग आउटपुट पिन हैं। एक रीसेट बटन, एक पावर जैक, एक यूएसबी कनेक्शन और बहुत कुछ। इसमें माइक्रोकंट्रोलर को पकड़ने के लिए आवश्यक सभी चीजें शामिल हैं; बस इसे यूएसबी केबल की मदद से पीसी से जोड़ दें और एसी-टू-डीसी एडाप्टर या बैटरी के साथ शुरू करने के लिए आपूर्ति दें।

चरण 3: Arduino देय

Arduino ड्यू का मुख्य माइक्रोकंट्रोलर AT91SAM38XE है जिसमें 96KB SRAM की मेमोरी है, 512KB फ्लैश में 54 डिजिटल पिन हैं जिनमें 12 PWM हैं और 16 एनालॉग इनपुट पिन हैं

चरण 4: अरुडिनो मेगा

इसमें 8KB. की मेमोरी वाले माइक्रोकंट्रोलर के रूप में ATmea2560 शामिल है

SRAM और 256KB फ्लैश में 54 डिजिटल IO पिन होते हैं जिनमें 12 PWM और 16 एनालॉग इनपुट पिन, एक रीसेट बटन, एक पावर जैक, एक USB कनेक्शन और एक रीसेट बटन होता है। इसमें माइक्रोकंट्रोलर को पकड़ने के लिए आवश्यक सभी चीजें शामिल हैं; बस इसे यूएसबी केबल की मदद से पीसी से जोड़ दें और एसी-टू-डीसी एडाप्टर या बैटरी के साथ शुरू करने के लिए आपूर्ति दें। बड़ी संख्या में पिन इस Arduino बोर्ड को उन परियोजनाओं को डिजाइन करने के लिए बहुत मददगार बनाते हैं, जिन्हें बहुत सारे बटन जैसे डिजिटल इनपुट या आउटपुट की आवश्यकता होती है।

चरण 5: अरुडिनो लियोनार्डो

इसका मुख्य माइक्रोकंट्रोलर ATmega32u4 है जिसमें 2.5KB SRAM की मेमोरी और 32KB फ्लैश है जिसमें 20 डिजिटल IO पिन और 12 एनालॉग इनपुट पिन हैं। एक Arduino का पहला विकास बोर्ड लियोनार्डो बोर्ड है। यह बोर्ड USB के साथ एक माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करता है। यानी यह बहुत ही सरल और सस्ता भी हो सकता है। चूंकि यह बोर्ड सीधे यूएसबी को संभालता है, प्रोग्राम लाइब्रेरी उपलब्ध हैं जो Arduino बोर्ड को कंप्यूटर, माउस इत्यादि के कीबोर्ड का पालन करने देती हैं।

चरण 6: लिलीपैड अरुडिनो बोर्ड

लिली पैड अरुडिनो बोर्ड एक पहनने योग्य ई-टेक्सटाइल तकनीक है प्रत्येक बोर्ड को कल्पनात्मक रूप से विशाल कनेक्टिंग पैड और एक चिकनी पीठ के साथ डिजाइन किया गया था ताकि उन्हें प्रवाहकीय धागे का उपयोग करके कपड़ों में सिल दिया जा सके। इस Arduino में I/O, पावर और सेंसर बोर्ड भी शामिल हैं जो विशेष रूप से ई-टेक्सटाइल के लिए बनाए गए हैं। ये धोने योग्य भी हैं!

चरण 7: Arduino विकास पर्यावरण के लिए उपकरण

Arduino प्रोग्रामिंग भाषा:

Arduino को C++ में प्रोग्राम किया जाता है जिसका उपयोग सॉफ्टवेयर डेवलपमेंट जैसी परियोजनाओं के विभिन्न पहलुओं में किया जाता है लेकिन Arduino C++ के लिए अतिरिक्त कार्यों के साथ उपयोग किया जाता है। आप Arduino स्केच बना सकते हैं, Arduino स्केच Arduino कोड फ़ाइल को दिया गया नाम है। आप Arduino IDE में कोड लिखते हैं। इन रेखाचित्रों को प्रोजेक्ट फोल्डर में सहेजा जा सकता है और IDE C++ कोड को मशीनी भाषा में संकलित करने और उन्हें Arduino बोर्ड में अपलोड करने का विकल्प देता है।

अरुडिनो आईडीई

Arduino IDE (एकीकृत विकास पर्यावरण) C++ कोड संपादन, संकलन और अपलोडिंग टूल है जहां आप विभिन्न उद्देश्यों के लिए IO पिन प्रोग्राम करने के लिए अपना प्रोग्राम लिख सकते हैं और आप विभिन्न कार्यों के साथ एकीकृत परिष्कृत प्रोग्राम लिखने के लिए ओपन-सोर्स लाइब्रेरी का उपयोग कर सकते हैं जो हम बाद में करेंगे पुस्तकालयों के बारे में विस्तार से चर्चा करें।

चरण 8: Arduino IDE स्थापना

चरण 1. Arduino IDE डाउनलोड करें

चरण 2. डाउनलोड प्रक्रिया पूरी होने तक प्रतीक्षा करें।

चरण 3. सॉफ़्टवेयर स्थापित करें और उन घटकों को चुनें जिन्हें आप स्थापित करना चाहते हैं, साथ ही साथ स्थापित स्थान भी चुनें।

चरण 4. Windows 10 द्वारा संकेत दिए जाने पर ड्राइवर स्थापना स्वीकार करें

चरण 9: Arduino ड्राइवर स्थापित करना

स्टार्ट पर जाएं-> डिवाइस मैनेजर टाइप करें'> डिवाइस मैनेजर लॉन्च करने के लिए पहले परिणाम पर डबल क्लिक करें।

1. बंदरगाहों पर जाएं > Arduino UNO पोर्ट का पता लगाएं

2. यदि आपको वह पोर्ट नहीं मिल रहा है, तो अन्य डिवाइस पर जाएं और अज्ञात डिवाइस का पता लगाएं

3. Arduino UNO पोर्ट चुनें> अपडेट ड्राइवर पर क्लिक करें।

4. 'ड्राइवर सॉफ़्टवेयर के लिए मेरा कंप्यूटर ब्राउज़ करें' विकल्प चुनें> Arduino सॉफ़्टवेयर डाउनलोड स्थान पर जाएं> arduino.inf फ़ाइल/Arduino UNO.inf चुनें (आपके सॉफ़्टवेयर संस्करण के आधार पर)

5. तब तक प्रतीक्षा करें जब तक कि विंडोज़ ड्राइवर स्थापित करने की प्रक्रिया पूरी न कर ले।

अब जब आपने अपने कंप्यूटर पर Arduino सॉफ़्टवेयर और ड्राइवर स्थापित कर लिया है, तो अपना पहला स्केच खोलने का समय आ गया है। अपने बोर्ड के प्रकार और पोर्ट का चयन करें और यह सुनिश्चित करने के लिए एक प्रोग्राम अपलोड करें कि आपका बोर्ड चालू है और चल रहा है।

चरण 10: Arduino IDE का चित्रमय प्रतिनिधित्व

जैसा कि Arduino IDE का उपयोग Arduino में कोड को संपादित करने, सहेजने, संकलित करने और अपलोड करने के लिए किया जाता है, यहाँ Arduino IDE का चित्रमय प्रतिनिधित्व है।

चरण 11: Arduino IDE में एक नई फ़ाइल खोलने के लिए

नई फाइल खोलने के लिए फाइल->नया. पर क्लिक करें

चरण 12: Arduino स्केच को बचाने के लिए

नई फाइल खुल जाएगी

Step-1: Arduino Sketch को सेव करने के लिए File-> सेव करें स्केच को सेव करने के लिए एक विंडो पॉप अप हो जाएगी

चरण -2: Arduino Sketch का नाम बदलें और सहेजें बटन पर क्लिक करें। स्केच सहेजा जाएगा।

चरण 13: Arduino प्रोग्राम के उदाहरण

Arduino IDE में सीखने और उनसे प्रोजेक्ट बनाने के लिए कई उदाहरण प्रोग्राम शामिल हैं, ये उदाहरण ब्लिंक ए एलईडी, एनालॉग और डिजिटल इनपुट आउटपुट, सीरियल कम्युनिकेशन, सेंसर आदि के बारे में हैं।

एलईडी ब्लिंक उदाहरण प्रोग्राम खोलने के लिए फ़ाइल-> उदाहरण-> मूल बातें-> ब्लिंक. पर क्लिक करें

चरण 14: Arduino लाइब्रेरी

Arduino समुदाय के अनुसार "लाइब्रेरी कोड का एक संग्रह है जो आपके लिए सेंसर, डिस्प्ले, मॉड्यूल आदि से कनेक्ट करना आसान बनाता है। उदाहरण के लिए, बिल्ट-इन लिक्विड क्रिस्टल लाइब्रेरी कैरेक्टर एलसीडी डिस्प्ले से बात करना आसान बनाती है। इंटरनेट पर डाउनलोड के लिए सैकड़ों अतिरिक्त पुस्तकालय उपलब्ध हैं।" पुस्तकालयों में सामान्य तरीके और कार्य शामिल हैं जैसे कि डिवाइस ड्राइवर या लाइब्रेरी का उपयोग करके उपयोगिता फ़ंक्शन कई लाइनों को कोडिंग किए बिना प्रोग्राम करना आसान हो जाता है आप अपने प्रोग्राम के लिए प्री बिल्ड फ़ंक्शंस का उपयोग कर सकते हैं। इंटरनेट पर कई प्रकार के ओपन-सोर्स लाइब्रेरी उपलब्ध हैं, Arduino IDE लाइब्रेरी भी प्रदान करता है जो Arduino समुदाय द्वारा बनाई गई हैं जैसे कि सर्वो मोटर्स, ईथरनेट आदि को नियंत्रित करने के लिए लाइब्रेरी। Arduino IDE बाहरी पुस्तकालयों को स्थापित करने और उपयोग करने का विकल्प भी प्रदान करता है। अपनी खुद की लाइब्रेरी बनाएं और उन्हें Arduino IDE में इंस्टॉल करें।

Arduino लाइब्रेरी इंस्टॉलेशन मेथड

दो तरीके हैं जिनके माध्यम से हम Arduino IDE में लाइब्रेरी स्थापित कर सकते हैं एक Arduino IDE लाइब्रेरी मैनेजर के माध्यम से और दूसरा.zip फ़ाइल का उपयोग करके है, अधिकांश लाइब्रेरी Arduino लाइब्रेरी मैनेजर पर उपलब्ध हैं, लेकिन कई लाइब्रेरी हैं जो डेवलपर इसे स्वयं बनाते हैं। और उन्हें जीथब पर उपलब्ध कराएं ताकि हमारे पास दोनों विकल्प हों लेकिन हम दोनों में से किसी का भी उपयोग कर सकते हैं।

पुस्तकालय प्रबंधक का उपयोग कर पुस्तकालय की स्थापना

पुस्तकालय प्रबंधक का उपयोग करके पुस्तकालय स्थापित करने के लिए स्केच पर क्लिक करें-> पुस्तकालय शामिल करें-> पुस्तकालय प्रबंधित करें

इसके बाद पुस्तकालय प्रबंधक यहां खोला जाएगा आप उन पुस्तकालयों को देख सकते हैं जो पहले से स्थापित हैं। इस उदाहरण में हम इसके लिए RTCZero स्थापित करेंगे, आपको RTCZero लाइब्रेरी की खोज करनी होगी जब आप पाएंगे कि यह इसका संस्करण चुनता है और इंस्टॉल बटन पर क्लिक करता है, तो इंस्टॉलेशन शुरू हो जाएगा।

एक.zip लाइब्रेरी आयात करना

पुस्तकालयों को अक्सर ज़िप फ़ाइल या फ़ोल्डर के रूप में वितरित किया जाता है। फ़ोल्डर का नाम पुस्तकालय का नाम है। फ़ोल्डर के अंदर एक.cpp फ़ाइल, एक.h फ़ाइल और अक्सर एक कीवर्ड.txt फ़ाइल, उदाहरण फ़ोल्डर, और लाइब्रेरी के लिए आवश्यक अन्य फ़ाइलें होंगी।

ज़िप लाइब्रेरी स्थापित करने के लिए क्लिक करें स्केच->लाइब्रेरी शामिल करें->.ज़िप लाइब्रेरी जोड़ें

ब्राउज विंडो ओपन होगी, वहां लोकेशन सेट करें जहां जिप लाइब्रेरी सेव है और ओपन बटन पर क्लिक करें।

चरण 15: Arduino IDE शॉर्टकट कुंजियाँ

Arduino IDE में कुछ छोटी कुंजियाँ होती हैं जिनके माध्यम से हम विभिन्न कार्य कर सकते हैं जैसे संकलन करना, सहेजना अपलोड करना आदि।

चरण 16: Arduino का IO पिन

Arduino एक प्रोटोटाइप बोर्ड है जो आमतौर पर I/O (इनपुट/आउटपुट) पिन के विभिन्न कॉन्फ़िगरेशन के साथ आता है, पिन या तो एनालॉग या डिजिटल पिन होते हैं,

एनालॉग पिन।

एनालॉग पिन वास्तव में इनपुट पिन होते हैं जो आमतौर पर भौतिक डेटा को इनपुट के रूप में पढ़ने के लिए उपयोग किए जाते हैं या यह एक पिन है जो सेंसर से भौतिक डेटा पढ़ सकता है, एक सेंसर एक ऐसा उपकरण है जो भौतिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित कर सकता है। Arduino इस विद्युत ऊर्जा को एनालॉग पिन का उपयोग करके विद्युत संकेत के रूप में पढ़ सकता है

डिजिटल पिन।

डिजिटल पिन INPUT और OUTPUT पिन दोनों हो सकता है, जैसा कि इसका नाम है, यह INPUT को पढ़ सकता है और OUTPUT को डिजिटल रूप में लिख सकता है। डिजिटल डेटा हाई या लो के रूप में होता है, जहां हाई का मतलब ऑन होता है और लो का मतलब ऑफ होता है, उदाहरण के लिए अगर एलईडी अरुडिनो के डिजिटल पिन से जुड़ा है और आप इस पिन को हाई होने के लिए प्रोग्राम करते हैं तो अंततः एलईडी चालू हो जाएगी और इसे कम पाने के लिए प्रोग्रामिंग करके नेतृत्व बंद हो जाएगा।

पल्स चौड़ाई मॉडुलन पिन।

Arduino में कुछ डिजिटल पिनों में एनालॉग आउटपुट प्रदान करने की अतिरिक्त कार्यक्षमता होती है और उन्हें PWM पिन कहा जाता है, PWM पिन का कार्य OUTPUT को उच्च और निम्न स्तरों के बीच के स्तर में लिखना है, मान लीजिए कि एलईडी PWM पिन से जुड़ा है और आप एलईडी की चमक को नियंत्रित करना चाहते हैं या मोटर पीडब्लूएम पिन से जुड़ी हुई है और आप मोटर की गति को नियंत्रित करना चाहते हैं जिसे आप चमक या गति को नियंत्रित करने के लिए 0-255 से मान निर्दिष्ट कर सकते हैं।

चरण 17: Arduino LED ब्लिंक प्रोग्राम

चूंकि Arduino IDE और ड्राइवर स्थापित हैं, प्रोग्राम से कनेक्ट करें

एक एलईडी घटकों को ब्लिंक करने के लिए Arduino की आवश्यकता होती है जिसका उल्लेख नीचे किया गया है

एलईडी ब्लिंक परियोजना के लिए प्रयुक्त घटक

Arduino Uno

● यूएसबी केबल टाइप ए/बी

२२० ओम रेसिस्टर

●एलईडी

ब्रेडबोर्ड

ढांच के रूप में

Arduino Uno के पिन को 5 से 220 ओम रेसिस्टर से कनेक्ट करें और रेसिस्टर के अन्य पिन को LED के एनोड (+) पिन से कनेक्ट करें और Arduino Uno के GND पिन को LED के कैथोड (-) पिन से कनेक्ट करें।

एक एलईडी ब्लिंक करने के लिए लेखन कार्यक्रम

चरण 1. Arduino IDE खोलें।

चरण 2. एक नया स्केच खोलें

चरण 3. नए स्केच को LED BLINK PROGRAM के रूप में सहेजें और प्रोग्राम को वाइट करें

Step 4. Tools->Board:->Arduino Uno. पर क्लिक करके बोर्ड को सेलेक्ट करें

चरण 5. टूल्स-> पोर्ट. पर क्लिक करके COM पोर्ट का चयन करें

स्टेप 6. कंपाइल बटन पर क्लिक करें

चरण 7. संकलन पूरा होने की प्रतीक्षा करें और फिर अपलोड बटन पर क्लिक करें

आपको "Done Uploading" संदेश दिखाई देगा क्योंकि आप इस संदेश को Arduino के पिन 5 पर कनेक्टेड एलईडी एक सेकंड के बाद ब्लिंक करते हुए दिखाई देंगे।

चरण 18: सीरियल मॉनिटर

Arduino IDE में एक विशेषता है जो स्केच को डीबग करने या आपके कंप्यूटर के कीबोर्ड से Arduino को नियंत्रित करने में बहुत मददगार हो सकती है। सीरियल मॉनिटर एक अलग पॉप-अप विंडो है जो एक अलग टर्मिनल के रूप में कार्य करता है जो सीरियल डेटा प्राप्त और भेजकर संचार करता है।

आप Arduino के पिन 5 पर जुड़े एलईडी की स्थिति देखने के लिए एलईडी ब्लिंक प्रोग्राम को संशोधित कर सकते हैं, Arduino की सीरियल संचार क्षमता का उपयोग करके Arduino IDE के सीरियल मॉनिटर का उपयोग करके आपके कंप्यूटर पर या तो उच्च या निम्न है, ऐसा करने के लिए पहले आपको सीरियल सेटअप करना होगा बॉड्रेट से ९६०० बॉड दर को केवल Arduino से कंप्यूटर में डेटा की संचरण गति के रूप में परिभाषित किया गया है या इसके विपरीत बिट प्रति सेकंड के संदर्भ में, इसलिए बॉड दर को ९६०० पर सेट करना संचरण की गति ९६०० बिट प्रति सेकंड की तरह है।

एक एलईडी को ब्लिंक करने के लिए प्रोग्राम लिखना

चरण 1. Arduino IDE खोलें।

चरण 2. एक नया स्केच खोलें

चरण 3. नए स्केच को LED BLINK PROGRAM के रूप में सहेजें और प्रोग्राम लिखें

Step 4. Tools->Board:->Arduino Uno. पर क्लिक करके बोर्ड का चयन करें

चरण 5. टूल्स-> पोर्ट. पर क्लिक करके COM पोर्ट का चयन करें

स्टेप 6. कंपाइल बटन पर क्लिक करें

चरण 7. संकलन पूरा होने की प्रतीक्षा करें फिर अपलोड बटन पर क्लिक करें

चरण 8. Ctrl+Shift+m दबाकर या ऊपरी दाएं कोने पर क्लिक करके सीरियल मॉनिटर खोलें।

चरण 9. सीरियल मॉनिटर की बॉड दर सेट करें क्योंकि Arduino और कंप्यूटर दोनों में सीरियल संचार के लिए समान बॉड दर होनी चाहिए।

यहां आप देखेंगे कि जैसे ही एलईडी उच्च या निम्न हो जाती है, संदेश सीरियल मॉनिटर पर क्रमिक रूप से मुद्रित होता है