第一課 多彩的霓虹燈

一.認(rèn)識Arduino

Arduino 是一款便捷靈活、方便上手的開源電子原型平臺,包含硬件(各種型號的arduino板)和軟件(arduino IDE)。

\bullet 開源 Arduino軟件和硬件都是開源的,開發(fā)者可以對軟件庫進(jìn)行擴(kuò)展,也可以下載到千千萬萬的軟件庫來實現(xiàn)自己的功能。Arduino允許開發(fā)者對硬件電路進(jìn)行修改和擴(kuò)展來滿足不同的需求。開源軟件是指公開源代碼的軟件。開源軟件在發(fā)行的時候會附上軟件的源代碼,并授權(quán)允許用戶更改、傳播或者二次開發(fā)。

\bullet 跨平臺 Arduino軟件(IDE)能在Windows、Mac OS X和Linux操作系統(tǒng)中運(yùn)行,而大多數(shù)其他單片機(jī)系統(tǒng)僅限于在Windows操作系統(tǒng)中運(yùn)行。

二.了解常用器材

工欲善其事,必先利其器。在開始我們的智能硬件課之前,先認(rèn)識一下我們經(jīng)常會用到的器材。

\bullet 在學(xué)習(xí)Arduino開發(fā)板之前,先來了解一下電腦的組成。


電腦的組成

\bullet 主機(jī):指計算機(jī)除去輸入輸出設(shè)備以外的主要機(jī)體部分。通常包括 CPU、內(nèi)存、主板、光驅(qū)、電源、以及其他輸入輸出控制器和接口。

\bullet 輸入設(shè)備:向計算機(jī)輸入數(shù)據(jù)和信息的設(shè)備。比如,鼠標(biāo)、鍵盤、攝像頭

\bullet 輸出設(shè)備:把各種計算結(jié)果數(shù)據(jù)或信息以數(shù)字、字符、圖像、聲音等形式表現(xiàn)出來的設(shè)備。比如,顯示器、音響、打印機(jī)

Arduino主控板就是一個微型計算機(jī),相當(dāng)于電腦的主機(jī),可以連接輸入輸出設(shè)備。

1.Arduino UNO R3開發(fā)板

Arduino生態(tài)有很多種類型,包括開發(fā)板,模塊,擴(kuò)展板。其中UNO R3開發(fā)板是最適合初學(xué)者,并且功能最齊全使用數(shù)量最多的開發(fā)板。

各種開發(fā)版類型
UNO R3開發(fā)板

重要引腳介紹:

Power 引腳:開發(fā)板可提供3.3V和5V電壓輸出,Vin引腳可用于從外部電源為開發(fā)板供電。

Analog In引腳:模擬輸入引腳,開發(fā)板可讀取外部模擬信號,A0~A5為模擬輸入引腳。

Digital 引腳:UNO R3擁有14個數(shù)字I/O引腳,其中6個可用于PWM(脈寬調(diào)制)輸出。數(shù)字引腳用于讀取邏輯值(0或1),或者作為數(shù)字輸出引腳來驅(qū)動外部模塊。標(biāo)有"~"的引腳可產(chǎn)生PWM。

13引腳:開發(fā)板標(biāo)記第13引腳,連接板載LED燈,可通過控制13引腳來控制LED燈亮滅。一般拿到開發(fā)板上電板載燈都會閃爍,可輔助檢測開發(fā)板是否正常。

2.面包板


早期面包板

缺點:(1)連線復(fù)雜混亂,不利于快速搭建電路(2)容易出錯,不利于檢查電路


現(xiàn)在的面包板

面包板的優(yōu)美之處在于,它能同時容納最簡單和最復(fù)雜的電路。


面包板內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖


內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

電源軌道:面包板上方和下方各兩行橫向的軌道被稱之為電源軌道,我們常常用其連接各種電源和接地,其中紅色代表電源,藍(lán)色代表接地。其內(nèi)部是橫向連接的。

信號端子:中間從A到J各行被稱之為信號端子,其各列是內(nèi)部連接的,而行與行之間相互斷開。我們常常用來放置元器件及連線用來構(gòu)建我們的電路。

三.電流是怎樣產(chǎn)生的?


水流

觀看水流視頻:https://www.bilibili.com/video/av59270395/?p=2

https://www.bilibili.com/video/av55675155

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 水從高到低有規(guī)律的向同一個方向流動形成水流


簡單電路連線圖

類比水流:電荷有規(guī)律的從正極流向負(fù)極形成電流,這里的電荷就想當(dāng)于水流中的水

總結(jié):電荷的定向移動形成電流。

四.制作霓虹燈

1.準(zhǔn)備器材

器材

2.電路圖

電路圖

3.程序設(shè)計

程序


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