Arduino IDE: Тусгай самбар үүсгэх: 10 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:03

Өнгөрсөн зургаан сарын хугацаанд би янз бүрийн номын санг Robotics Masters -ийн бүтээсэн Robo HAT MM1 самбар дээр зөөж, маш их цаг зарцуулсан. Энэ нь эдгээр номын сангийн талаар, тэдний хөшигний ард хэрхэн ажилладаг, хамгийн чухал нь ирээдүйд шинэ самбар нэмэхийн тулд юу хийх ёстойг олж мэдэхэд хүргэсэн юм.

Энэ бол миний номын санг самбар дээр байрлуулах хүсэлтэй хүмүүст туслах зорилгоор хийх гэж буй цуврал бичих ажлын эхнийх юм. Мэдээллийн олон эх сурвалж гадныханд ойлгомжгүй, ойлгомжгүй байж болно. Би "задалж", хүн бүрт амжилттай боомтод хэрхэн хүрэх талаар тайлбарлахыг хүсч байна.

Өнөөдөр бид Arduino платформыг үзэх болно. Энэ нь дэлхийн өнцөг булан бүрт 700,000 гаруй өөр өөр хувилбартай бөгөөд боловсрол, үйлдвэрлэл, үйлдвэрлэгчдэд зориулсан электроникийн хамгийн алдартай платформуудын нэг юм.

Үүнийг хэрхэн хийх талаар маш хязгаарлагдмал мэдээллийн эх сурвалжийг би олон Google хайлтын дараа л олж чадсан юм. Тиймээс би үүнийг хэрхэн яаж хийсэн талаар дэлгэрэнгүй бичье гэж бодлоо.

Энд байна!

Алхам 1: Эхлэхээсээ өмнө

Програм хангамжийн номын сан эсвэл програм хангамжийг самбар дээрээ зөөж эхлэхээс өмнө та ашиглаж буй технологийн талаар хэдэн чухал зүйлийг мэдэж, доорх асуултуудад хариулах ёстой.

1. Та ямар процессор ашиглаж байна вэ?
2. Энэ нь ямар архитектурыг ашигладаг вэ?
3. Би энэ микропроцессорын мэдээллийн хуудсанд хандах эрхтэй юу?
4. Зах зээл дээр ижил микропроцессор ашигладаг ижил төстэй самбар байдаг уу?

Эдгээр нь маш чухал юм. Энэ нь хөгжлийн үйл явцад хэрхэн хандах олон тал дээр нөлөөлөх болно.

Arduino самбар нь ихэвчлэн цөөн тооны процессорын төрөл, архитектурыг ашигладаг. Хамгийн түгээмэл нь AVR архитектурыг ашигладаг ATMEGA хүрээ юм (Arduino Uno). SAMD процессор (ARM) болон бусад илүү хүчирхэг процессоруудыг ашиглан Arduinos -ийн шинэ үеийнхэн улам бүр түгээмэл болж байна. Тиймээс алийг нь ашиглаж байгаагаа шалгах нь чухал юм.

Микропроцессорын мэдээллийн хуудас нь програмыг хөрвүүлэх үед самбар хүлээгдэж буй байдлаар хариу өгөхөд маш чухал юм. Үүнгүйгээр та зүү гаралтын функцийг зөв тохируулах эсвэл цуваа портуудыг тохируулах боломжгүй болно.

Ашиглаж буй процессорын талаар шаардлагатай бүх мэдээллийг олж авсны дараа та програм хангамжийг үзэж, өөрчилж болно.

Алхам 2: Тойм

Аливаа төслийн хамгийн хэцүү зүйл бол сайн эхлэх цэгийг олох явдал юм. Энэ ч ялгаагүй. Би Arduino -д зориулсан захиалгат самбар хэрхэн бий болгох талаар хангалттай нарийвчилсан сайн хичээлүүдийг олох гэж хичээсэн. Ихэнх зааварчилгаа нь хэрхэн "захиалгат самбар нэмэх" -ийг харуулдаг боловч хэрхэн "захиалгат самбар үүсгэх" талаар харуулдаггүй. Энд юу хамаарч байгаа талаар товч мэдээлэл байна.

1. Одоо байгаа зөвлөлийн тодорхойлолтыг татаж аваад хуулна уу
2. Тодорхойлолтын файлуудыг шинэчилж байна (variant.h, varient.cpp)
3. Самбарын оруулга үүсгэх (board.txt)
4. Зөвлөлийн хувилбарыг шинэчлэх (platform.txt)
5. Суулгахад бэлдэж байна (json)
6. Arduino IDE дээр суулгах самбар

Алхам бүрийг доор дэлгэрэнгүй тайлбарлах болно. Ардуино IDE -ийн цаана бүх зүйл хэрхэн ажилладаг талаар тодруулахад туслахын тулд файл бүр хоорондоо хэрхэн харьцдаг талаар өргөн хэлэлцүүлэг болно.

Энэхүү гарын авлагад би SAMD процессоруудад зориулсан тусгай самбар хэрхэн бий болгохыг танд үзүүлэх болно. Бүр тодруулбал, миний зөөж байсан Robo HAT MM1 самбар дээр ашигладаг микропроцессор SAMD21G18A.

Та бас Arduino IDE 1.8 эсвэл түүнээс дээш хувилбарыг татаж авсан гэж бодож байна. Би бичихдээ Arduino 1.8.9 -ийг ашиглаж байсан.

Алхам 3: Одоо байгаа самбаруудыг татаж авах

Эхний алхам бол Arduino самбартай хамгийн ойрхон хувилбарыг татаж авах явдал юм. SAMD самбаруудын хувьд энэ бол Arduino Zero юм.

Arduino IDE 1.6 -аас хойш шинэ самбарыг байгаль орчинд татаж авах арга бол програм хангамж хөгжүүлэгчдийн өгдөг тусгай JSON файлуудыг нэмж, дараа нь "ТУЗ -ийн менежер" ашиглан тусгай самбарыг суулгах явдал юм. Arduino IDE -ийн өмнөх хувилбарууд өнөөдөр хэлэлцэхгүй өөр аргыг ашигласан. Бид дараа нь энэ гарын авлагад өөрийн JSON файлыг үүсгэх болно, гэхдээ эхлээд энэ аргыг ашиглан Arduino Zero самбарыг нэмэх хэрэгтэй.

Аз болоход бидний татаж авахыг хүсэж буй самбарт JSON файл хэрэггүй, учир нь JSON файлыг Arduino IDE -тэй урьдчилж багцалсан байдаг тул бид самбарыг "Boards Manager" -ээс суулгах хэрэгтэй.

Үүнийг хийхийн тулд "Хэрэгслүүд" хэсэгт очоод "Самбар" цэсийг өргөжүүлнэ үү. "Удирдах зөвлөл" цэсний дээд хэсэгт "Самбарын менежер" байх болно. Энэ цэсийн сонголтыг дарж самбаруудын менежерийг ажиллуулна уу.

(Зургийг үзнэ үү)

Самбарын менежер нээгдэхэд Arduino IDE -д хадгалагдсан бүх JSON файлуудыг хараад дараа нь тохиргоог файлаас татаж авна. Та суулгах боломжтой Arduino самбаруудын урт жагсаалтыг харах ёстой.

(Зургийг үзнэ үү)

Бид энэ гарын авлагад зориулагдсан "Arduino SAMD Boards (32 битийн ARM Cortex-M0+)" самбарыг л сонирхож байгаа боловч энэ үед хэрэгтэй самбараа хазайгаад суулгаж болно. "Arduino SAMD самбар (32 битийн ARM Cortex-M0+)" самбарыг хайж олоод суулгана уу. Үүнийг хийхийн тулд жагсаалтаас текстийг дарж, баруун талд нь "Суулгах" товчийг дарж текстийг дарсны дараа гарч ирэх болно. Суулгахад хэдэн минут шаардагдана.

Шинэ самбар суурилуулах талаар дэлгэрэнгүй мэдээлэл авахыг хүсвэл: Adafruit -ийн онцлог шинж чанар M0 хавтанг хэрхэн суулгах талаар тайлбарласан маш сайн заавар энд байна.

Удирдах зөвлөлийн файлуудыг суулгасны дараа бид тэдгээрийг хуулах боломжтой бөгөөд ингэснээр таны захиалгат самбарт зориулж өөрчлөх боломжтой болно.

Алхам 4: Самбарын файлуудыг хайх, хуулах

Windows -ийн хувьд ТУЗ -ийн файлууд байрладаг (хэрэглэгчийн нэрээ хэрэглэгчийн нэрээр солихоо мартуузай):

C: / Хэрэглэгчид / хэрэглэгчийн нэр / AppData / Local / Arduino15 / багцууд

Энэ хавтсанд та өөрчлөхийн тулд хуулах шаардлагатай файлууд руу орохын тулд жаахан гүнзгийрэх хэрэгтэй. Энэ гарын авлагад зориулж бид Arduino Zero самбарын файлуудыг авах болно (хэрэглэгчийн нэрийг хэрэглэгчийн нэрээр солихоо мартуузай):

C: / Users / хэрэглэгчийн нэр / AppData / Local / Arduino15 / packages / arduino / hardware / samd

Энэ директорт байрлах хувилбарын дугаартай фолдерыг Documents хавтас эсвэл өөрийн сонгосон фолдерт шинэ фолдер руу хуулж ав. Энэхүү гарын авлагын зорилгоор би тэдгээрийг Documents доторх 'custom board' нэртэй шинэ хавтсанд оруулах болно.

Фолдер нь олон тооны хавтас, лавлахыг агуулдаг. Бидний ашиглахыг дэлгэцийн зурган дээрх хүснэгтэд тэмдэглэв.

Алхам 5: Вариант үүсгэх

Бид одоо тусгай самбарын оруулга үүсгэж эхлэхэд бэлэн байна. Энэхүү гарын авлагад би Robo HAT MM1 -ийг жишээ болгон ашиглах болно. Өмнө дурьдсанчлан, энэ нь SAMD дээр суурилсан самбар бөгөөд Arduino Zero бүтцэд хамгийн ойрхон байдаг.

Бид хувилбаруудын хавтас руу орж, тэнд байрлах arduino_zero фолдерыг хуулж эхэлнэ. Бид самбарын шинэ хувилбарыг 'robohatmm1' гэж нэрлэх болно. Та дуртай зүйлээ дуудаж болно.

(Зургийг үзнэ үү)

Robohatmm1 фолдер дотор засварлах ажлыг эхлүүлэх шаардлагатай хоёр тээглүүр байх болно: variant.cpp ба variant.h. Хоёуланг нь онгойлго.

Үүнийг хийхэд нэлээд хугацаа шаардагдсан тул танд цаг зав хэмнэх үүднээс энд тайлбарлах болно. Variant.cpp файл нь маш олон тооны тээглүүрийг агуулсан байдаг. Variant.h дэх бүх зүү лавлагаа нь variant.cpp массивын тодорхой байрлал дахь зүү тохиргооны лавлагаа юм.

(Хоёр файлтай дэлгэцийн зургийг үзнэ үү)

Тиймээс, таны ихэнх засварууд эдгээр хоёр файлд хоёуланд нь хийгдэх болно, гэхдээ хэрэв та variants.cpp дээрх хавчуургын дарааллыг өөрчилвөл та толгой файл дахь лавлагаа (variants.h) -г өөрчлөх ёстой. Robo HAT MM1 -ийн хувьд надад зөвхөн зарим зүү, функцийг өөрчлөх шаардлагатай байсан. Үүнийг хувилбарт хийсэн болно.h. SAMD21 нь ХОУХ -ны 12 сувгийг зохицуулах чадвартай тул би шинэ ХОУХ -ны зүү нэмсэн. Би бас SPI, UART, I2C гэх мэт зохих функцуудад Servos, Signals (ADC/Digital -ийн оронд) болон өөрчлөн зураглал хийх зарим нэрийг нэмсэн.

Анхаарах ёстой хамгийн чухал зүйл бол variants.h дээр дурдсан функцүүдийн хувьд ашигладаг массивын лавлагаа нь одоо үзэх болно.

Variants.cpp бол маш хүчирхэг, чухал файл юм. Энэ нь тоног төхөөрөмжийн тохиргоонд нийцүүлэн тээглүүрийг тохируулах бүх шаргуу ажлыг хийдэг. Үүнийг тайлбарлах хамгийн хялбар арга бол хэсэг бүрийн тайлбар, жишээ юм.

(Дэлгэцийн агшин дахь хүснэгтийг үзнэ үү)

Жишээ (variants.cpp -ээс авсан хэсэг)

{PORTA, 22, PIO_SERCOM, PIN_ATTR_NONE, No_ADC_Channel, NOT_ON_PWM, NOT_ON_TIMER, EXTERNAL_INT_NONE}, // SDA

Энэ бол Robo HAT MM1 -ийн variants.cpp массив дахь анхны зүү юм. Өгөгдлийн хүснэгтийн хүснэгтийг зураг хэлбэрээр өгсөн (саарал хүснэгт).

(Зургийг үзнэ үү)

Энэхүү тусгай зүү нь I2C өгөгдлийн зүү функцэд ашиглагддаг. Хүснэгтийг харвал энэ зүүг I2C SDA зүү болгон ашиглах боломжтой байгааг бид харж байна (сайн эхлэл!). Зүүг "PA22" гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь 22 -р зүү дээрх PORTA гэсэн үгийн товчлол юм. Бид энэ зүүний PORT болон зүү дугаарыг шууд тохируулж болно.

Бидний хийх ёстой дараагийн зүйл бол зүүг цуваа холбооны порт болгон тохируулах явдал юм. Зүү нь C (PIO_SERCOM) функцээр дамжуулан SERCOM 3, D ашиглан SERCOM5 (PIO_SERCOM_ALT) ашиглан цуваа холболттой байдаг. Robo HAT MM1 -ийн зорилгоор бид SERCOM3 -ийг I2C харилцаанд ашиглаж байна. Энэ нь C функц дээр байна; ака Pari_SERCOM for varyant.cpp.

Бид энэ зүүг зөвхөн I2C SDA болгон ашиглахаар төлөвлөж байгаа тул бусад функцийг тохируулах шаардлагагүй болно. Өмнөх хүснэгтээс бүгдийг нь "Үгүй" эсвэл "Үгүй" гэж тохируулж болно. Гэсэн хэдий ч хэрэв бид бусад функцийг ашиглахыг хүсч байвал мэдээллийн хуудсыг үзэж, бүгдийг нь зөв орон зайд байрлуулж болно. Энэ бүхэн мэдээллийн хүснэгтэд байна.

Хувилбарын файлуудыг өөрчлөхөд хэсэг хугацаа шаардагдана. Болгоомжтой байгаарай, үргэлж гурвалсан шалгалт хий.

Алхам 6: Удирдах зөвлөлийн тодорхойлолтыг бий болгох

Хувилбар файлуудаа бэлэн болгосны дараа эндээс шууд урагшлах ёстой. Ихэнх ажил нь файл хуулах, буулгах, өөрчлөх, шинэчлэх болно.

Самбараас эхэлнэ.txt.

(Зургийг үзнэ үү)

Та аль хэдийн байгаа самбарын тодорхойлолтыг хуулж буулгахыг хүсэх болно. Би Arduino Zero -ийг дахин санал болгож байна.

Энгийн байхын тулд зөвхөн самбарын нэрийг (эхний мөр), usb_product, usb_manufacturer, хувилбар (robohat) солино уу. Та өөр аргументуудыг дараа нь өөрийн хэрэгцээнд нийцүүлэн өөрчилж болно, жишээлбэл, захиалагч ачаалагч эсвэл өөр өөр USB VID/PID гэх мэт самбарыг таних боломжтой.

Самбарын хувилбар нь эхэнд үүсгэсэн фолдерт өгсөн нэртэй тохирч байх ёстой. Энэ гарын авлагад зориулж би үүнийг "robohatmm1" гэж нэрлэсэн.

Мөр бүрийн эхний хэсгийг самбарынхаа нэртэй тохируулан өөрчлөхийг зөвлөж байна. Дэлгэцийн зураг дээр үүнийг "robo_hat_mm1" болгож өөрчилсөн байна. Та самбар дээрээ ижил форматтай нэрийг сонгох хэрэгтэй.

Хэрэв та дараа нь дээр дурдсан нэмэлт өөрчлөлт хийхийг хүсэхгүй бол энэ нь board.txt -д зориулагдсан болно.

Алхам 7: ТУЗ -ийн хувилбарыг шинэчлэх

Platforms.txt дээр нэрийг өөрийн захиалгын самбарын нэр болгон өөрчилнө үү. Мөн хувилбарын дугаарыг өөрчилнө үү. Үүнийг юу гэж тохируулснаа санаарай, дараа нь бидэнд хэрэгтэй болно.

Алхам 8: JSON багцын файл үүсгэх

Arduino IDE дээр самбараа суулгахын тулд та импортлох JSON файлыг үүсгэх шаардлагатай болно. JSON файл нь Arduino IDE -д самбарыг суулгах файлуудыг хаанаас авах, ямар нэмэлт багц шаардлагатай болох болон бусад хэдэн мета өгөгдлийг хэлж өгдөг.

Та энэ файлыг бидний ажиллаж байсан хавтаснаас гадна хадгалах нь маш чухал юм.

Файлын ихэнх хэсгийг хуулж, өөрийн файл дээр буулгаж болно. Та зөвхөн "самбар" хэсэг болон файлын дээд хэсэгт байгаа бусад мета өгөгдлийг өөрчлөх хэрэгтэй болно. Юу шинэчлэх ёстойг дэлгэцийн агшин дээрээс үзнэ үү.

(Зургийг үзнэ үү)

• Улаан хэсэг: Энэ бол хэрэглэгчид тусламж хайхад ашиглаж болох мета өгөгдөл юм. Энэ нь техникийн хувьд маш бага ач холбогдолтой юм.
• Цэнхэр хэсэг: Эдгээр нь бүгд чухал юм. Тэд Arduino IDE дээр харуулдаг. Нэр, Архитектур, Хувилбарыг багцыг суулгах гэж буй бүх хүмүүст харуулах болно. Энд та platforms.txt -ээс хувилбарын дугаарыг оруулах хэрэгтэй. Хоёрдахь цэнхэр хэсэг нь багцад багтсан самбаруудын жагсаалт юм. Та олон самбартай байж болно.
• Ногоон хэсэг: Энэ хэсэгт нэмэлт тайлбар шаардлагатай байна.

(Зураг дээрх хүснэгтийг үзнэ үү)

Та zip файл үүсгэж, zip файлын шалгалтын дүн болон файлын хэмжээг авсны дараа та одоо zip файлыг байршилд байршуулах боломжтой боллоо. Та энэ URL -ийг 'url' талбарт оруулах хэрэгтэй болно. Хэрэв нэр эсвэл дээрх дэлгэрэнгүй мэдээлэл буруу байвал таны тусгай самбарыг суулгах боломжгүй болно.

Та мөн package_boardname_index.json файлаа интернэтэд нээлттэй байршилд байршуулахаа мартуузай. GitHub бол сайн сонголт юм.

Robo HAT MM1 захиалгат самбарын файлыг эндээс олж болно.

Алхам 9: Эцсийн алхам - Захиалгат самбараа суулгаарай

Бүгд сайн байна, та одоо JSON файлаа Arduino IDE -д оруулж, өөрийн тохируулсан самбарыг суулгах боломжтой байх ёстой.

JSON файлыг оруулах нь амархан! Arduino IDE дээр "Файл"> "Тохиргоо" руу ороод Preferences цэсийн доод хэсэгт байрлах "Нэмэлт самбар менежерийн URL -ууд" хэсэгт package_boardname_index.json хаягийнхаа байршлыг (URL) хуулж оруулна уу.

(Зургийг үзнэ үү)

Дараа нь OK дарна уу.

Хэрэв та мартсан бол шинэ самбар суулгахын тулд дээрх зааврыг дагана уу. Энэ удаад захиалгат самбараа хайхаа мартуузай!

(Зургийг үзнэ үү)

Шинэ самбар суурилуулах талаар илүү дэлгэрэнгүй мэдээлэл авахыг хүсвэл: Adafruit -д Feature M0 хавтанг хэрхэн суулгах талаар тайлбарласан маш сайн заавар байдаг.

Алхам 10: Дүгнэлт

Arduino -ийн захиалгат хавтанг бүтээх нь хөгжилтэй байсан. Надад ирээдүйд туршиж үзэх олон зүйл байсаар байна (нэмэлт цуваа портуудыг нэмж оруулаарай) гэхдээ энэ нь суралцах гайхалтай туршлага болсон!

Олон түмний нийлүүлэлтийн кампанит ажлыг заавал үзээрэй. Энэ нь 2019 оны 6 -р сарын 11 -нд дуусна.

www.crowdsupply.com/robotics-masters/robo-…

Энэ нь танд тусалсан гэж найдаж байна, эсвэл та хамтдаа уншихад хөгжилтэй байсан!

Баярлалаа!