Ce este platforma Arduino și pentru ce este?

Ce este Arduino?

Arduino este o platformă hardware și software disponibilă, ale cărei componente principale sunt o placă de control I/O mică și un mediu de dezvoltare bazat pe procesare/cablare.

Primul prototip al controlerului a fost lansat în 2005, când Massimo Banzi l-a proiectat pentru studenții de la Institutul de Interacțiune Design din Ivrea, Italia. Numele aparatului provine de la numele regelui Arduino, care a condus Italia doar doi ani la începutul secolului al XI-lea, după care se poartă și berăria „di Re Arduino”, deținută de Massimo Banzi, și se află exact acolo. , conform legendei, se naște Regele Arduin.

Scopul Arduino este de a crea un mediu accesibil pentru dezvoltatorii de software, care să le permită să intre în lumea programării microcontrolerelor. Programarea controlerelor acestei companii se face într-un mediu de programare simplu și intuitiv - Arduino IDE. Acest mediu este convenabil atât pentru începători, cât și pentru utilizatorii experimentați.Se folosește limbajul de programare C++, care este completat cu multe biblioteci, ceea ce facilitează lucrul cu dispozitivul.

Arduino a făcut o adevărată revoluție în domeniul designului electronic la scară internațională. Atât schemele, cât și codurile sursă sunt disponibile gratuit, motiv pentru care Arduino a câștigat atât de multă popularitate. O placă gata făcută poate fi achiziționată pentru doar câțiva dolari sau o puteți asambla singur.

Placa Arduino are propriul procesor și memorie, este dotată cu multe intrări și ieșiri la care pot fi conectați diverși senzori, precum și actuatoare și mecanisme. În prezent, sunt disponibile peste 20 de moduri majore de plăci Arduino.

Microcontrolere cu platformă Arduino

Particularitatea Arduino este că nu trebuie să fii programator pentru a lucra cu el, nu ai nevoie de cunoștințe speciale despre cum funcționează un microcontroler pentru a construi un proiect simplu. Bibliotecile standard Arduino deschid multă creativitate în ceea ce privește automatizarea oricăror.

Programarea aici se face printr-un mediu software special (IDE), care poate fi descărcat gratuit de pe site-ul Arduino. Scris în Java, acest shell prietenos rulează pe Windows, Mac OS X și Linux și conține un editor de text, manager de proiect, compilator de preprocesor și instrumente pentru încărcarea programului direct în microcontroler.

Microcontrolerele folosite în Arduino au deja un bootloader, deci nu este nevoie de un programator, doar conectați placa la un computer prin USB sau printr-un adaptor UART-USB și descărcați programul.

Placa are, de asemenea, capacitatea de a flash bootloader-ul în microcontroler folosind un programator, Arduino IDE are suport încorporat pentru cei mai populari programatori low-cost, există un conector pin pentru programarea în circuit (ICSP pentru AVR, JTAG pentru ARM).

Majoritatea dispozitivelor Arduino folosesc microcontrolere Atmel AVR ATmega328, ATmega168, ATmega2560, ATmega32U4, ATTiny85 cu o frecvență de ceas de 16 sau 8 MHz. Există, de asemenea, plăci bazate pe ARM Cortex M.

porturi Arduino

Placa Arduino UNO R3

Porturile I/O sunt folosite pentru a conecta orice componente electronice (LED-uri, motoare, senzori etc.) la placa de control. Se mai numesc si ace. Acestea sunt interfețe digitale, analogice sau digital-analogice care au propria lor funcție.

După cum sugerează și numele, avem un semnal digital pe pinii digitali. Ele pot produce doar două valori: un zero logic (0, LOW) și una logică (1, HIGH).

Analogic - similar cu digitalul, cu diferența că scopul lor principal este conectarea senzorilor analogici.

Pentru a folosi (trece un semnal) prin aceste porturi, trebuie să le inițializam în programul nostru utilizând funcția pinMode (<număr pin>, <mod: INTRARE / IEȘIRE>), unde numărul pin este numărul conectorului specificat pe placă. Arduino... INPUT este necesar pentru a citi date, OUTPUT pentru a transmite. În cazul în care folosim astfel de pini fără a specifica pinMode în prealabil, valorile obținute pot fi greșite.

Porturi digitale-analogice (sau PWM - I / O cu modulație pe lățimea impulsurilor) - o interfață mai inteligentă. Sunt întotdeauna gata să primească/transmite date și nu necesită inițializare prealabilă.Principalul lor avantaj este capacitatea de a transfera valori în intervalul de la 0 la 255, ceea ce permite mult mai mult
interferează precis cu funcționarea elementelor conectate. Aceste porturi sunt indicate pe placă (și în documentație) ca PWM sau cu «~» (tilde).

Pini digitali și analogici — porturi de comutare (conectare). PWM - porturi de control. Dacă este necesară modificarea parametrilor de funcționare ai elementului radio, acesta trebuie conectat la PWM. Dacă este suficient să porniți / opriți doar un element de circuit, puteți utiliza orice port de pe Arduino.

Un alt și ultim criteriu important pentru porturile plăcii Arduino este compoziția lor fizică. Amintiți-vă că fiecare pin: are o ieșire de 5V. Poate da un curent maxim de 0,02A

Acestea sunt mici criterii de care este important să țineți cont pentru a economisi mult timp.

Programare

Pentru a stăpâni baza de programare pentru Arduino, un începător are nevoie de doar câteva ore, deoarece rețeaua are deja un număr imens de tutoriale video, publicații tematice, note și articole despre dezvoltarea Arduino. Baza este C++, completată de funcții simple de control I/O pe placă, iar utilizatorii mai pretențioși vor putea lucra chiar și în Visual Studio, cel puțin în Eclipse, sau chiar prin linia de comandă.

Unități externe și carduri de expansiune

De fapt, Arduino oferă posibilități uriașe de a crea tot felul de dispozitive, poți conecta senzori, încuietori, motoare, afișaje, routere și chiar ibricătoare. Puteți extinde produsul cu plăci suplimentare — scuturi, de exemplu, pentru lucrul cu GPS, pentru conectarea printr-o rețea locală sau la Internet, pentru bluetooth, Wi-Fi etc. Arduino este deosebit de popular în robotică.

În mod convenabil, nu aveți nevoie de un fier de lipit pentru a conecta extensii, se folosesc conexiuni simple cu pini, ceea ce ușurează proiectarea machetelor, le face cât de complicate doriți, în general, spațiul pentru creativitate este nesfârșit.

Cardurile de expansiune (scuturi) sunt acum vândute pentru multe funcții diferite, ele pot fi conectate ca un sandwich, datorită locației convenabile a conectorilor. Acestea pot fi carduri de comunicații fără fir, carduri de control motor pas cu pas, și orice alți controlori cu scopuri diferite.

De ce folosirea Arduino este atât de populară

Platforma Arduino a fost recunoscută pe scară largă de către dezvoltatorii de noi dispozitive electronice, profesori și studenți la inginerie, precum și studenți din mediul creativității tehnice.

Utilizarea Arduino simplifică procesul de lucru cu microcontrolere. În ceea ce privește echipamentul tehnic, este ideal pentru procesul educațional de proiectare a diverselor sisteme mecatronice și roboți, datorită unui mediu de programare ușor de înțeles și capacității de a monitoriza procesele fizice în timp real, precum și datorită unui mediu de programare ușor de înțeles și o serie de alte avantaje.

Poate fi folosit ca instrument de predare și cercetare în procesarea semnalului digital, electronică, circuite, robotică, automatizare etc. Plăcile Arduino mai puternice sunt aplicabile pentru rezolvarea problemelor tehnice complexe legate de dezvoltarea proiectelor mari și automatizarea complexă a acestora.

Arduino este cea mai populară tendință care face ca microcontrolerele să fie accesibile unui număr mare de oameni pentru a le înțelege și utiliza, chiar și experților din industrie.Cu ajutorul acestei platforme populare, puteți realiza un număr mare de proiecte interesante și utile.

Putem spune că Arduino este un controller-constructor programabil extensibil universal, care poate deveni un asistent indispensabil în rezolvarea oricăror sarcini creative legate de electronică de orice scop, chiar și un ceas cu alarmă, chiar un robot complex, chiar și un motor pas cu pas - toate acestea și nu numai, poate controla în funcție de algoritmul dorit folosind Arduino.

Un număr mare de tot felul de dispozitive periferice: butoane, senzori, LED-uri, indicatoare LCD și alte organe pentru interacțiunea cu lumea exterioară sunt disponibile pentru a lucra cu Arduino.

Sute de programe Arduino sunt acum disponibile pe internet care pot ajuta atât utilizatorii începători, cât și utilizatorii avansați să-și realizeze proiectele.