Mikä Arduino-alusta on ja mihin se on tarkoitettu?

Mikä on Arduino?

Arduino on valmis laitteisto- ja ohjelmistoalusta, jonka pääkomponentit ovat pieni I/O-ohjauskortti ja Processing/Wiring-pohjainen kehitysympäristö.

Ensimmäinen ohjaimen prototyyppi julkaistiin vuonna 2005, kun Massimo Banzi suunnitteli sen opiskelijoille Institute of Interaction Designissa Ivreassa, Italiassa. Laitteen nimi tulee Italiaa vain kaksi vuotta 1000-luvun alussa hallinneen kuningas Arduinon nimestä, jonka mukaan Massimo Banzin omistama olutbaari "di Re Arduino" on myös nimetty ja sijaitsee juuri siellä, missä Legendan mukaan kuningas Arduin on syntynyt.

Arduinon tavoitteena on luoda helppokäyttöinen ympäristö ohjelmistokehittäjille, jotta he voivat päästä mikrokontrolleriohjelmoinnin maailmaan. Tämän yrityksen ohjaimien ohjelmointi tapahtuu yksinkertaisessa ja intuitiivisessa ohjelmointiympäristössä – Arduino IDE. Tämä ympäristö on kätevä sekä aloittelijoille että kokeneille käyttäjille.Käytössä on C ++ -ohjelmointikieltä, jota on täydennetty useilla kirjastoilla, mikä helpottaa laitteen käyttöä.

Arduino on tehnyt todellisen vallankumouksen elektronisen suunnittelun alalla kansainvälisessä mittakaavassa. Sekä kaaviot että lähdekoodit ovat saatavilla ilmaiseksi, minkä vuoksi Arduino on saavuttanut niin paljon suosiota. Valmiin levyn voi ostaa vain muutamalla dollarilla tai voit koota sen itse.

Arduino-kortilla on oma prosessori ja muisti, se on varustettu useilla tuloilla ja lähdöillä, joihin voidaan liittää erilaisia ​​antureita sekä toimilaitteita ja mekanismeja. Tällä hetkellä saatavilla on yli 20 suurta Arduino-levymodia.

Arduino alustan mikro-ohjaimet

Arduinon erikoisuus on, että sinun ei tarvitse olla ohjelmoija työskennelläksesi sen kanssa, et tarvitse erityistä tietoa mikro-ohjaimen toiminnasta yksinkertaisen projektin rakentamiseen. Arduinon vakiokirjastot tarjoavat paljon luovuutta kaiken automatisoinnissa.

Ohjelmointi täällä tapahtuu erityisen ohjelmistoympäristön (IDE) kautta, jonka voi ladata ilmaiseksi Arduinon verkkosivuilta. Tämä Java-kielellä kirjoitettu ystävällinen kuori toimii Windowsissa, Mac OS X:ssä ja Linuxissa ja sisältää tekstieditorin, projektipäällikön, esiprosessorin kääntäjän ja työkalut ohjelman lataamiseen suoraan mikro-ohjaimeen.

Arduinossa käytetyissä mikrokontrollereissa on jo käynnistyslatain, joten ohjelmoijaa ei tarvita, vaan liitä kortti tietokoneeseen USB:n tai UART-USB-sovittimen kautta ja lataa ohjelma.

Levyllä on myös kyky flash-lataus mikro-ohjaimessa ohjelmoijan avulla, Arduino IDE:ssä on sisäänrakennettu tuki suosituimmille edullisille ohjelmoijille, piirin sisäiseen ohjelmointiin on nastaliitin (ICSP AVR:lle, JTAG ARM:lle).

Useimmat Arduino-laitteet käyttävät Atmel AVR ATmega328, ATmega168, ATmega2560, ATmega32U4, ATTiny85 mikro-ohjaimia kellotaajuudella 16 tai 8 MHz. On myös ARM Cortex M -pohjaisia ​​levyjä.

Arduino portit

Arduino UNO R3 -levy

I/O-portteja käytetään kytkemään kaikki elektroniset komponentit (LEDit, moottorit, anturit jne.) ohjainkorttiin. Niitä kutsutaan myös pinsseiksi. Nämä ovat digitaalisia, analogisia tai digitaalisesta analogiseen liitäntöjä, joilla on oma toimintonsa.

Kuten nimestä voi päätellä, meillä on digitaalinen signaali digitaalisissa nastoissa. Ne voivat tuottaa vain kaksi arvoa: loogisen nollan (0, LOW) ja loogisen ykkösen (1, HIGH).

Analoginen - samanlainen kuin digitaalinen, sillä erolla, että niiden päätarkoitus on kytkeä analogisia antureita.

Käyttääksemme (välittääksesi signaalin) näiden porttien kautta, meidän on alustettava ne ohjelmassamme funktiolla pinMode (<pin number>, <mode: INPUT / OUTPUT>), jossa pin-numero on kortilla määritetty liittimen numero. Arduino … INPUT tarvitaan tietojen lukemiseen, OUTPUT lähettämiseen. Jos käytämme tällaisia ​​nastaja määrittämättä pinModea etukäteen, saadut arvot voivat olla vääriä.

Digitaaliset analogiset portit (tai PWM - I / O pulssinleveysmodulaatiolla) - älykkäämpi käyttöliittymä. Ne ovat aina valmiita vastaanottamaan/lähettämään dataa eivätkä vaadi etukäteen alustusta.Niiden tärkein etu on kyky siirtää arvoja välillä 0 - 255, mikä mahdollistaa paljon enemmän
häiritsee tarkasti liitettyjen elementtien toimintaa. Nämä portit on merkitty kortilla (ja dokumentaatiossa) PWM- tai kirjaimella «~» (tilde).

Digitaaliset ja analogiset nastat — kytkentäportit (liitäntä). PWM — ohjausportit. Jos radioelementin toimintaparametreja on tarpeen muuttaa, se on kytkettävä PWM:ään. Jos riittää vain piirielementin kytkeminen päälle / pois päältä, voit käyttää mitä tahansa Arduinon porttia.

Toinen ja viimeinen tärkeä kriteeri Arduino-levyporteille on niiden fyysinen koostumus. Muista, että jokaisella nastalla: on 5 V lähtö. Se voi antaa maksimivirran 0,02 A

Nämä ovat pieniä kriteerejä, jotka on tärkeää pitää mielessä, jotta säästät paljon aikaa.

Ohjelmointi

Arduinon ohjelmointipohjan hallintaan aloittelija tarvitsee vain muutaman tunnin, koska verkossa on jo valtava määrä video-opetusohjelmia, temaattisia julkaisuja, muistiinpanoja ja artikkeleita Arduinon kehityksestä. Pohja on C ++, jota täydennetään yksinkertaisilla I/O-ohjaustoiminnoilla levyllä, ja vaativammat käyttäjät voivat työskennellä jopa Visual Studiossa, ainakin Eclipsessä tai jopa komentorivin kautta.

Ulkoiset asemat ja laajennuskortit

Itse asiassa Arduino tarjoaa valtavat mahdollisuudet kaikenlaisten laitteiden luomiseen, voit yhdistää antureita, lukkoja, moottoreita, näyttöjä, reitittimiä ja jopa vedenkeittimiä. Voit laajentaa tuotetta lisäkorteilla - suojilla, esimerkiksi GPS-työskentelyyn, yhteyden muodostamiseen paikallisverkon tai Internetin kautta, bluetoothille, Wi-Fi-yhteydelle jne. Arduino on erityisen suosittu robotiikassa.

Kätevästi jatkeiden liittämiseen ei tarvita juotoskolvia, käytetään yksinkertaisia ​​nastaliitäntöjä, joiden avulla on helppo suunnitella asetteluja, tehdä niistä niin monimutkaisia ​​kuin haluat, yleensä luovuuden mahdollisuudet ovat rajattomat.

Laajennuskortteja (suojuksia) myydään nyt moniin eri toimintoihin, ne voidaan liittää sandwichiksi liitinten kätevän sijainnin ansiosta. Nämä voivat olla langattomia viestintäkortteja, ohjauskortteja askelmoottori, ja kaikki muut ohjaimet, joilla on eri tarkoitus.

Miksi Arduinon käyttö on niin suosittua

Arduino-alusta on saanut laajasti tunnustusta uusien elektroniikkalaitteiden kehittäjiltä, ​​opettajilta ja insinööriopiskelijoilta sekä teknisen luovuuden taustalta tulevilta opiskelijoilta.

Arduinon käyttö yksinkertaistaa mikro-ohjainten kanssa työskentelyä. Teknisiltä laitteilta se on ihanteellinen koulutusprosessiin, jossa suunnitellaan erilaisia mekatroniset järjestelmät ja robotit, kiitos ymmärrettävän ohjelmointiympäristön ja mahdollisuuden seurata fyysisiä prosesseja reaaliajassa sekä ymmärrettävän ohjelmointiympäristön ja useiden muiden etujen ansiosta.

Sitä voidaan käyttää opetus- ja tutkimustyökaluna digitaalisessa signaalinkäsittelyssä, elektroniikassa, piireissä, robotiikassa, automaatiossa jne. Tehokkaammat Arduino-levyt soveltuvat suurten projektien kehittämiseen ja niiden monimutkaiseen automaatioon liittyvien monimutkaisten teknisten ongelmien ratkaisemiseen.

Arduino on suosituin trendi, jonka avulla mikro-ohjaimet ovat suuren joukon ihmisten, jopa alan asiantuntijoiden, ulottuvilla.Tämän suositun alustan avulla voit tehdä suuren määrän mielenkiintoisia ja hyödyllisiä projekteja.

Voimme sanoa, että Arduino on universaali laajennettavissa oleva ohjelmoitava ohjain-konstruktori, josta voi tulla välttämätön apu kaikkien luovien elektroniikkaan liittyvien tehtävien ratkaisemisessa mihin tahansa tarkoitukseen, jopa herätyskello, jopa monimutkainen robotti, jopa askelmoottori - kaikki tämä ja ei vain, se voi ohjata halutun algoritmin mukaan Arduinon avulla.

Valtava määrä kaikenlaisia ​​oheislaitteita: painikkeet, sensorit, LEDit, LCD-ilmaisimet ja muut elimet vuorovaikutukseen ulkomaailman kanssa ovat käytettävissä toimimaan Arduinon kanssa.

Internetissä on nyt saatavilla satoja Arduino-ohjelmia, jotka voivat auttaa sekä aloittelijoita että edistyneitä käyttäjiä toteuttamaan projektejaan.