Kas yra Arduino platforma ir kam ji skirta?

Kas yra Arduino?

„Arduino“ yra paruošta aparatinės ir programinės įrangos platforma, kurios pagrindiniai komponentai yra maža įvesties / išvesties valdymo plokštė ir apdorojimo / laidų kūrimo aplinka.

Pirmasis valdiklio prototipas buvo išleistas 2005 m., kai Massimo Banzi sukūrė jį studentams Sąveikos dizaino institute Ivrea (Italija). Prietaiso pavadinimas kilęs iš XI amžiaus pradžioje Italiją tik dvejus metus valdžiusio karaliaus Arduino vardo, kurio vardu pavadintas ir Massimo Banzi priklausantis alaus baras „di Re Arduino“, kuris yra būtent ten, kur , pasak legendos, gimė karalius Arduinas.

„Arduino“ tikslas – sukurti programinės įrangos kūrėjams prieinamą aplinką, leidžiančią jiems patekti į mikrovaldiklių programavimo pasaulį. Šios įmonės valdiklių programavimas atliekamas paprastoje ir intuityvioje programavimo aplinkoje – Arduino IDE. Ši aplinka patogi tiek pradedantiesiems, tiek patyrusiems vartotojams.Naudojama C ++ programavimo kalba, kuri papildyta daugybe bibliotekų, todėl dirbti su įrenginiu lengviau.

Arduino padarė tikrą revoliuciją elektroninio dizaino srityje tarptautiniu mastu. Tiek schemos, tiek šaltinio kodai yra prieinami nemokamai, todėl „Arduino“ sulaukė tokio didelio populiarumo. Paruoštą lentą galima įsigyti tik už kelis dolerius arba galite ją surinkti patys.

Arduino plokštė turi savo procesorių ir atmintį, joje yra daug įėjimų ir išėjimų, prie kurių galima prijungti įvairius jutiklius, taip pat pavaras ir mechanizmus. Šiuo metu yra daugiau nei 20 pagrindinių „Arduino“ plokštės modifikacijų.

Arduino platformos mikrovaldikliai

Arduino ypatumas yra tas, kad norint su juo dirbti nereikia būti programuotoju, nereikia specialių žinių, kaip veikia mikrovaldiklis, norint sukurti paprastą projektą. Standartinės „Arduino“ bibliotekos atveria daug kūrybiškumo automatizuojant bet ką.

Programavimas čia atliekamas per specialią programinės įrangos aplinką (IDE), kurią galima nemokamai atsisiųsti iš Arduino svetainės. Šis draugiškas apvalkalas, parašytas „Java“, veikia „Windows“, „Mac OS X“ ir „Linux“ sistemose, jame yra teksto rengyklė, projektų vadybininkas, išankstinio procesoriaus kompiliatorius ir įrankiai, skirti programai įkelti tiesiai į mikrovaldiklį.

Arduino naudojami mikrovaldikliai jau turi įkrovos tvarkyklę, todėl programuotojo nereikia, tiesiog per USB arba per UART-USB adapterį prijunkite plokštę prie kompiuterio ir atsisiųskite programą.

Plokštė taip pat turi galimybę paleisti įkrovos įkroviklį mikrovaldiklyje naudojant programuotoją, Arduino IDE turi įmontuotą palaikymą populiariausiems pigiems programuotojams, yra kontaktinė jungtis programavimui grandinėje (ICSP AVR, JTAG ARM).

Dauguma Arduino įrenginių naudoja Atmel AVR ATmega328, ATmega168, ATmega2560, ATmega32U4, ATTiny85 mikrovaldiklius, kurių taktinis dažnis yra 16 arba 8 MHz. Taip pat yra ARM Cortex M plokščių.

Arduino prievadai

Arduino UNO R3 plokštė

Įvesties / išvesties prievadai naudojami bet kokiems elektroniniams komponentams (LED, varikliams, jutikliams ir kt.) prijungti prie valdiklio plokštės. Jie taip pat vadinami kaiščiais. Tai yra skaitmeninės, analoginės arba skaitmeninės-analoginės sąsajos, kurios turi savo funkciją.

Kaip rodo pavadinimas, skaitmeniniuose kaiščiuose turime skaitmeninį signalą. Jie gali sukurti tik dvi reikšmes: loginį nulį (0, LOW) ir loginį vienetą (1, HIGH).

Analoginis - panašus į skaitmeninį, tačiau pagrindinis jų tikslas yra prijungti analoginius jutiklius.

Norėdami naudoti (perduoti signalą) per šiuos prievadus, turime juos inicijuoti savo programoje naudodami funkciją pinMode (<pin number>, <mode: INPUT / OUTPUT>), kur PIN numeris yra plokštėje nurodytas jungties numeris. Arduino … INPUT reikalingas duomenims nuskaityti, OUTPUT perduoti. Jei naudosime tokius kaiščius iš anksto nenurodydami pinMode, gautos reikšmės gali būti klaidingos.

Skaitmeniniai analoginiai prievadai (arba PWM - I / O su impulsų pločio moduliacija) - protingesnė sąsaja. Jie visada pasirengę priimti / perduoti duomenis ir nereikalauja išankstinio inicijavimo.Pagrindinis jų pranašumas yra galimybė perkelti reikšmes nuo 0 iki 255, o tai leidžia daug daugiau
trukdo tiksliai sujungtų elementų veikimui. Šie prievadai plokštėje (ir dokumentacijoje) nurodyti kaip PWM arba su «~» (tilde).

Skaitmeniniai ir analoginiai kontaktai - perjungimo (jungiamieji) prievadai. PWM – valdymo prievadai. Jei reikia pakeisti radijo elemento veikimo parametrus, jis turi būti prijungtas prie PWM. Jei pakanka tik įjungti / išjungti grandinės elementą, galite naudoti bet kurį „Arduino“ prievadą.

Kitas ir paskutinis svarbus Arduino plokštės prievadų kriterijus yra jų fizinė sudėtis. Atminkite, kad kiekvienas kaištis: turi 5 V išvestį. Jis gali suteikti maksimalią 0,02 A srovę

Tai nedideli kriterijai, kuriuos svarbu nepamiršti, norint sutaupyti daug laiko.

Programavimas

Norėdami įvaldyti Arduino programavimo bazę, pradedantiesiems reikia tik kelių valandų, nes tinkle jau yra daugybė vaizdo įrašų vadovėlių, teminių leidinių, pastabų ir straipsnių apie Arduino kūrimą. Pagrindas yra C ++, papildytas paprastomis I / O valdymo funkcijomis plokštėje, o reiklesni vartotojai galės dirbti net Visual Studio, bent jau Eclipse, ar net per komandinę eilutę.

Išoriniai diskai ir išplėtimo kortelės

Tiesą sakant, „Arduino“ suteikia didžiules galimybes kurti įvairius įrenginius, galite prijungti jutiklius, spynas, variklius, ekranus, maršrutizatorius ir net virdulius. Galite išplėsti gaminį papildomomis plokštėmis - skydais, pavyzdžiui, darbui su GPS, prisijungimui per vietinį tinklą ar internetą, "Bluetooth", "Wi-Fi" ir kt. Arduino ypač populiarus robotikoje.

Patogiai jungti prailginimui nereikia lituoklio, naudojamos paprastos kaištinės jungtys, dėl kurių galima nesunkiai projektuoti maketus, juos sukomplikuoti kaip tik norisi, apskritai kūrybiškumo galimybės beribės.

Dabar parduodamos daug skirtingų funkcijų išplėtimo plokštės (skydai), kurias galima sujungti kaip sumuštinį, dėl patogios jungčių vietos. Tai gali būti belaidžio ryšio kortelės, valdymo kortelės žingsninis variklisir bet kokius kitus valdiklius, turinčius skirtingą paskirtį.

Kodėl Arduino naudojimas yra toks populiarus

Arduino platforma buvo plačiai pripažinta naujų elektroninių prietaisų kūrėjų, dėstytojų ir inžinerijos studentų, taip pat studentų iš techninės kūrybos.

Naudojant Arduino supaprastinamas darbo su mikrovaldikliais procesas. Kalbant apie techninę įrangą, jis idealiai tinka edukaciniam įvairių projektavimo procesui mechatroninės sistemos ir robotai, dėl suprantamos programavimo aplinkos ir galimybės stebėti fizinius procesus realiu laiku, taip pat dėl ​​suprantamos programavimo aplinkos ir daugybės kitų privalumų.

Jis gali būti naudojamas kaip mokymo ir tyrimų priemonė skaitmeninių signalų apdorojimo, elektronikos, grandinių, robotikos, automatikos ir kt. Galingesnės Arduino plokštės pritaikytos sprendžiant sudėtingas technines problemas, susijusias su didelių projektų plėtra ir jų kompleksiniu automatizavimu.

„Arduino“ yra populiariausia tendencija, kuri leidžia mikrovaldiklius suprasti ir naudoti daugeliui žmonių, net pramonės ekspertams. Šios populiarios platformos pagalba galite sukurti daugybę įdomių ir naudingų projektų.

Galima sakyti, kad Arduino yra universalus išplečiamas programuojamas valdiklis-konstruktorius, kuris gali tapti nepakeičiamu asistentu sprendžiant bet kokias kūrybines užduotis, susijusias su bet kokios paskirties elektronika, net žadintuvu, net sudėtingu robotu, net žingsniniu varikliu – visa tai, ir ne tik, jis gali valdyti pagal norimą algoritmą naudojant Arduino.

Su „Arduino“ galima dirbti su daugybe įvairių išorinių įrenginių: mygtukų, jutiklių, šviesos diodų, LCD indikatorių ir kitų sąveikos su išoriniu pasauliu organų.

Dabar internete galima rasti šimtus Arduino programų, kurios gali padėti tiek pradedantiesiems, tiek pažengusiems vartotojams įgyvendinti savo projektus.