Kaj je platforma Arduino in čemu je namenjena?

Kaj je Arduino?

Arduino je že pripravljena strojna in programska platforma, katere glavni komponenti sta majhna V/I nadzorna plošča in razvojno okolje, ki temelji na obdelavi/ožičenju.

Prvi prototip krmilnika je bil izdan leta 2005, ko ga je Massimo Banzi oblikoval za študente na Inštitutu za interakcijsko oblikovanje v Ivrei v Italiji. Ime naprave izhaja iz imena kralja Arduina, ki je v začetku 11. stoletja Italiji vladal le dve leti, po njem pa se imenuje tudi pivnica »di Re Arduino« v lasti Massima Banzija, ki se nahaja natanko tam , po legendi je rojen kralj Arduin.

Cilj Arduina je ustvariti dostopno okolje za razvijalce programske opreme, ki jim bo omogočilo vstop v svet programiranja mikrokrmilnikov. Programiranje krmilnikov tega podjetja poteka v preprostem in intuitivnem programskem okolju — Arduino IDE. To okolje je primerno tako za začetnike kot za izkušene uporabnike.Uporabljen je programski jezik C++, ki je dopolnjen s številnimi knjižnicami, kar olajša delo z napravo.

Arduino je naredil pravo revolucijo na področju elektronskega oblikovanja v mednarodnem merilu. Tako sheme kot izvorne kode so na voljo brezplačno, zato je Arduino pridobil tako veliko popularnost. Že pripravljeno ploščo lahko kupite za samo nekaj dolarjev ali pa jo sestavite sami.

Plošča Arduino ima lasten procesor in pomnilnik, opremljena je s številnimi vhodi in izhodi, na katere lahko priključimo različne senzorje ter aktuatorje in mehanizme. Trenutno je na voljo več kot 20 večjih modifikacij plošče Arduino.

Mikrokontrolerji platforme Arduino

Posebnost Arduina je v tem, da za delo z njim ni treba biti programer, za izdelavo enostavnega projekta ne potrebujete posebnega znanja o delovanju mikrokontrolerja. Standardne knjižnice Arduino odpirajo veliko ustvarjalnosti v smislu avtomatizacije česar koli.

Programiranje pri nas poteka prek posebnega programskega okolja (IDE), ki ga lahko brezplačno prenesete s spletne strani Arduino. Ta prijazna lupina, napisana v Javi, deluje v sistemih Windows, Mac OS X in Linux ter vsebuje urejevalnik besedil, vodjo projekta, prevajalnik predprocesorja in orodja za nalaganje programa neposredno v mikrokrmilnik.

Mikrokontrolerji, ki se uporabljajo v Arduinu, že imajo zagonski nalagalnik, zato programator ni potreben, samo povežite ploščo z računalnikom preko USB-ja ali prek adapterja UART-USB in naložite program.

Plošča ima tudi možnost flashanja zagonskega nalagalnika v mikrokontrolerju s pomočjo programatorja, Arduino IDE ima vgrajeno podporo za najbolj priljubljene nizkocenovne programerje, na voljo je pin konektor za programiranje v vezju (ICSP za AVR, JTAG za ARM).

Večina naprav Arduino uporablja mikrokontrolerje Atmel AVR ATmega328, ATmega168, ATmega2560, ATmega32U4, ATTiny85 z taktno frekvenco 16 ali 8 MHz. Obstajajo tudi plošče, ki temeljijo na ARM Cortex M.

Arduino vrata

Plošča Arduino UNO R3

Vrata I/O se uporabljajo za priključitev kakršnih koli elektronskih komponent (LED, motorjev, senzorjev itd.) na krmilno ploščo. Imenujejo se tudi zatiči. To so digitalni, analogni ali digitalno-analogni vmesniki, ki imajo svojo funkcijo.

Kot že ime pove, imamo digitalni signal na digitalnih zatičih. Ustvarijo lahko samo dve vrednosti: logično ničlo (0, LOW) in logično enoto (1, HIGH).

Analogni — podobni digitalnim, s to razliko, da je njihov glavni namen povezovanje analognih senzorjev.

Za uporabo (prenos signala) skozi ta vrata jih moramo inicializirati v našem programu s funkcijo pinMode (<številka pina>, <način: INPUT / OUTPUT>), kjer je številka pina številka priključka, navedena na plošči. Arduino … INPUT je potreben za branje podatkov, OUTPUT za prenos. V primeru, da uporabimo take zatiče, ne da bi predhodno navedli pinMode, so lahko dobljene vrednosti napačne.

Digitalno-analogna vrata (ali PWM — V/I s širinsko impulzno modulacijo) — bolj inteligenten vmesnik. Vedno so pripravljeni za sprejem / prenos podatkov in ne zahtevajo predhodne inicializacije.Njihova glavna prednost je možnost prenosa vrednosti v območju od 0 do 255, kar omogoča veliko več
motijo ​​​​natančno delovanje povezanih elementov. Ta vrata so na plošči (in v dokumentaciji) označena kot PWM ali z «~» (tilda).

Digitalni in analogni zatiči — preklopna (povezovalna) vrata. PWM — krmilna vrata. Če je treba spremeniti parametre delovanja radijskega elementa, ga je treba povezati s PWM. Če je dovolj, da samo vklopite / izklopite element vezja, lahko uporabite katera koli vrata na Arduinu.

Drugo in zadnje pomembno merilo za vrata plošče Arduino je njihova fizična sestava. Ne pozabite, da ima vsak pin: 5V izhod. Lahko daje največji tok 0,02 A

To so majhna merila, ki jih je pomembno upoštevati, da prihranite veliko časa.

Programiranje

Za obvladovanje programske osnove za Arduino začetnik potrebuje le nekaj ur, saj je v omrežju že ogromno video vadnic, tematskih publikacij, opomb in člankov o razvoju Arduino. Osnova je C++, ki ga dopolnjujejo preproste I/O nadzorne funkcije na plošči, zahtevnejši uporabniki pa bodo lahko delali tudi v Visual Studiu, vsaj v Eclipsu ali celo prek ukazne vrstice.

Zunanji diski in razširitvene kartice

Pravzaprav Arduino ponuja ogromne možnosti za ustvarjanje vseh vrst naprav, lahko povežete senzorje, ključavnice, motorje, zaslone, usmerjevalnike in celo grelnike vode. Izdelek lahko razširite z dodatnimi ploščami — ščiti, na primer za delo z GPS, za povezavo prek lokalnega omrežja ali interneta, za bluetooth, Wi-Fi itd. Arduino je še posebej priljubljen v robotiki.

Priročno je, da za priključitev podaljškov ne potrebujete spajkalnika, uporabljajo se preproste povezave z zatiči, kar olajša oblikovanje postavitev, naredite jih tako zapletene, kot želite, na splošno je prostor za ustvarjalnost neskončen.

Razširitvene kartice (ščiti) se zdaj prodajajo za veliko različnih funkcij, jih je mogoče povezati kot sendvič, zahvaljujoč priročni lokaciji priključkov. To so lahko brezžične komunikacijske kartice, nadzorne kartice koračni motorin vse druge krmilnike z različnimi nameni.

Zakaj je uporaba Arduina tako priljubljena

Platformo Arduino so široko prepoznali razvijalci novih elektronskih naprav, učitelji in študenti strojništva, pa tudi študenti iz okolij tehnične ustvarjalnosti.

Uporaba Arduina poenostavi proces dela z mikrokontrolerji. Po tehnični opremljenosti je idealen za izobraževalni proces oblikovanja različnih mehatronski sistemi in roboti, zahvaljujoč razumljivemu programskemu okolju in zmožnosti spremljanja fizičnih procesov v realnem času, pa tudi zahvaljujoč razumljivemu programskemu okolju in vrsti drugih prednosti.

Lahko se uporablja kot učno in raziskovalno orodje v digitalni obdelavi signalov, elektroniki, vezjih, robotiki, avtomatizaciji itd. Zmogljivejše plošče Arduino so uporabne za reševanje kompleksnih tehničnih problemov, povezanih z razvojem velikih projektov in njihovo kompleksno avtomatizacijo.

Arduino je najbolj priljubljen trend, ki naredi mikrokontrolerje dostopne za razumevanje in uporabo velikemu številu ljudi, tudi strokovnjakom iz industrije.S pomočjo te priljubljene platforme lahko naredite veliko število zanimivih in uporabnih projektov.

Lahko rečemo, da je Arduino univerzalni razširljivi programabilni krmilnik-konstruktor, ki lahko postane nepogrešljiv pomočnik pri reševanju kakršnih koli ustvarjalnih nalog, povezanih z elektroniko katerega koli namena, tudi budilka, celo zapleten robot, celo koračni motor - vse to in ne samo, da lahko nadzoruje v skladu z želenim algoritmom z uporabo Arduina.

Za delo z Arduino je na voljo ogromno število vseh vrst perifernih naprav: gumbi, senzorji, LED, LCD indikatorji in drugi organi za interakcijo z zunanjim svetom.

Na internetu je zdaj na voljo na stotine programov Arduino, ki lahko pomagajo tako začetnikom kot naprednim uporabnikom pri realizaciji njihovih projektov.