Arduino — это аппаратно-программный комплекс для создания электронных устройств своими руками, от маленького робота до системы «Умный дом».
Свою популярность Arduino завоевала благодаря простоте и дружелюбности. Потому что для воплощения собственного электронного девайса в жизнь, не надо читать тонну учебников по физике, изучать языки программирования. Всего за пару часов свободного времени, вы сможете создать домашнюю метеостанцию, робота, управляемого со смартфона, автополив растений и другие крутые проекты.
Из чего состоит Arduino?
Arduino состоит из аппаратной и программной части. Т.е. сначала вы собираете устройство с «электронным мозгом» на основе платы Arduino, а потом программируете полученный модуль под свои задачи.
Аппаратная часть Arduino
Железо Ардуино – это печатная плата с центральным микроконтроллером и вспомогательными компонентами на борту.
Чтобы объяснить, как работает контроллер Arduino, сопоставим его с человеческим мозгом.
Мозг человека:
- принимает данные сенсоров (рецепторов) и получает картинку, звук, запах, вкус и т.д.;
- анализирует входные данные;
- принимает решение – передает команды на исполняющие устройства и человек говорит, смеется, бежит и др.
Электронный мозг Arduino, работает аналогично:
- принимает данные сенсоров – считывает освещение, вредные газы, влажность воздуха и т.д.;
- анализирует входные данные;
- принимает решение – передает команды на исполняющие устройства и включается свет, заводится мотор, выводится информация на дисплей и т.д.
Плата Arduino – это всего лишь мозг устройства. Для полноценной работы нужны датчики и исполняющие устройства. Их подключают к плате Arduino через специально отведенные контакты ввода-вывода.
В экосистеме Arduino существует большое множество плат, подробнее про их виды и свойства, читайте на странице из библиотеки знаний.
Программная часть Arduino
Передать плате Arduino конкретно вашу задумку, то есть запрограммировать электронный мозг, поможет одноименная среда – Arduino IDE.
Сначала пишете весь алгоритм работы устройства на языке C++. Далее компилируете код на наличие ошибок и загружаете код в плату.
И вуаля! Проект мечты готов.
Для новичков мы собрали пару плат Arduino со всеми комплектующими модулями в наборе Кибер Кодер. Он поможет пройти путь от любителя до настоящего разработчика.
Немного истории о микропроцессоре
Arduino начинает свою историю в 2005 году в Италии в тихом городке Ивреа, где доцент местного института Массимо Банци сталкивается с проблемой обучения студентов на платформе BASIC Stamp. Она имела слабую вычислительную мощность, но стоила на тот момент более 100 долларов. С учетом инфляции на 2021 год это примерно 230 долларов.
Массимо решает разработать свою версию платформы и собирает команду для разработки.
Первый состав команды Arduino, на фото слева направо:
- Дэвид Куар-тилльз (DavidCuartielles);
- Джанлука Мартино (GianlukaMartino);
- Том Иго (Tom Igoe);
- Дэвид Мелис(David ellis);
- Массимо Банци(Massimo Banzi).
Главные критерии разработки были: простота в программировании и доступность платы студенту. Массимо говорил, что плата должна стоить примерно, как обед в пиццерии – около 30 долларов. В итоге на свет появляются различные модификации плат собственного производства под именем Arduino. Платы программировались на языке Wiring, или упрощенном C++.
Осенью в 2011 появилась та самая Arduino Uno R3, которая до сих пор является базовой и флагманской платформой из всего семейства Arduino. С каждым годом линейка плат Arduino всё совершенствуется и пополняется. Платы Arduino отличаются по ядру процессора, форм-фактору, количеству пинов ввода-вывода и другим параметрам.
Кстати, название платформы появилось в честь бара «Bar Di Re Arduino», который принадлежит семьи Массимо.
В чём фишка?
Так в чём же популярность и отличия платформы Arduino от других контроллеров? Ведь та же флагманская Arduino Uno выполнена на микроконтроллере ATmega328, который выпускается уже несколько десятилетий.
На самом деле платы Arduino выполнены на самых обыкновенных микроконтроллерах, которые используются для разработки настоящих электронных проектов. Но есть несколько отличий:
- В микроконтроллер на Arduino зашивается специальный загрузчик «Bootloader», который позволяет прошивать платформу по USB без использования дорогостоящих программаторов.
- Плата программируется на облегченном языке программирования C++ — Wiring, который предлагает доступные и понятные функции для работы с контроллером.
Но за всё надо платить, в случае с Arduino мы жертвуем быстродействием системы. Хотя для большинства проектов разница будет незаметна. А если всё-таки захотите дать “закись азота” вашей Arduino, просто используйте вместо языка Wiring, функции и методы оригинального С++.
В итоге – Arduino становится отличным стартом в мир микроконтроллеров, где можно на первых порах почувствовать себя разработчиком. Со временем и при желании более детально можно «копать» Datasheets и Reference Manuals.
Где используется Arduino?
Платформа подойдет как начинающему любителю, так и опытному электронщику. Именно поэтому Arduino завоевала все уголки электронного мира.
В современном мире Arduino используется в качестве основного средства обучения электронике, схемотехнике, робототехнике и автоматике. Наглядные примеры не дают заскучать школьникам и студентам, тем самым вызывая интерес к обучению и развитию.
Arduino используется и в промышленных областях: ЧПУ-станки, 3D-принтеры, а также в медицинской и строительной отраслях. На базе Arduino создан целый ряд промышленных контроллеров, которые с успехом используются в различных сферах деятельности.
Приведем несколько базовых примеров использования платформы Arduino:
- система «Умный дом»;
- робототехника;
- автоматические вентиляторы;
- светофоры;
- охранные системы;
- мини метеостанции;
- мульти-тестеры;
- квадрокоптеры.
Выводы
Arduino — это сердце электронного конструктора, в котором нет конечного результата при разнообразии того, что можно собрать. Всё ограничено лишь вашей фантазией. Это новый мир, убойное хобби и отличный подарок.
Ресурсы:
Оставьте свой отзыв