Arduino – це апаратно-програмний комплекс для створення електронних пристроїв своїми руками, від маленького робота до системи «Розумний будинок».
Свою популярність Arduino завоювала завдяки простоті і доброзичливості. Тому що для втілення власного електронного девайса в життя, не треба читати тонну підручників з фізики, вивчати мови програмування. Всього за пару годин вільного часу, ви зможете створити домашню метеостанцію, робота, керованого зі смартфона, автополив рослин та інші круті проекти.
З чого складається Arduino?
Arduino складається з апаратної і програмної частини. Тобто спочатку ви збираєте пристрій з «електронним мозком» на основі плати Arduino, а потім програмуєте отриманий модуль під свої завдання.
Апаратна частина
Залізо Ардуіно – це друкована плата з центральним мікроконтролером і допоміжними компонентами на борту.
Щоб пояснити, як працює контролер Arduino, можна порівняти його з людським мозком.
Мозок людини:
- приймає дані сенсорів (рецепторів) і отримує картинку, звук, запах, смак і т.д .;
- аналізує вхідні дані;
- приймає рішення – передає команди на виконуючі пристрої і людина говорить, сміється, біжить і ін.
Електронний мозок Arduino, працює аналогічно:
- приймає дані сенсорів – зчитує освітлення, шкідливі гази, вологість повітря і т.д .;
- аналізує вхідні дані;
- приймає рішення – передає команди на виконуючі пристрої і вмикається світло, заводиться мотор, виводиться інформація на дисплей і т.д.
Плата Arduino – це всього лише мозок пристрою. Для повноцінної роботи потрібні датчики і виконуючі пристрої. Їх підключають до плати Arduino через спеціально відведені контакти вводу-виводу.
В екосистемі Arduino існує велика безліч плат, докладніше про їх види та властивості, читайте на сторінці з бібліотеки знань.
Програмна частина
Передати платі Arduino конкретно вашу задумку, тобто запрограмувати електронний мозок, допоможе однойменне середовище – Arduino IDE.
Спочатку пишете весь алгоритм роботи пристрою на мові C ++. Далі компілюєте код на наявність помилок і завантажуєте код в плату. І вуаля! Проект мрії готовий.
Для новачків ми зібрали пару плат Arduino з усіма комплектуючими модулями в наборі Кібер Кодер. Він допоможе пройти шлях від аматора до справжнього розробника.
Трохи з історії мікропроцесора
Arduino починає свою історію в 2005 році в Італії в тихому містечку Іврея, де доцент місцевого університету Массімо Банц стикається з проблемою навчання студентів на платформі BASIC Stamp. Вона мала слабку обчислювальну потужність, але коштувала на той момент більше 100 доларів. З урахуванням інфляції на 2021 рік це приблизно 230 доларів.
Массімо вирішує розробити свою версію платформи і збирає команду для розробки.
Перший склад команди Arduino, на фото зліва направо:
- Девід Куар-тілльз (DavidCuartielles);
- Джанлука Мартіно (GianlukaMartino);
- Том Ярмо (Tom Igoe);
- Девід Меліс (David ellis);
- Массімо Банц (Massimo Banzi).
Головні критерії розробки були: простота в програмуванні та доступність плати студенту. Массімо говорив, що плата повинна коштувати приблизно, як обід в піцерії – близько 30 доларів. В результаті на світ з’являються різні модифікації плат власного виробництва під ім’ям Arduino. Плати програмувались на мові Wiring, або спрощеному C ++.
Восени в 2011 з’явилася та сама Arduino Uno R3, яка до сих пір є базовою і флагманською платформою сімейства Arduino. З кожним роком лінійка плат Arduino і поповнюється новими моделями. Плати Arduino відрізняються ядром процесора, форм-фактором, кількыстю пінів вводу-виводу та інших параметрах.
До речі, назва платформи з’явилося на честь бару «Bar Di Re Arduino», який належить сім’ї Массімо.
У чому фішка?
Так в чому ж популярність і відмінності платформи Arduino від інших контролерів? Адже та сама флагманська Arduino Uno виконана на мікроконтролері ATmega328, який випускається вже кілька десятиліть.
Насправді плати Arduino виконані на самих звичайних мікроконтролерах, які використовуються для розробки справжніх електронних проектів. Але є кілька відмінностей:
- У мікроконтролер на Arduino зашивається спеціальний завантажувач «Bootloader», який дозволяє прошивати платформу по USB без використання дорогих программаторов.
- Плата програмується на полегшеному мові програмування C ++ – Wiring, який пропонує доступні і зрозумілі функції для роботи з контролером.
Але за все треба платити, у випадку з Arduino ми жертвуємо швидкодією системи. Хоча для більшості проектів ця різниця буде непомітною. Якщо все ж захочете дати “закис азоту” вашій Arduino, просто використовуйте замість мови Wiring, функції та методи оригінального С ++.
У підсумку – Arduino стає відмінним стартом в світ мікроконтролерів, де можна на перших порах відчути себе розробником. Згодом і при бажанні більш детально можна «копати» Datasheets і Reference Manuals.
Де використовується Arduino?
Платформа підійде як початківцю-любителю, так і досвідченому електронщику. Саме тому Arduino завоювала усі куточки електронного світу.
Arduino використовується як основний засіб навчання електроніці, схемотехніці, робототехніці та автоматиці. Наочні приклади не дають нудьгувати школярам і студентам, тим самим викликають інтерес до навчання і розвитку.
Arduino використовується і в промислових областях: ЧПУ-верстати, 3D-принтери, а також в медичній та будівельній галузі. На базі Arduino створено цілий ряд промислових контролерів, які з успіхом використовуються в різних сферах діяльності.
Наведемо кілька базових прикладів використання платформи Arduino:
- система «Розумний будинок»;
- робототехніка;
- автоматичні вентилятори;
- світлофори;
- охоронні системи;
- міні метеостанції;
- мульти-тестери;
- квадрокоптера.
Висновок
Arduino – це серце електронного конструктора, в якому немає кінцевого результату при різноманітності того, що можна скласти. Все обмежено лише вашою фантазією. Це новий світ, забійне хобі та відмінний подарунок.
Ресурси:
Залиште свій відгук