Hva er Arduino-plattformen og hva er den for?

Hva er Arduino?

Arduino er en hyllevare- og programvareplattform hvis hovedkomponenter er et lite I/O-kontrollkort og et prosesserings-/kablingsbasert utviklingsmiljø.

Den første prototypen av kontrolleren ble utgitt i 2005 da Massimo Banzi designet den for studenter ved Institute of Interaction Design i Ivrea, Italia. Navnet på enheten kommer fra navnet til kong Arduino, som styrte Italia i bare to år på begynnelsen av 1000-tallet, etter hvem ølbaren "di Re Arduino", eid av Massimo Banzi, også er oppkalt og ligger nøyaktig der , ifølge legenden King Arduin er født.

Arduinos mål er å skape et tilgjengelig miljø for programvareutviklere slik at de kan gå inn i verden av mikrokontrollerprogrammering. Programmering av dette selskapets kontrollere gjøres i et enkelt og intuitivt programmeringsmiljø — Arduino IDE. Dette miljøet er praktisk for både nybegynnere og erfarne brukere.Det brukes programmeringsspråket C++, som er supplert med mange biblioteker, noe som gjør det lettere å jobbe med enheten.

Arduino har gjort en reell revolusjon innen elektronisk design i internasjonal skala. Både skjemaet og kildekodene er tilgjengelige gratis, og det er grunnen til at Arduino har fått så mye popularitet. Et ferdig brett kan kjøpes for bare noen få dollar, eller du kan sette det sammen selv.

Arduino-kortet har egen prosessor og minne, det er utstyrt med mange innganger og utganger som ulike sensorer kan kobles til, samt aktuatorer og mekanismer. Det er for tiden mer enn 20 store Arduino-brettmods tilgjengelig.

Arduino plattform mikrokontrollere

Det særegne med Arduino er at du ikke trenger å være programmerer for å jobbe med den, du trenger ikke spesiell kunnskap om hvordan en mikrokontroller fungerer for å bygge et enkelt prosjekt. Arduinos standardbiblioteker åpner for mye kreativitet når det gjelder å automatisere hva som helst.

Programmering her gjøres gjennom et spesielt programvaremiljø (IDE), som kan lastes ned gratis på Arduino-nettstedet. Skrevet i Java, kjører dette vennlige skallet på Windows, Mac OS X og Linux og inneholder en tekstredigerer, prosjektleder, forprosessor kompilator og verktøy for å laste programmet direkte inn i mikrokontrolleren.

Mikrokontrollerne som brukes i Arduino har allerede en bootloader, så en programmerer er ikke nødvendig, bare koble styret til en datamaskin via USB eller via en UART-USB-adapter og last ned programmet.

Brettet har også muligheten til å flashe bootloaderen i mikrokontrolleren ved hjelp av en programmerer, Arduino IDE har innebygd støtte for de mest populære lavkostprogrammerere, det er en pin-kontakt for programmering i kretsløp (ICSP for AVR, JTAG for ARM).

De fleste Arduino-enheter bruker Atmel AVR ATmega328, ATmega168, ATmega2560, ATmega32U4, ATTiny85 mikrokontrollere med en klokkefrekvens på 16 eller 8 MHz. Det finnes også ARM Cortex M-baserte brett.

Arduino-porter

Arduino UNO R3-kort

I/O-portene brukes til å koble alle elektroniske komponenter (lysdioder, motorer, sensorer, etc.) til kontrollerkortet. De kalles også pins. Dette er digitale, analoge eller digital-til-analoge grensesnitt som har sin egen funksjon.

Som navnet tilsier har vi et digitalt signal på de digitale pinnene. De kan bare produsere to verdier: en logisk null (0, LAV) og en logisk (1, HØY).

Analog — lik digital, med den forskjellen at hovedformålet deres er å koble til analoge sensorer.

For å bruke (sende et signal) gjennom disse portene, må vi initialisere dem i programmet vårt ved å bruke funksjonen pinMode (<pin-nummer>, <modus: INPUT / OUTPUT>), der pin-nummeret er kontaktnummeret som er spesifisert på kortet Arduino ... INNPUT er nødvendig for å lese data, OUTPUT for å overføre. I tilfelle vi bruker slike pinner uten å spesifisere pinMode på forhånd, kan verdiene som er oppnådd være feil.

Digital-analoge porter (eller PWM — I/O med pulsbreddemodulasjon) — et mer intelligent grensesnitt. De er alltid klare til å motta / overføre data og krever ikke initialisering på forhånd.Deres største fordel er muligheten til å overføre verdier i området fra 0 til 255, noe som gir mye mer
forstyrrer nøyaktig driften av de tilkoblede elementene. Disse portene er indikert på tavlen (og i dokumentasjonen) som PWM eller med «~» (tilde).

Digitale og analoge pinner — bytter (kobler til) porter. PWM — kontrollporter. Hvis det er nødvendig å endre driftsparametrene til radioelementet, må det kobles til PWM. Hvis det er nok å bare slå på/av et kretselement, kan du bruke hvilken som helst port på Arduino.

Et annet og siste viktig kriterium for Arduino-brettporter er deres fysiske sammensetning. Husk at hver pinne: har en 5V utgang. Den kan gi en maksimal strøm på 0,02A

Dette er små kriterier som er viktige å huske på for å spare mye tid.

Programmering

For å mestre programmeringsbasen for Arduino trenger en nybegynner bare noen få timer, fordi nettverket allerede har et stort antall videoopplæringer, tematiske publikasjoner, notater og artikler om Arduino-utvikling. Grunnlaget er C++, supplert med enkle I/O-kontrollfunksjoner på brettet, og mer krevende brukere vil kunne jobbe selv i Visual Studio, i hvert fall i Eclipse, eller til og med gjennom kommandolinjen.

Eksterne stasjoner og utvidelseskort

Faktisk gir Arduino enorme muligheter for å lage alle slags enheter, du kan koble til sensorer, låser, motorer, skjermer, rutere og til og med vannkoker. Du kan utvide produktet med ekstra tavler - skjold, for eksempel for arbeid med GPS, for tilkobling via et lokalt nettverk eller Internett, for Bluetooth, Wi-Fi, etc. Arduino er spesielt populær innen robotikk.

Beleilig trenger du ikke en loddebolt for å koble til forlengelser, det brukes enkle stiftforbindelser, noe som gjør det enkelt å designe oppsett, gjøre dem så kompliserte som du vil, generelt er muligheten for kreativitet uendelig.

Utvidelseskort (skjold) selges nå for mange forskjellige funksjoner, de kan kobles til som en sandwich, takket være den praktiske plasseringen av kontaktene. Dette kan være trådløse kommunikasjonskort, kontrollkort trinnmotor, og eventuelle andre kontroller med andre formål.

Hvorfor det er så populært å bruke Arduino

Arduino-plattformen har blitt anerkjent av utviklerne av nye elektroniske enheter, lærere og ingeniørstudenter, så vel som studenter med bakgrunn av teknisk kreativitet.

Å bruke Arduino forenkler prosessen med å jobbe med mikrokontrollere. Når det gjelder teknisk utstyr, er det ideelt for den pedagogiske prosessen med å designe ulike mekatroniske systemer og roboter, takket være et forståelig programmeringsmiljø og muligheten til å overvåke fysiske prosesser i sanntid, samt takket være et forståelig programmeringsmiljø og en rekke andre fordeler.

Den kan brukes som et undervisnings- og forskningsverktøy innen digital signalbehandling, elektronikk, kretser, robotikk, automasjon, etc. Kraftigere Arduino-kort er anvendelige for å løse komplekse tekniske problemer knyttet til utvikling av store prosjekter og deres komplekse automatisering.

Arduino er den mest populære trenden som gjør mikrokontrollere tilgjengelige for et stort antall mennesker å forstå og bruke, også bransjeeksperter.Ved hjelp av denne populære plattformen kan du lage et stort antall interessante og nyttige prosjekter.

Vi kan si at Arduino er en universell utvidbar programmerbar kontroller-konstruktør som kan bli en uunnværlig assistent for å løse alle kreative oppgaver knyttet til elektronikk uansett formål, til og med en vekkerklokke, til og med en kompleks robot, til og med en trinnmotor - alt dette, og ikke bare, den kan kontrollere i henhold til ønsket algoritme ved hjelp av Arduino.

Et stort antall av alle slags perifere enheter: knapper, sensorer, lysdioder, LCD-indikatorer og andre organer for interaksjon med omverdenen er tilgjengelige for å jobbe med Arduino.

Hundrevis av Arduino-programmer er nå tilgjengelig på Internett som kan hjelpe både nybegynnere og avanserte brukere med å realisere sine prosjekter.