Apakah platform Arduino dan untuk apa ia?

Apakah Arduino?

Arduino ialah platform perkakasan dan perisian luar biasa yang komponen utamanya ialah papan kawalan I/O kecil dan persekitaran pembangunan berasaskan Pemprosesan/ Pendawaian.

Prototaip pertama pengawal itu dikeluarkan pada tahun 2005 apabila Massimo Banzi mereka bentuknya untuk pelajar di Institut Reka Bentuk Interaksi di Ivrea, Itali. Nama peranti itu berasal dari nama Raja Arduino, yang memerintah Itali hanya selama dua tahun pada awal abad ke-11, selepas itu bar bir "di Re Arduino", yang dimiliki oleh Massimo Banzi, juga dinamakan dan terletak tepat di mana. , mengikut lagenda Raja Arduin dilahirkan.

Matlamat Arduino adalah untuk mewujudkan persekitaran yang boleh diakses untuk pembangun perisian bagi membolehkan mereka memasuki dunia pengaturcaraan mikropengawal. Pengaturcaraan pengawal syarikat ini dilakukan dalam persekitaran pengaturcaraan yang mudah dan intuitif — Arduino IDE. Persekitaran ini sesuai untuk pengguna pemula dan berpengalaman.Bahasa pengaturcaraan C ++ digunakan, yang ditambah dengan banyak perpustakaan, yang menjadikannya lebih mudah untuk bekerja dengan peranti.

Arduino telah membuat revolusi sebenar dalam bidang reka bentuk elektronik pada skala antarabangsa. Kedua-dua skema dan kod sumber tersedia secara percuma, itulah sebabnya Arduino telah mendapat begitu banyak populariti. Papan siap boleh dibeli dengan hanya beberapa dolar, atau anda boleh memasangnya sendiri.

Papan Arduino mempunyai pemproses dan memori sendiri, ia dilengkapi dengan banyak input dan output yang mana pelbagai sensor boleh disambungkan, serta penggerak dan mekanisme. Pada masa ini terdapat lebih daripada 20 mod papan Arduino utama yang tersedia.

Mikrokontroler platform Arduino

Keistimewaan Arduino ialah anda tidak perlu menjadi pengaturcara untuk bekerja dengannya, anda tidak memerlukan pengetahuan khusus tentang cara mikropengawal berfungsi untuk membina projek mudah. Perpustakaan standard Arduino membuka banyak kreativiti dari segi mengautomasikan apa sahaja.

Pengaturcaraan di sini dilakukan melalui persekitaran perisian khas (IDE), yang boleh dimuat turun secara percuma di laman web Arduino. Ditulis dalam Java, shell mesra ini berjalan pada Windows, Mac OS X dan Linux serta mengandungi editor teks, pengurus projek, pengkompil prapemproses dan alatan untuk memuatkan atur cara terus ke dalam mikropengawal.

Pengawal mikro yang digunakan dalam Arduino sudah mempunyai pemuat but, jadi pengaturcara tidak diperlukan, hanya sambungkan papan ke komputer melalui USB atau melalui penyesuai UART-USB dan muat turun program.

Papan juga mempunyai keupayaan untuk memancarkan pemuat but dalam mikropengawal menggunakan pengaturcara, Arduino IDE mempunyai sokongan terbina dalam untuk pengaturcara kos rendah yang paling popular, terdapat penyambung pin untuk pengaturcaraan dalam litar (ICSP untuk AVR, JTAG untuk ARM).

Kebanyakan peranti Arduino menggunakan mikropengawal Atmel AVR ATmega328, ATmega168, ATmega2560, ATmega32U4, ATTiny85 dengan frekuensi jam 16 atau 8 MHz. Terdapat juga papan berasaskan ARM Cortex M.

Port Arduino

Papan Arduino UNO R3

Port I/O digunakan untuk menyambungkan sebarang komponen elektronik (LED, motor, penderia, dll.) ke papan pengawal. Mereka juga dipanggil pin. Ini adalah antara muka digital, analog atau digital-ke-analog yang mempunyai fungsi tersendiri.

Seperti namanya, kami mempunyai isyarat digital pada pin digital. Mereka boleh menghasilkan hanya dua nilai: sifar logik (0, RENDAH) dan satu logik (1, TINGGI).

Analog — serupa dengan digital, dengan perbezaan bahawa tujuan utamanya adalah untuk menyambungkan sensor analog.

Untuk menggunakan (melalui isyarat) melalui port ini, kami perlu memulakannya dalam program kami menggunakan fungsi pinMode (<nombor pin>, <mod: INPUT / OUTPUT>), di mana nombor pin ialah nombor penyambung yang dinyatakan pada Papan Arduino … INPUT diperlukan untuk membaca data, OUTPUT untuk menghantar. Sekiranya kami menggunakan pin tersebut tanpa menyatakan pinMode terlebih dahulu, nilai yang diperoleh mungkin salah.

Port digital-analog (atau PWM — I / O dengan modulasi lebar denyut) — antara muka yang lebih pintar. Mereka sentiasa bersedia untuk menerima / menghantar data dan tidak memerlukan permulaan awal.Kelebihan utama mereka ialah keupayaan untuk memindahkan nilai dalam julat dari 0 hingga 255, yang membolehkan lebih banyak lagi.
mengganggu dengan tepat operasi elemen yang bersambung. Port ini ditunjukkan pada papan (dan dalam dokumentasi) sebagai PWM atau dengan «~» (tilde).

Pin digital dan analog — menukar (menyambung) port. PWM — port kawalan. Jika perlu untuk menukar parameter pengendalian elemen radio, ia mesti disambungkan ke PWM. Jika cukup untuk menghidupkan / mematikan elemen litar sahaja, anda boleh menggunakan mana-mana port pada Arduino.

Satu lagi kriteria penting dan terakhir untuk port papan Arduino ialah komposisi fizikalnya. Ingat bahawa setiap pin: mempunyai output 5V. Ia boleh memberikan arus maksimum 0.02A

Ini adalah kriteria kecil yang penting untuk diingat untuk menjimatkan banyak masa.

Pengaturcaraan

Untuk menguasai asas pengaturcaraan untuk Arduino, seorang pemula hanya memerlukan beberapa jam, kerana rangkaian sudah mempunyai sejumlah besar tutorial video, penerbitan tematik, nota dan artikel tentang pembangunan Arduino. Asasnya ialah C ++, ditambah dengan fungsi kawalan I / O yang mudah di papan, dan pengguna yang lebih menuntut akan dapat bekerja walaupun dalam Visual Studio, sekurang-kurangnya dalam Eclipse, atau bahkan melalui baris arahan.

Pemacu luaran dan kad pengembangan

Malah, Arduino menyediakan kemungkinan besar untuk mencipta semua jenis peranti, anda boleh menyambungkan sensor, kunci, motor, paparan, penghala dan juga cerek. Anda boleh mengembangkan produk dengan papan tambahan — perisai, contohnya, untuk bekerja dengan GPS, untuk menyambung melalui rangkaian tempatan atau Internet, untuk bluetooth, Wi-Fi, dsb. Arduino sangat popular dalam robotik.

Dengan mudah, anda tidak memerlukan besi pematerian untuk menyambung sambungan, sambungan pin mudah digunakan, yang menjadikannya mudah untuk mereka bentuk susun atur, menjadikannya rumit seperti yang anda mahu, secara umum, skop untuk kreativiti tidak berkesudahan.

Kad pengembangan (perisai) kini dijual untuk pelbagai fungsi, ia boleh disambungkan sebagai sandwic, terima kasih kepada lokasi penyambung yang mudah. Ini boleh menjadi kad komunikasi tanpa wayar, kad kawalan motor stepper, dan mana-mana pengawal lain dengan tujuan yang berbeza.

Mengapa menggunakan Arduino sangat popular

Platform Arduino telah diiktiraf secara meluas oleh pembangun peranti elektronik baharu, guru dan pelajar kejuruteraan, serta pelajar dari latar belakang kreativiti teknikal.

Menggunakan Arduino memudahkan proses bekerja dengan mikropengawal. Dari segi peralatan teknikal, ia sesuai untuk proses pendidikan mereka bentuk pelbagai sistem mekatronik dan robot, terima kasih kepada persekitaran pengaturcaraan yang boleh difahami dan keupayaan untuk memantau proses fizikal dalam masa nyata, serta terima kasih kepada persekitaran pengaturcaraan yang boleh difahami dan beberapa kelebihan lain.

Ia boleh digunakan sebagai alat pengajaran dan penyelidikan dalam pemprosesan isyarat digital, elektronik, litar, robotik, automasi, dll. Papan Arduino yang lebih berkuasa boleh digunakan untuk menyelesaikan masalah teknikal yang kompleks yang berkaitan dengan pembangunan projek besar dan automasi kompleksnya.

Arduino ialah trend paling popular yang menjadikan mikropengawal boleh diakses oleh sebilangan besar orang untuk difahami dan digunakan, malah pakar industri. Dengan bantuan platform popular ini, anda boleh membuat sejumlah besar projek yang menarik dan berguna.

Kita boleh mengatakan bahawa Arduino ialah pembina pengawal boleh atur boleh diperluas sejagat yang boleh menjadi pembantu yang sangat diperlukan dalam menyelesaikan sebarang tugas kreatif yang berkaitan dengan elektronik untuk sebarang tujuan, walaupun jam penggera, walaupun robot kompleks, malah motor stepper - semua ini, dan bukan sahaja, ia boleh mengawal mengikut algoritma yang dikehendaki menggunakan Arduino.

Sebilangan besar semua jenis peranti persisian: butang, penderia, LED, penunjuk LCD dan organ lain untuk interaksi dengan dunia luar tersedia untuk berfungsi dengan Arduino.

Beratus-ratus program Arduino kini tersedia di Internet yang boleh membantu kedua-dua pemula dan pengguna lanjutan untuk merealisasikan projek mereka.