Mis on Arduino platvorm ja milleks see on mõeldud?
Mis on Arduino?
Arduino on valmis riist- ja tarkvaraplatvorm, mille peamisteks komponentideks on väike I/O juhtplaat ja töötlemis-/juhtmestikupõhine arenduskeskkond.
Kontrolleri esimene prototüüp ilmus 2005. aastal, kui Massimo Banzi kujundas selle Itaalias Ivreas asuva interaktsioonidisaini instituudi üliõpilastele. Seadme nimi pärineb 11. sajandi alguses Itaaliat vaid kaks aastat valitsenud kuningas Arduino nimest, kelle järgi on nime saanud ka Massimo Banzile kuuluv õllebaar "di Re Arduino", mis asub täpselt seal, kus , legendi järgi on sündinud kuningas Arduin.
Arduino eesmärk on luua tarkvaraarendajatele ligipääsetav keskkond, mis võimaldaks neil siseneda mikrokontrollerite programmeerimise maailma. Selle ettevõtte kontrollerite programmeerimine toimub lihtsas ja intuitiivses programmeerimiskeskkonnas — Arduino IDE. See keskkond on mugav nii algajatele kui ka kogenud kasutajatele.Kasutusel on programmeerimiskeel C ++, millele on lisatud palju teeke, mis teeb seadmega töötamise lihtsamaks.
Arduino on teinud elektroonilise disaini valdkonnas tõelise revolutsiooni rahvusvahelises mastaabis. Nii skeemid kui ka lähtekoodid on tasuta saadaval, mistõttu on Arduino nii palju populaarsust kogunud. Valmis plaadi saab osta vaid mõne dollari eest või saate selle ise kokku panna.
Arduino plaadil on oma protsessor ja mälu, see on varustatud paljude sisendite ja väljunditega, kuhu saab ühendada erinevaid andureid ning täiturmehhanisme ja mehhanisme. Praegu on saadaval üle 20 suurema Arduino plaadi modifikatsiooni.
Arduino platvormi mikrokontrollerid
Arduino eripära seisneb selles, et sellega töötamiseks ei pea olema programmeerija, lihtsa projekti koostamiseks pole vaja eriteadmisi mikrokontrolleri toimimisest. Arduino standardteegid avavad palju loovust, et automatiseerida kõike.
Programmeerimine toimub siin läbi spetsiaalse tarkvarakeskkonna (IDE), mille saab tasuta alla laadida Arduino kodulehelt. Java keeles kirjutatud sõbralik kest töötab Windowsis, Mac OS X-is ja Linuxis ning sisaldab tekstiredaktorit, projektihaldurit, eelprotsessori kompilaatorit ja tööriistu programmi otse mikrokontrollerisse laadimiseks.
Arduinos kasutatavatel mikrokontrolleritel on juba alglaadur, seega pole programmeerijat vaja, piisab, kui ühendada plaat arvutiga USB või UART-USB adapteri kaudu ja programm alla laadida.
Plaadil on ka võimalus mikrokontrolleri alglaadurit programmeerija abil vilkuda, Arduino IDE-l on sisseehitatud tugi populaarseimatele odavatele programmeerijatele, vooluringisiseseks programmeerimiseks on tihvt-pistik (ICSP AVR-ile, JTAG ARM jaoks).
Enamik Arduino seadmeid kasutavad Atmel AVR ATmega328, ATmega168, ATmega2560, ATmega32U4, ATTiny85 mikrokontrollereid, mille taktsagedus on 16 või 8 MHz. Samuti on olemas ARM Cortex M-põhised tahvlid.
Arduino pordid
Arduino UNO R3 plaat
I/O-porte kasutatakse mis tahes elektrooniliste komponentide (LED-id, mootorid, andurid jne) ühendamiseks kontrolleriplaadiga. Neid nimetatakse ka tihvtideks. Need on digitaalsed, analoog- või digitaal-analoogliidesed, millel on oma funktsioon.
Nagu nimigi ütleb, on meil digitaalne signaal digitaalsetel kontaktidel. Need võivad anda ainult kaks väärtust: loogiline null (0, LOW) ja loogiline üks (1, HIGH).
Analoog - sarnane digitaalsele, selle erinevusega, et nende peamine eesmärk on ühendada analoogandureid.
Nende portide kasutamiseks (signaali edastamiseks) peame need oma programmis lähtestama, kasutades funktsiooni pinMode (<pin number>, <mode: INPUT / OUTPUT>), kus pin number on plaadil määratud pistiku number. Arduino … andmete lugemiseks on vaja SISEND, edastamiseks VÄLJUND. Kui kasutame selliseid kontakte pinMode'i eelnevalt määramata, võivad saadud väärtused olla valed.
Digitaalsed analoogpordid (või PWM - impulsi laiuse modulatsiooniga I / O) - intelligentsem liides. Need on alati valmis andmeid vastu võtma/edastama ega vaja eelnevat lähtestamist.Nende peamine eelis on võime üle kanda väärtusi vahemikus 0 kuni 255, mis võimaldab palju rohkem
segavad täpselt ühendatud elementide tööd. Need pordid on tahvlil (ja dokumentatsioonis) märgitud kui PWM või tähega «~» (tilde).
Digitaalsed ja analoogviigud — lülituspordid (ühendavad). PWM - juhtimispordid. Kui on vaja muuta raadioelemendi tööparameetreid, tuleb see ühendada PWM-iga. Kui piisab ainult vooluahela elemendi sisse- ja väljalülitamisest, saate kasutada mis tahes Arduino porti.
Teine ja viimane oluline kriteerium Arduino plaadi portide jaoks on nende füüsiline koostis. Pidage meeles, et igal kontaktil: on 5 V väljund. See võib anda maksimaalse voolu 0,02A
Need on väikesed kriteeriumid, mida on oluline silmas pidada, et säästa palju aega.
Programmeerimine
Arduino programmeerimisbaasi valdamiseks kulub algajal vaid paar tundi, sest võrgus on juba tohutult palju videoõpetusi, temaatilisi väljaandeid, märkmeid ja artikleid Arduino arenduse kohta. Aluseks on C ++, mida täiendavad lihtsad I / O juhtimisfunktsioonid tahvlil ja nõudlikumad kasutajad saavad töötada isegi Visual Studios, vähemalt Eclipse'is või isegi käsurea kaudu.
Välised draivid ja laienduskaardid
Tegelikult pakub Arduino tohutult võimalusi igasuguste seadmete loomiseks, saate ühendada andureid, lukke, mootoreid, kuvareid, ruutereid ja isegi veekeetjaid. Toodet saab laiendada lisatahvlitega — kilpidega, näiteks GPS-iga töötamiseks, kohaliku võrgu või interneti kaudu ühenduse loomiseks, bluetooth, Wi-Fi jne jaoks. Arduino on eriti populaarne robootikas.
Mugavalt ei ole pikenduste ühendamiseks vaja jootekolvi, kasutatakse lihtsaid tihvtühendusi, mis teeb paigutuste kujundamise lihtsaks, muudab need nii keeruliseks kui soovid, üldiselt on loovuse ruumid lõputud.
Laienduskaarte (kilpe) müüakse nüüd paljude erinevate funktsioonide jaoks, neid saab ühendada võileivana, tänu pistikute mugavale asukohale. Need võivad olla traadita side kaardid, juhtimiskaardid samm-mootorja mis tahes muud erineva otstarbega kontrollerid.
Miks on Arduino kasutamine nii populaarne?
Arduino platvorm on leidnud laialdast tunnustust nii uute elektroonikaseadmete arendajate, õpetajate ja inseneritudengite kui ka tehnilise loovuse taustaga õpilaste poolt.
Arduino kasutamine lihtsustab mikrokontrolleritega töötamise protsessi. Tehnilise varustuse poolest sobib see ideaalselt erinevate projekteerimisprotsesside jaoks mehhatroonilised süsteemid ja robotid, tänu arusaadavale programmeerimiskeskkonnale ja võimalusele jälgida füüsilisi protsesse reaalajas, aga ka tänu arusaadavale programmeerimiskeskkonnale ja mitmetele muudele eelistele.
Seda saab kasutada õppe- ja uurimisvahendina digitaalse signaalitöötluse, elektroonika, vooluahelate, robootika, automaatika jne valdkonnas. Võimsamad Arduino plaadid sobivad suurte projektide arendamise ja nende keeruka automatiseerimisega seotud keeruliste tehniliste probleemide lahendamiseks.
Arduino on kõige populaarsem trend, mis muudab mikrokontrollerid kättesaadavaks paljudele inimestele, et neid mõista ja kasutada, isegi valdkonna asjatundjatele.Selle populaarse platvormi abil saate teha suure hulga huvitavaid ja kasulikke projekte.
Võime öelda, et Arduino on universaalne laiendatav programmeeritav kontroller-konstruktor, millest võib saada asendamatu abiline mis tahes otstarbega elektroonikaga seotud loominguliste ülesannete lahendamisel, isegi äratuskell, isegi keeruline robot, isegi samm-mootor - kõik see ja mitte ainult, see saab juhtida vastavalt soovitud algoritmile, kasutades Arduino.
Arduinoga töötamiseks on saadaval tohutul hulgal igasuguseid välisseadmeid: nupud, andurid, LED-id, LCD-indikaatorid ja muud organid välismaailmaga suhtlemiseks.
Internetis on nüüd saadaval sadu Arduino programme, mis võivad aidata nii algajatel kui ka edasijõudnud kasutajatel oma projekte realiseerida.