Что такое Arduino - услуги электромонтажа, строительства и ремонта

Arduino – это инструмент для проектирования электронных устройств (электронных конструкторов), которые более тесно взаимодействуют со своим физическим окружением, чем стандартные персональные компьютеры, и в принципе не выходят за пределы виртуальности. Это физическая вычислительная платформа с открытым исходным кодом, построенная на простой печатной плате с современной средой написания программного обеспечения.

Содержание

Arduino.com

Arduino – это инструмент для проектирования электронных устройств (электронный конструктор), которые взаимодействуют с физической средой более тесно, чем стандартные персональные компьютеры и, в принципе, не выходят за пределы виртуальности. Это физическая вычислительная платформа с открытым исходным кодом, построенная на простой печатной плате с современной средой написания программного обеспечения.

Arduino используется для создания электронных устройств, способных принимать сигналы от различных цифровых и аналоговых датчиков, которые могут быть к нему подключены, и управлять различными исполнительными механизмами. Конструкции устройств на базе Arduino могут работать самостоятельно или совместно с программным обеспечением на компьютере (например: Flash, Processing, MaxMSP). Платы могут быть собраны пользователем самостоятельно или приобретены в виде комплекта. Среда разработки с открытым исходным кодом доступна для бесплатной загрузки.

Язык программирования Arduino является реализацией Wiring, аналогичной платформы “физических вычислений”, основанной на мультимедийной среде программирования Processing.

Почему именно Arduino?

Существует множество микроконтроллеров и платформ для выполнения физических вычислений. Parallax Basic Stamp, Netmedia’s BX-24, Phidgets, MIT’s Handyboard и многие другие предлагают аналогичную функциональность. Все эти устройства объединяют разрозненную программную информацию и заключают ее в простой в использовании узел. С другой стороны, Arduino упрощает процесс создания микроконтроллера, но имеет множество преимуществ перед другими устройствами для преподавателей, студентов и любителей:

Низкая стоимость – Платы Arduino относительно недороги по сравнению с другими платформами. Самый дешевый вариант модуля Arduino можно собрать вручную, а некоторые даже готовые модули стоят менее 50 долларов.

Кросс-платформа – Программное обеспечение Arduino работает под Windows, Macintosh OSX и Linux. Большинство микроконтроллеров ограничены Windows.

Простая и понятная среда разработки – Среда Arduino подходит как для начинающих, так и для опытных пользователей. Arduino базируется на среде разработки Processing, что очень удобно для преподавателей, поскольку студенты, работающие с этой средой, также будут знакомы с Arduino.

Расширяемость и открытый исходный код – программное обеспечение Arduino выпускается как инструмент, который может быть расширен опытными пользователями. Язык может быть расширен для включения библиотек C++. Пользователи, желающие разобраться в технических деталях, могут перейти на язык AVR C, на котором основан C++. Это позволяет добавлять код из среды AVR-C в программу Arduino.

Расширяемое и открытое оборудование – Микроконтроллеры ATMEGA8 и ATMEGA168 являются основой Arduino. Схемы модулей выпущены под лицензией Creative Commons, что означает, что опытные инженеры могут свободно создавать свои собственные версии модулей, расширяя и дополняя их. Даже случайные пользователи могут создавать прототипы, чтобы сэкономить деньги и понять принцип работы.

Возвращаясь к конвертеру USB-TTL: почему разработчики Arduino выбрали именно такой способ загрузки прошивки? Микросхема преобразователя USB-TTL дешевле, чем микросхемы с поддержкой ISP (обычно микроконтроллеры), что делает платформу дешевле. Но самое главное, использование USB-TTL конвертера добавляет возможность общаться с платой через компьютер (смартфон, планшет) без дополнительного оборудования, т.е. мы можем как управлять некоторыми устройствами (если это заложено в код прошивки), так и получать данные с Arduino, например, показания датчиков. Но самое главное, что благодаря этому мы можем отлаживать код, вручную, но тем не менее отлаживать.

Железо

Помимо микроконтроллера, отладочная плата содержит аппаратное обеспечение, необходимое для работы процессора: кварцевый генератор, который задает частоту процессора, и “сырые” конденсаторы и резисторы, которые выполняют функции фильтрации и подтягивания.

Скажем так: что нужно, чтобы создать устройство на микроконтроллере? Вам нужно подключить необходимые устройства (оборудование) к выходам микроконтроллера, загрузить прошивку, которая будет управлять оборудованием, и обеспечить стабильное питание для всего этого. Цель разработчиков arduino заключалась в том, чтобы объединить вышеперечисленные характеристики с простотой, удобством использования и модульностью, превратив разработку электронных устройств в мощное универсальное средство. Мы добились этого следующим образом: на плате, вместе с микроконтроллером, мы разместили “программатор” для загрузки прошивки, порт USB и стабилизатор напряжения, позволяющий питать плату от широкого диапазона постоянного напряжения: 5-19 V. Микроконтроллеру требуется напряжение 5 вольт, которое обеспечивается регулятором.

Arduino – это линейка электронных плат, которые могут быть подключены к компьютеру через USB, а в качестве периферийных устройств – любые устройства от светодиодов до радиоуправляемых моделей и роботов. Программы пишутся на простом и интуитивно понятном C-подобном языке Wiring (с возможностью включения сторонних библиотек C/C++, например, для управления ЖК-дисплеями или моторами), компилируются и загружаются в устройство одним нажатием кнопки, и пользователь сразу же получает работающий, автономный гаджет. Никакого кода сборки, никаких дополнительных проводов, никаких дорогих деталей или программистов – чистое творчество, просто подключи и играй!

Технические характеристики

Arduino Diecimila – это небольшая электронная плата (далее просто плата), ядром которой является микроконтроллер ATmega168. Совет имеет: 14 цифровых входов/выходов, 6 из которых могут работать в режиме ШИМ (и, следовательно, управлять аналоговыми устройствами, такими как двигатели, и передавать двоичные данные), 6 аналоговых входов (значения напряжения вместо логических 0/1), тактовая частота 16 МГц, разъемы питания и USB, порт ICSP (разновидность последовательного интерфейса для цифровых устройств), несколько светодиодов и кнопка сброса.
Этого более чем достаточно, чтобы подключить плату к USB-порту компьютера, установить необходимое программное обеспечение и начать программирование.

Микроконтроллер: ATmega168
Рабочее напряжение: 5 В
Входное напряжение (рекомендуется): 7-12 В
Входное напряжение (диапазон): 6-20 В
Цифровые порты ввода/вывода: 14 портов (в том числе 6 с ШИМ-сигналом)
Порты аналогового ввода: 6 портов
Ток для портов: 40 мА
Ток для источника 3,3 В: 50 мА
EEPROM (флэш-память): 16 КБ (из которых 2 КБ используются загрузчиком)
SRAM: 1 КБ
EEPROM 512 байт
Тактовая частота: 16 МГц

Электропитание
Плата получает питание двумя способами: через USB-кабель (не нужно никаких других ухищрений, он используется для отладки) или через специальный разъем, как в ноутбуках. Такой разъем можно купить в радиомагазине и подключить к аккумулятору или 9-вольтовой батарейке “Крона”. Источник питания можно изменить с помощью перемычки на плате.

Arduino – это сердце строительного набора, нет конечного набора деталей и нет предела разнообразию того, что вы можете собрать. Все ограничивается только вашим воображением. Это новый мир, убийственное хобби и отличный подарок. Десятки тысяч людей по всему миру уже осознали это.

Итог.

Arduino – это сердце строительного набора, в котором нет конечного, определенного набора деталей и нет предела разнообразию того, что вы можете построить. Все ограничивается только вашим воображением. Это новый мир, убийственное хобби и отличный подарок. Десятки тысяч людей по всему миру уже осознали это.

Посмотрите на некоторые примеры того, что можно сделать на Arduino. В конце концов, это эпично!

Картонные брелоки с ботами

Робот-паук

Генератор мыльных пузырей

Светодиодный куб

Графический эквалайзер

Сельская ирригационная система

Arduino Uno – отличный выбор для начинающих. Это очень хорошо сбалансированная доска, в которой есть все, что вам может понадобиться, и минимум ненужных функций. Плата имеет 14 цифровых выводов, работающих как входы и выходы (6 из них поддерживают ШИМ-модуляцию) и 6 аналоговых входов. Плата подключается через USB. Имеется разъем для подключения отдельного источника питания, кнопка сброса и т.д. Чтобы начать работу с микроконтроллером, просто подключите плату к компьютеру с помощью USB-кабеля.

Дополнительные устройства для Arduino

Конечно, Arduino уже сам по себе великолепен. Но сам по себе он мало что может сделать. Вам нужно что-то к нему подключить. Существует множество руководств и проектов, которые вы можете использовать для получения идей для своих собственных проектов. В этой статье мы сделаем небольшой обзор датчиков и шилдов (плат расширения) для Arduino.

Датчики

С помощью небольшого количества кода и Arduino вы можете управлять широчайшим спектром датчиков – датчиков, позволяющих измерять уровень освещенности, температуру, давление, расстояние, силу, влажность, радиоактивность, ускорение и многое другое. На рисунке ниже показаны некоторые из огромного количества датчиков, совместимых с Arduino:

Щиты для Arduino

Кроме всего прочего, существует такая вещь, как щит – это, по сути, одна плата, которая имеет разъемы и располагается поверх платы Arduino, обеспечивая упрощенное управление двигателями (Motor shield), подключение к Интернету (Ethernet shield), радиоуправление, управление ЖК-дисплеем и сенсорным экраном и т.д.

Некоторые из этих слайдов показаны на рисунке ниже:

Оставляйте свои комментарии, вопросы и делитесь личным опытом ниже. В ходе обсуждений часто возникают новые идеи и проекты!

А также десятки различных датчиков:

5 Общение с Arduino

Как же процессор узнает, что именно он должен делать? Вы должны рассказать об этом. Запись сообщений для Arduino называется программирование. Существует язык для общения с микроконтроллером, упрощенный и адаптированный специально для Arduino. При желании и небольшом упорстве освоить этот язык несложно, даже если вы никогда раньше не программировали на этом языке.

Чтобы упростить этот процесс, была создана специальная среда программирования. Arduino IDE. Он содержит десятки примеров хороших, работающих программ. Изучив их, вы быстро узнаете много нового о языке Arduino.

Arduino IDE позволяет ознакомиться со средой программирования Arduino.

Arduino IDE позволит вашим программам перейти из виртуального мира в реальный. Вы сможете увидеть, как написанные вами программы заставляют мигать светодиоды или вращаться вал двигателя, а затем выполнять более сложные и полезные действия. Arduino позволит вам узнать много нового и интересного как об электронике, так и о программировании. В конечном итоге это может послужить отличным хобби, развлечением для вас и ваших детей, прекрасным и полезным времяпрепровождением.

Arduino и множество различных датчиков для него можно заказать в китайском интернет-магазине Ali-Express. Цены здесь ниже, но доставка занимает от 3 недель до 1,5 месяцев. Вы также можете заказать Arduino в магазине электроники Voltiq.ru. Цены здесь немного выше, чем в китайских интернет-магазинах, но зато вам не придется ждать целый месяц. Еще один хороший магазин электроники и робототехники – FastNVR.ru.

И последнее, но не менее важное: посмотрите, какие разнообразные и замечательные проекты вы можете сделать с помощью Arduino!

Читайте далее: