Hvad er Arduino-platformen, og hvad er den til?

Hvad er Arduino?

Arduino er en hyldevare- og softwareplatform, hvis hovedkomponenter er et lille I/O-kontrolkort og et Processing/Wiring-baseret udviklingsmiljø.

Den første prototype af controlleren blev udgivet i 2005, da Massimo Banzi designede den til studerende på Institute of Interaction Design i Ivrea, Italien. Navnet på enheden kommer fra navnet på kong Arduino, som kun regerede Italien i to år i begyndelsen af ​​det 11. århundrede, efter hvem ølbaren "di Re Arduino", ejet af Massimo Banzi, også er opkaldt og ligger præcis hvor , ifølge legenden Kong Arduin er født.

Arduinos mål er at skabe et tilgængeligt miljø for softwareudviklere, så de kan komme ind i verden af ​​mikrocontrollerprogrammering. Programmering af denne virksomheds controllere sker i et enkelt og intuitivt programmeringsmiljø — Arduino IDE. Dette miljø er praktisk for både begyndere og erfarne brugere.Der anvendes programmeringssproget C++, som er suppleret med mange biblioteker, hvilket gør det nemmere at arbejde med enheden.

Arduino har lavet en reel revolution inden for elektronisk design i international skala. Både skemaerne og kildekoderne er tilgængelige gratis, hvorfor Arduino har vundet så meget popularitet. Et færdiglavet bræt kan købes for kun få kroner, eller du kan selv samle det.

Arduino-kortet har sin egen processor og hukommelse, det er udstyret med mange ind- og udgange, som forskellige sensorer kan tilsluttes, samt aktuatorer og mekanismer. Der er i øjeblikket mere end 20 større Arduino board mods tilgængelige.

Arduino platform mikrocontrollere

Det særlige ved Arduino er, at du ikke behøver at være programmør for at arbejde med det, du behøver ikke særlig viden om, hvordan en mikrocontroller fungerer for at bygge et simpelt projekt. Arduinos standardbiblioteker åbner op for en masse kreativitet i forhold til at automatisere hvad som helst.

Programmering her sker gennem et særligt softwaremiljø (IDE), som kan downloades gratis på Arduinos hjemmeside. Denne venlige shell er skrevet i Java og kører på Windows, Mac OS X og Linux og indeholder en teksteditor, projektleder, preprocessor-kompiler og værktøjer til at indlæse programmet direkte i mikrocontrolleren.

De mikrocontrollere, der bruges i Arduino, har allerede en bootloader, så en programmør er ikke nødvendig, bare tilslut kortet til en computer via USB eller via en UART-USB adapter og download programmet.

Boardet har også mulighed for at flashe bootloaderen i mikrocontrolleren ved hjælp af en programmør, Arduino IDE har indbygget understøttelse af de mest populære lavpris-programmører, der er et pin-stik til in-circuit programmering (ICSP for AVR, JTAG til ARM).

De fleste Arduino-enheder bruger Atmel AVR ATmega328, ATmega168, ATmega2560, ATmega32U4, ATTiny85 mikrocontrollere med en klokfrekvens på 16 eller 8 MHz. Der er også ARM Cortex M-baserede boards.

Arduino porte

Arduino UNO R3 bord

I/O-portene bruges til at forbinde alle elektroniske komponenter (LED'er, motorer, sensorer osv.) til controllerkortet. De kaldes også stifter. Det er digitale, analoge eller digital-til-analoge grænseflader, der har deres egen funktion.

Som navnet antyder, har vi et digitalt signal på de digitale ben. De kan kun producere to værdier: et logisk nul (0, LAV) og en logisk (1, HØJ).

Analog — ligner digital, med den forskel, at deres hovedformål er at forbinde analoge sensorer.

For at bruge (passere et signal) gennem disse porte, skal vi initialisere dem i vores program ved hjælp af funktionen pinMode (<pin-nummer>, <mode: INPUT / OUTPUT>), hvor pin-nummeret er det stiknummer, der er angivet på kortet Arduino … INPUT er nødvendig for at læse data, OUTPUT for at transmittere. I tilfælde af at vi bruger sådanne pins uden at specificere pinMode på forhånd, kan de opnåede værdier være forkerte.

Digital-analoge porte (eller PWM — I/O med pulsbreddemodulation) — en mere intelligent grænseflade. De er altid klar til at modtage/transmittere data og kræver ikke forudgående initialisering.Deres største fordel er evnen til at overføre værdier i området fra 0 til 255, hvilket giver mulighed for meget mere
forstyrrer funktionen af ​​de tilsluttede elementer præcist. Disse porte er angivet på tavlen (og i dokumentationen) som PWM eller med «~» (tilde).

Digitale og analoge ben — skift (tilslutning) af porte. PWM — kontrolporte. Hvis det er nødvendigt at ændre driftsparametrene for radioelementet, skal det tilsluttes PWM. Hvis det er nok kun at tænde/slukke et kredsløbselement, kan du bruge enhver port på Arduino.

Et andet og sidste vigtigt kriterium for Arduino-kortporte er deres fysiske sammensætning. Husk at hver pin: har en 5V udgang. Den kan give en maksimal strøm på 0,02A

Det er små kriterier, som er vigtige at have for øje for at spare en masse tid.

Programmering

For at mestre programmeringsgrundlaget for Arduino behøver en nybegynder kun et par timer, fordi netværket allerede har et stort antal videotutorials, tematiske publikationer, noter og artikler om Arduino-udvikling. Grundlaget er C++, suppleret med simple I/O-kontrolfunktioner på boardet, og mere krævende brugere vil være i stand til at arbejde selv i Visual Studio, i hvert fald i Eclipse, eller endda gennem kommandolinjen.

Eksterne drev og udvidelseskort

Faktisk giver Arduino enorme muligheder for at skabe alle slags enheder, du kan tilslutte sensorer, låse, motorer, skærme, routere og endda elkedler. Du kan udvide produktet med yderligere boards — skjolde, for eksempel til at arbejde med GPS, til at oprette forbindelse via et lokalt netværk eller internettet, til bluetooth, Wi-Fi osv. Arduino er især populær inden for robotteknologi.

Bekvemt behøver du ikke en loddekolbe til at forbinde forlængelser, der bruges simple stiftforbindelser, som gør det nemt at designe layouts, gøre dem så komplicerede som du vil, generelt er mulighederne for kreativitet uendelige.

Udvidelseskort (skjolde) sælges nu til mange forskellige funktioner, de kan tilsluttes som en sandwich, takket være den bekvemme placering af stikkene. Disse kan være trådløse kommunikationskort, kontrolkort stepmotor, og alle andre controllere med andre formål.

Hvorfor det er så populært at bruge Arduino

Arduino-platformen er blevet bredt anerkendt af udviklerne af nye elektroniske enheder, lærere og ingeniørstuderende, såvel som studerende fra teknisk kreativitets baggrund.

Brug af Arduino forenkler processen med at arbejde med mikrocontrollere. Med hensyn til teknisk udstyr er det ideelt til uddannelsesprocessen med at designe forskellige mekatroniske systemer og robotter, takket være et forståeligt programmeringsmiljø og evnen til at overvåge fysiske processer i realtid, samt takket være et forståeligt programmeringsmiljø og en række andre fordele.

Det kan bruges som et undervisnings- og forskningsværktøj inden for digital signalbehandling, elektronik, kredsløb, robotteknologi, automatisering mv. Mere kraftfulde Arduino-kort er anvendelige til at løse komplekse tekniske problemer relateret til udvikling af store projekter og deres komplekse automatisering.

Arduino er den mest populære trend, der gør mikrocontrollere tilgængelige for et stort antal mennesker at forstå og bruge, selv industrieksperter. Ved hjælp af denne populære platform kan du lave en lang række interessante og nyttige projekter.

Vi kan sige, at Arduino er en universel, udvidelig programmerbar controller-konstruktør, der kan blive en uundværlig assistent til at løse alle kreative opgaver relateret til elektronik af ethvert formål, endda et vækkeur, endda en kompleks robot, endda en stepmotor - alt dette og ikke kun, den kan styre i henhold til den ønskede algoritme ved hjælp af Arduino.

Et stort antal af alle slags perifere enheder: knapper, sensorer, LED'er, LCD-indikatorer og andre organer til interaktion med omverdenen er tilgængelige for at arbejde med Arduino.

Hundredvis af Arduino-programmer er nu tilgængelige på internettet, som kan hjælpe både begyndere og avancerede brugere med at realisere deres projekter.