Что такое Arduino

  • Просмотры Просмотры: 275
  • Последнее обновление Последнее обновление:
  • arduino-uno-1-jpg.53


    Arduino - это платформа для создания собственный электронный устройств без знания тонкостей электроники и низкоуровневого программирования. Это значит, что любой желающий, даже не зная ничего в этой сфере, может приобщиться к сообществу Arduino. И таким образом можно создать бесконечное количество уникальных устройств. Их количество будет ограничено лишь фантазией.


    arduino_func-png.111

    На данной картинке изображены лишь немногие возможности Arduino.

    История Arduino
    Появилась Arduino в 2005 году, в небольшом городе Италии, Иврее, где Массимо Банци думал над созданием более легкого пути конструирования электронных устройств, чем Basic Snap, которая использовалась тогда и из-за ограниченности языка Basic, большой цены и недоступности была не лучшим способом обучиться созданию электронных устройств. К проекту присоединяется Джанлука Мартина, инженер и владелец завода по производству печатных плат. Его участие снизило стоимость готовой платы до 30$. Мозгом первой платы стал сравнительно дешевый микроконтроллер Atmega-8. Еще один друг Массимо, Кейси Рис, работал в MIT над созданием средоы разработки, подобной популярной Java, Processing. На основе этой идеи, один из учеников Массимо разработал среду Wiring, которая используется в Arduino IDE.Именно простота и доступность платы стали залогом ее популярности.
    1547046103045-png.102

    Так выглядела созданная Массимо первая плата Arduino.

    Сложно ли это?
    Свою популярность Arduino получила в первую очередь из-за простоты в использовании. Даже тот, кто не разбирается в программировании, сможет за пару часов понять основы работы с Arduino.

    Arduino программируется на языке С++, дополненным функциями для работы с Arduino.
    Если вы знакомы с С++ то Arduino позволит создать программы взаимодействия с реальным миром.

    Для сборки устройств не понадобится паяльник, устройства можно собирать на макетной плате.
    Так-же существует большое количество плат расширения «шилдов» (англ. shield). Они устанавливаются прямо на Arduino, без проводов.
    Для программирования используется бесплатная среда программирования «Arduino IDE», работающая на Windows, Linux и MacOS. Для загрузки программы нужно только подключить плату к компьютеру.
    Но вы не ограничены стандартной Arduino IDE, возможна работа через Visual Studio, Scratch, Ardublock, другие IDE и даже через командную строку.

    Что же все-таки такое Arduino?
    Arduino - это не конктретная плата, а платформа для разработки. Модельный ряд плат очень широк, но мы остановимся на самой популярной Arduino Uno
    1547046203087-png.104

    По картинке мы видим плату и ее компоненты. Мозгом платы является микроконтроллер. Здесь это Atmega-328P. Он выполняет функции как прием, передача и хранение информации.Микроконтроллер это по самая главная часть платы, остальное - это просто обвязка для него.
    На плате имеются 6 Аналоговых входов (A0-A5) и 14 Цифровых пинов ввода-вывода(0-13), питания (5V , GNDи VIN), опорного напражения (AREF),аналоговые пины используются только для ввода. Через цифровые пины передается цифровой сигнал (0 или 1). Это значит, что цифровой сигнал принимает значение только 0 и 5 вольт. Аналоговый сигнал колебается в пределах 0 и 5 вольт.
    analog-and-gigital-signals-png.112


    Так, датчики, подключенные к Arduino, могут передавать на плату аналоговый и цифровой сигнал. Тот же аналоговый сигнал можно "закодировать" в цифровой посредством использования ШИМ (Широтно-Импульсная Модуляция). Это необходимо, так как плата не может генерировать аналоговый сигнал. Также аналоговый сигнал принимает помехи с воздуха и соседних проводов, что делает его еще более ненадежным.
    1547046295120-png.106

    На фото показано как шифруется аналоговая волна. В зависимости от напряжения аналогового сигнала, меняется частота цифровых сигналов ШИМ. На плате шим пины помечены символом тильда (~).
    На плате расположен порт USB для подключения к компьютеру. Он нужен для загрузки программы на плату, порт для питания 7-15 вольт.
    Также питать плату можно через пин VIN (7-17 вольт) или 5V (5 вольт).
    На плате расположены светодиоды для индикации питания, общения по UART и логический светодиод L, привязанный к пину 13.

    Программирование
    Плата программируется на языке Wiring, что подобен популярному C++.
    Программирование осуществляется в специальной среде Arduino IDE.
    О том, как ее установить, рассказано в статьях на нашей вики: Установка для Windows, Установка для Linux.
    После установки открываем окно программы:
    1547046911840-png.107

    Вверху имеются кнопки. Их назначение изображено ниже:
    1547046958104-png.108

    Для начала нужно подключить плату к компьютеру.
    Открываем меню инструменты и ищем пункт "Плата", выбираем из списка нужную плату.
    Далее в том же меню выбираем пункт "Порт" и выбираем тот, к которому подключена плата.
    Программа пишется поле редактирования кода или другом редакторе (настроить редактор можно в настройках).
    После написания кода нужно его скомпилировать и загрузить на плату.
    При возникновении ошибок нужно проверить правильность подключения платы, наличие драйверов и ошибок в программном коде.

    Характеристики
    У разных платформ разные характеристики, рассмотрим характеристики двух из них: Arduino Uno и Arduino Mega 2560.

    Характеристики

    Arduino Uno

    Arduino Mega 2560

    Тактовая частота

    16 МГц

    16 МГц

    Логическое напряжение

    5 вольт

    5 вольт

    Напряжение питания(вход)

    7-12 вольт

    7-12 вольт

    Количество пинов ввода-вывода

    20

    60

    Максимальный ток с пина ввода-вывода

    40 мА

    40 мА

    Максимальный ток с пина 3,3 вольта

    50 мА

    50 мА

    Максимальный ток с пина 5 вольт

    800 мА

    800 мА

    Пинов подключенных к ЦАП

    6

    15

    Пинов подключенных к АЦП

    6

    16

    Разрядность AЦП

    10 бит

    10 бит

    Оперативная память

    2 кб

    8 кб

    EEPROM память

    1 кб

    4 кб

    Flash память

    32 кб

    256 кб



    Ссылки
    Установка Arduino IDE (Windows)
    Установка Arduino IDE (Linux)
    Arduino - оригинал и подделка
  • Загрузка…
Вверх