Što je Arduino platforma i čemu služi?

Što je Arduino?

Arduino je gotova hardverska i softverska platforma čije su glavne komponente mala I/O kontrolna ploča i razvojno okruženje temeljeno na obradi/ožičenju.

Prvi prototip kontrolera objavljen je 2005. kada ga je Massimo Banzi dizajnirao za studente na Institutu za dizajn interakcija u Ivrei, Italija. Naziv uređaja dolazi od imena kralja Arduina, koji je vladao Italijom samo dvije godine početkom 11. stoljeća, po kojem je nazvana i pivnica "di Re Arduino", u vlasništvu Massima Banzija, a nalazi se upravo na , prema legendi je rođen kralj Arduin.

Cilj Arduina je stvoriti pristupačno okruženje za programere softvera kako bi im se omogućio ulazak u svijet programiranja mikrokontrolera. Programiranje kontrolera ove tvrtke vrši se u jednostavnom i intuitivnom programskom okruženju — Arduino IDE. Ovo okruženje je pogodno i za početnike i za iskusne korisnike.Koristi se programski jezik C++ koji je dopunjen mnogim bibliotekama što olakšava rad s uređajem.

Arduino je napravio pravu revoluciju u području elektroničkog dizajna na međunarodnoj razini. I sheme i izvorni kodovi dostupni su besplatno, što je razlog zašto je Arduino stekao toliku popularnost. Gotovu ploču možete kupiti za samo nekoliko dolara ili je možete sastaviti sami.

Arduino ploča ima vlastiti procesor i memoriju, opremljena je mnoštvom ulaza i izlaza na koje se mogu spojiti različiti senzori, kao i aktuatori i mehanizmi. Trenutno je dostupno više od 20 glavnih modova Arduino ploče.

Mikrokontroleri platforme Arduino

Posebnost Arduina je u tome što ne morate biti programer za rad s njim, ne trebate posebno znanje o tome kako radi mikrokontroler da biste izgradili jednostavan projekt. Arduino standardne knjižnice otvaraju puno kreativnosti u smislu automatizacije bilo čega.

Programiranje se ovdje vrši putem posebnog programskog okruženja (IDE) koje se može besplatno preuzeti na Arduino web stranici. Napisana u Javi, ova prijateljska ljuska radi na Windowsima, Mac OS X i Linuxu i sadrži uređivač teksta, voditelja projekta, kompajler pretprocesora i alate za učitavanje programa izravno u mikrokontroler.

Mikrokontroleri koji se koriste u Arduinu već imaju bootloader, tako da programator nije potreban, samo spojite pločicu na računalo preko USB-a ili preko UART-USB adaptera i skinite program.

Ploča također ima mogućnost flashanja bootloadera u mikrokontroleru pomoću programatora, Arduino IDE ima ugrađenu podršku za najpopularnije jeftine programere, postoji pin konektor za programiranje unutar kruga (ICSP za AVR, JTAG za ARM).

Većina Arduino uređaja koristi Atmel AVR ATmega328, ATmega168, ATmega2560, ATmega32U4, ATTiny85 mikrokontrolere s frekvencijom takta od 16 ili 8 MHz. Postoje i ploče temeljene na ARM Cortex M.

Arduino priključci

Arduino UNO R3 ploča

I/O priključci koriste se za spajanje elektroničkih komponenti (LED dioda, motora, senzora itd.) na upravljačku ploču. Također se nazivaju igle. To su digitalna, analogna ili digitalno-analogna sučelja koja imaju svoju funkciju.

Kao što naziv govori, imamo digitalni signal na digitalnim pinovima. Mogu proizvesti samo dvije vrijednosti: logičku nulu (0, LOW) i logičku jedinicu (1, HIGH).

Analogni — slični digitalnim, s tom razlikom što im je glavna namjena povezivanje analognih senzora.

Za korištenje (propuštanje signala) kroz te priključke, moramo ih inicijalizirati u našem programu pomoću funkcije pinMode (<broj pina>, <način rada: INPUT / OUTPUT>), gdje je broj pina broj konektora naveden na ploči Arduino … INPUT je potreban za čitanje podataka, OUTPUT za prijenos. U slučaju da koristimo takve pinove bez prethodnog specificiranja pinMode, dobivene vrijednosti mogu biti pogrešne.

Digitalno-analogni priključci (ili PWM — I/O s modulacijom širine impulsa) — inteligentnije sučelje. Uvijek su spremni za primanje / slanje podataka i ne zahtijevaju prethodnu inicijalizaciju.Njihova glavna prednost je mogućnost prijenosa vrijednosti u rasponu od 0 do 255, što omogućuje mnogo više
ometati upravo rad spojenih elemenata. Ovi priključci su označeni na ploči (i u dokumentaciji) kao PWM ili s «~» (tilda).

Digitalni i analogni pinovi — preklopni (spojni) priključci. PWM — kontrolni priključci. Ako je potrebno promijeniti radne parametre radio elementa, mora se spojiti na PWM. Ako je dovoljno samo uključiti/isključiti element kruga, možete koristiti bilo koji priključak na Arduinu.

Još jedan i posljednji važan kriterij za priključke Arduino ploče je njihov fizički sastav. Zapamtite da svaki pin: ima izlaz od 5 V. Može dati maksimalnu struju od 0,02A

Ovo su mali kriteriji koje je važno imati na umu kako biste uštedjeli mnogo vremena.

Programiranje

Da bi svladao programsku bazu za Arduino, početniku je potrebno samo nekoliko sati, jer mreža već ima ogroman broj video tutorijala, tematskih publikacija, bilješki i članaka o razvoju Arduina. Osnova je C++, dopunjena jednostavnim I/O kontrolnim funkcijama na ploči, a zahtjevniji korisnici moći će raditi čak iu Visual Studiju, barem u Eclipsu ili čak preko naredbenog retka.

Vanjski pogoni i kartice za proširenje

Zapravo, Arduino pruža ogromne mogućnosti za stvaranje svih vrsta uređaja, možete spojiti senzore, brave, motore, zaslone, routere pa čak i kuhala za vodu. Proizvod možete proširiti dodatnim pločama — štitovima, na primjer, za rad s GPS-om, za povezivanje putem lokalne mreže ili interneta, za bluetooth, Wi-Fi itd. Arduino je posebno popularan u robotici.

Praktično, ne trebate lemilo za spajanje ekstenzija, koriste se jednostavni spojevi pinova, što olakšava dizajniranje izgleda, komplicirajte ih koliko god želite, općenito, prostor za kreativnost je beskrajan.

Kartice za proširenje (shields) sada se prodaju za mnogo različitih funkcija, mogu se spojiti kao sendvič, zahvaljujući prikladnom položaju konektora. To mogu biti bežične komunikacijske kartice, kontrolne kartice koračni motor, i bilo koje druge kontrolere s različitim namjenama.

Zašto je korištenje Arduina tako popularno

Platforma Arduino nadaleko je prepoznata od strane programera novih elektroničkih uređaja, nastavnika i studenata strojarstva, kao i studenata tehničkog stvaralaštva.

Korištenje Arduina pojednostavljuje proces rada s mikrokontrolerima. Po tehničkoj opremljenosti idealan je za obrazovni proces osmišljavanja raznih mehatronički sustavi i roboti, zahvaljujući razumljivom programskom okruženju i mogućnosti praćenja fizičkih procesa u realnom vremenu, kao i zahvaljujući razumljivom programskom okruženju i nizu drugih prednosti.

Može se koristiti kao nastavni i istraživački alat u digitalnoj obradi signala, elektronici, sklopovima, robotici, automatizaciji itd. Jače Arduino ploče primjenjive su za rješavanje složenih tehničkih problema vezanih uz razvoj velikih projekata i njihovu složenu automatizaciju.

Arduino je najpopularniji trend koji čini mikrokontrolere dostupnima za razumijevanje i korištenje velikom broju ljudi, čak i stručnjacima u industriji.Uz pomoć ove popularne platforme možete napraviti veliki broj zanimljivih i korisnih projekata.

Možemo reći da je Arduino univerzalni proširivi programabilni kontroler-konstruktor koji može postati nezamjenjiv pomoćnik u rješavanju bilo kakvih kreativnih zadataka vezanih uz elektroniku bilo koje namjene, čak i budilica, čak i složeni robot, čak i koračni motor — sve to, i ne samo, može kontrolirati prema željenom algoritmu koristeći Arduino.

Ogroman broj svih vrsta perifernih uređaja: gumbi, senzori, LED, LCD indikatori i drugi organi za interakciju s vanjskim svijetom dostupni su za rad s Arduinom.

Na internetu su sada dostupne stotine Arduino programa koji mogu pomoći početnicima i naprednim korisnicima u realizaciji njihovih projekata.