Nyt teknologiaan kiinnostuneiden ihmisten maailmassa on todellinen "arduinomania". Tuhannet artikkelit, sadat blogit ja foorumit on omistettu tälle pienelle salaperäiselle laitteelle. Joten mikä tämä on - Arduino? Ja miksi siitä tuli niin suosittu?
Arduino on pieni elektroninen laite, joka koostuu yhdestä piirilevystä, joka voi ohjata erilaisia antureita, moottoreita, valoja, lähettää ja vastaanottaa tietoja … Arduino on koko joukko erikokoisia ja -ominaisuuksilla varustettuja laitteita. Ja tämä on myös koko Arduino-kloonien eläintarha ja arduino-yhteensopivien laitteiden maailma. Mutta puhutaan kaikesta järjestyksessä.
Arduino "aivot"
Arduinon "aivot" ovat Atmegan mikrokontrolleri. Mikrokontrolleri on mikroprosessori, jossa on muistia ja erilaisia oheislaitteita, toteutettuna yhdellä mikropiirillä. Itse asiassa se on yhden sirun mikrotietokone, joka pystyy suorittamaan suhteellisen yksinkertaisia tehtäviä. Arduino-perheen eri mallit on varustettu erilaisilla mikrokontrollereilla.
Kuvassa on Atmega328-mikrokontrolleri. Tällaiset mikro-ohjaimet ovat päällä ja (mutta eri tapauksessa).
Arduino "kädet"
Mutta mitä hyötyä aivoista on, jos sillä ei ole käsiä? Kädet ovat tässä tapauksessa sähköjohdot, jotka on sijoitettu Arduino-levyn kehän ympärille. On laudoja, joissa on paljon nastoja, ja laudoja, joissa on vähemmän. Esimerkiksi Arduino-perheen suurimmalla levyllä - on yli 70 itsenäistä nastaa ja pienimmällä vain 22 nastaa.
Kuvassa on vertailu Arduino Mega ja Arduino Pro Mini.
Digitaaliset ja analogiset lähdöt
Kaikki Arduino-nastat eivät ole samat. On digitaalisia lähtöjä ja analogisia. Perusero niiden välillä on se, että digitaalisissa nastoissa voi olla vain kaksi arvoa: joko looginen "1" (TOSI, 3 - 5 volttia) tai looginen "0" (EPÄTOSI, 0 - 1,5 volttia)) ja analogisissa lähdöissä - alue loogisesta 1: stä 0: een on jaettu moniin pieniin osiin.
Miksi sitä tarvitaan? Katsotaanpa tällaista havainnollista esimerkkiä. Jos liität LED-valon Arduinon digitaaliseen nastaan ja kiinnität nastaan logiikan "1", LED syttyy suurimmalla kirkkaudella; jos annat "0" - LED sammuu. Välivaihtoehtoja ei ole. Jos LED on kytketty analogiseen lähtöön, LEDin kirkkautta voidaan säätää sujuvasti. Käytännössä analogiset lähdöt kytketään useimmiten jonkinlaisiin analogisiin antureihin.
Mitä Arduino voi hallita
Tämän seurauksena Arduinolla on niin monta "kättä", että voit liittää siihen valtavan määrän erilaisia oheislaitteita. Niistä esimerkiksi:
- painikkeet,
- LEDit,
- mikrofonit ja kaiuttimet,
- sähkömoottorit ja servot,
- LCD-näytöt,
- RFID- ja NFC-lukijat,
- ultraääni- ja laseretäisyysmittarit,
- Bluetooth-, WiFi- ja Ethernet-moduulit,
- SD-kortinlukijat,
- GPS- ja GSM-moduulit …
Ja myös kymmeniä erilaisia antureita:
- valaistus,
- magneettikenttä,
- gyroskoopit ja kiihtyvyysanturit,
- savu- ja ilmanlaatuanturit,
- lämpötila ja kosteus ja paljon muuta.
Kaikki tämä tekee Arduinosta monipuolisen järjestelmän ytimen, joka voidaan konfiguroida monin eri tavoin. Haluatko tehdä radio-ohjattavan lemmikkieläinten syöttölaitteen? Olet tervetullut! Haluatko, että ikkuna sulkeutuu loggiallesi, kun sataa? Olet tervetullut! Haluatko säätää huoneen valaistuksen kirkkautta älypuhelimella? Helppo!
Kuva näyttää vain pienen osan oheislaitteista, jotka voidaan liittää Arduinoon. Itse asiassa niitä on paljon, paljon enemmän.
Viestintä Arduinon kanssa
Mistä prosessori tietää tarkalleen mitä tehdä? Sinun täytyy kertoa hänelle tämä. On kieli kommunikointiin mikrokontrollerin kanssa, yksinkertaistettu ja mukautettu nimenomaan Arduinolle. Tämän kielen hallitseminen ei ole lainkaan vaikeaa halun ja tietyn sitkeyden kanssa, vaikka et ole koskaan aiemmin ohjelmoinut.
Viestien kirjoittamista Arduinolle kutsutaan ohjelmoinniksi. Ja tämän prosessin yksinkertaistamiseksi on kehitetty erityinen ohjelmistoympäristö - Arduino IDE. Se sisältää kymmeniä esimerkkejä hyvistä, toimivista ohjelmista. Opiskellessasi heitä opit hyvin nopeasti Arduinon kanssa käytävän viestinnän kielestä.
Arduino antaa ohjelmiesi mennä ulos virtuaalimaailmasta todelliseen maailmaan. Voit nähdä, kuinka kirjoittamasi ohjelmat saavat LEDin vilkkumaan tai pyörittämään moottorin akselia ja tekemään sitten monimutkaisempia ja hyödyllisiä asioita. Arduino antaa sinun oppia paljon uutta ja mielenkiintoista sekä elektroniikassa että ohjelmoinnissa. Tämän seurauksena siitä voi tulla erinomainen harrastus sinulle, jännittävä harrastus lasten kanssa, upea ja palkitseva harrastus.
