Одноплатный компьютер ардуино

Arduino: отличное введение в программирование

Традиционно кривая обучения программированию была довольно крутой. Не только синтаксис является чужеродным, но и логика программирования может занять некоторое время. Для многих это разочаровывающий опыт.

Хорошая новость в том, что код Arduino прощает ошибок. По-прежнему есть кривая обучения, но это определенно проще, чем пытаться написать код для своего первого мобильного приложения или игры.

Программирование на Arduino возможно на любом языке, но лучше всего начать с Arduino IDE (интегрированной среды разработки). Вы найдете его версии для Windows, macOS, Linux и других платформ. IDE поддерживает C и C ++ и включает библиотеки для различных аппаратных компонентов, таких как светодиоды и переключатели. Когда программа, известная как «эскиз», завершена, она загружается на плату Arduino через USB-кабель. Здесь его можно запустить и он останется в памяти до замены.

Конечно, программирование для Arduino не идеально. Во-первых, снисходительный характер кода Arduino означает, что легко писать небрежный код и развивать вредные привычки. Вы легко можете не понять, что на самом деле означает этот код.

Программирование Arduino также является относительно простым, поэтому вы, вероятно, не изучите с его помощью сложные методы кодирования.

Но если вы ищете способ постичь абсолютные основы программирования, Arduino отлично подойдет.

Если идея кодирования вас пугает, вы можете изучить и другие языки, совместимые с Arduino, помимо официального. Например, Scratch 4 Arduino — это визуальная альтернатива, более понятная для новичков. Вы изучите концепции кодирования, не беспокоясь о синтаксисе.

Немного поигравшись с кодом Arduino, вы можете понять, что он вам действительно нравится.

Freeduino – Arduino совместимый микроконтроллер

Что такое Freeduino?

Freeduino — программируемая через USB порт микро-ЭВМ, в которую можно загрузить любую программу и получить компактное автономное микропроцессорное устройство с заложенными в него Вашими функциями.

Freeduino — совместимая с Arduino открытая платформа, популярная во всем мире, и наиболее известная именно под именем Arduino. Встречаются также и русские варианты написания: «Ардуино» и «Фридуино».

Возможности платформы не ограничены имеющейся «на борту» периферией – существуют модули, добавляющие к Freeduino новые функции и интерфейсы, такие, например, как модуль Ethernet, или модуль M-Shield, упрощающий подключение двигателей постоянного тока и шаговых двигателей:

^^^

Чем вызвана популярность проекта?

Проект действительно популярен — Google насчитал больше 60 миллионов ссылок: https://www.google.com/search?q=Arduino

• Сопряжение устройства с USB портом компьютера;
• Не требуется навыков программирования микроконтроллеров;
• Не требуются специализированные программаторы и компиляторы;
• Программируется на очень простом языке, понятном неспециалисту;
• Удобная и простая среда разработки программ для микроконтроллера;
• Широкое распространение в сети Internet: сотни сайтов с примерами готовых проектов и библиотек дополнительных функций;
• Проект является 100% открытым — доступны все исходные тексты;
• Устройство достаточно функционально — 14 цифровых входов/выходов, из них 6 выходов с широтно-импульсным модулированием, 6 аналоговых входов;
• Кроссплатформенность. Среда разработки программ для Freeduino работает на Windows, Macintosh OS X, Linux и других операционных системах, поскольку является открытой и реализована на Java.

Области применения

Freeduino можно использовать практически по всех областях электроники, где требуется управление системой по заданному алгоритму с возможностью реагирования на внешние сигналы.

С помощью Freeduino Вы можете легко изготовить системы управления различных электронных устройств: светомузыка; сигнализация; шаговый двигатель; жидкокристаллическая панель, возможно применение в измерении физических величин совместно с датчиками уровня, движения, веса и многое другое.

Чем отличается Freeduino от Arduino?

Если отвечать коротко, то почти ничем.

Электрические схемы микроконтроллеров Arduino и Freeduino не имеют никаких принципиальных различий, и устройства 100% совместимы друг с другом. Несмотря на то, что весь проект Arduino (включая среду разработки, компилятор, прошивки загрузчика, электрическую схему и прочее) является открытым, есть ограничение на использование названия Arduino. Поэтому энтузиасты и организовали проект Freeduino.

Важные страницы

• Каталог ссылок на дешёвые Ардуины, датчики, модули и прочие железки с AliExpress у проверенных продавцов
• Подборка библиотек для Arduino, самых интересных и полезных, официальных и не очень
• Полная документация по языку Ардуино, все встроенные функции и макро, все доступные типы данных
• Сборник полезных алгоритмов для написания скетчей: структура кода, таймеры, фильтры, парсинг данных
• Видео уроки по программированию Arduino с канала “Заметки Ардуинщика” – одни из самых подробных в рунете
• Поддержать автора за работу над уроками
• Обратная связь – сообщить об ошибке в уроке или предложить дополнение по тексту ()

5 / 5 ( 7 голосов )

Что такое Arduino

Микрокомпьютеров для инженеров и программистов-разработчиков существует множество. И одной из самых популярных физически-программных платформ является Arduino. Она привлекает особенной простотой, совместимостью с большинством операционных систем и низкой стоимостью. А мы помогаем разобраться в том, что представляет собой платформа Arduino.

Arduino — это открытая электронная платформа, основанная на простых в использовании железе и программном обеспечении.

Платы с микроконтроллером Arduino способны считывать входящую информацию (загоревшаяся лампочка сенсора, палец на кнопке или сообщение в Твиттер), а зачем переформировывать её в исходящее действие — активировать двигатель, зажечь светодиод или опубликовать что-то в сети.

На протяжении нескольких лет платформа использовалась для создания многих тысяч проектов, начиная от конструирования простых бытовых девайсов до разработки сложных научных инструментов. Вокруг платформы построилось сообщество студентов, учёных и просто интересующихся со всего мира. И выбирают именно эту платформу за удобство и многофункциональность.

Программное обеспечение для Arduino

Для работы с платформой Arduino вам не обязательно будет ставить себе определённое программное обеспечение. Начать программировать можно с Arduino Web Editor, позволяющим сохранять скетчи в облачном хранилище. Инструмент постоянно обновляется онлайн, ничего скачивать и переустанавливать не приходится. Но для работы, конечно, потребуется постоянное интернет-соединение.

Однако, если вы предпочитаете программировать оффлайн, вам следует скачать последнюю версию приложения для рабочего стола Arduino. Это открытое программное обеспечение, совместимо со следующими операционными системами:

• Windows;
• Mac OS (Lion или более ранние версии);
• Linux 32 bit;
• Linux 64 bit;
• Linux ARM.

Актуальная версия приложения для рабочего стола будет работать с любой версией микрокомпьютера Arduino, никакие дополнительные программы под определённое железо устанавливать не нужно.

Главное преимущество всей этой открытой платформы именно в её простоте.

Если вы только начинаете работать с Arduino, вас наверняка порадует огромное количество понятных инструкций, официально переведённых даже на русский язык.

Преимущества платформы Arduino

Для физического программирования существует множество микрокомпьютеров и платформ, в том числе популярный и дешёвый Raspberry Pi. Большинство существующих программ помогает облегчить работу и обучение программированию, Arduino не становится исключением. Но у этой платформы есть множество весомых преимуществ перед рядом конкурентов:

• Низкая цена в сравнении с большинством подобных платформ.
• Кроссплатформенность. С Arduino работать можно хоть на Windows, хоть на Mac OS, тогда как большинство платформ разрабатывается исключительно под Windows.
• Простая программная обстановка. Платформа отлично подходит для новичков, а подробных уроков в сети великое множество.
• Открытый ресурс и расширяемое программное обеспечение. Продвинутые программисты могут без проблем самостоятельно расширять под себя ПО (и даже железо).

Чтобы начать пробовать свои силы на платформе Arduino, достаточно приобрести необходимые физические компоненты. Подбор железа будет зависеть от ваших целей в программировании. Если вы ищете вдохновения, вам на помощь всегда готовы прийти программисты со всего мира, образовавшие вокруг платформы целое сообщество.

Почему Arduino становится такой популярной

Совсем недавно еще никто не слышал об Ардуино. И до сих пор многих отпугивают слова: программируемый микроконтроллер, одноплатный компьютер, система для разработки устройств автоматизации. На деле все гораздо проще. Именно благодаря простоте и дешевизне Ардуино получила такую популярность. Существуют и другие проекты со схожими целями. Но ардуино обладает рядом преимуществ:

1. Низкая стоимость. Ардуино можно купить всего за 2$
2. Кроссплатформенность. Программное обеспечение ардуино очень универсально. Есть версии для большинства операционных систем.
3. Arduino IDE. Это очень простая в освоении и удобная в использовании среда разработки. Она устанавливается и настраивается всего за несколько кликов мышкой.
4. Открытый исходный код. Это позволяет людям создавать свои собственные функции и библиотеки. В интернете огромное количество готовых программных решений для любых целей. Вам не придется самостоятельно разбираться в принципах действия модулей. Вы можете скачать и установить готовую библиотеку, написанную для конкретного модуля, и использовать ее.

Программирование для платы Uno

Для написания программ (скетчей) для контроллер Ардуино вам нужно установить среду программирования. Самым простым вариантом будет установка бесплатной Arduino IDE, скачать ее можно с официального сайта.

После установки IDE вам нужно убедиться, что выбрана нужная плата. Для этого у Arduino IDE в меню “Инструменты” и подпункте “Плата” следует выбрать нашу плату (Arduino/Genuino Uno). После выбора платы автоматически изменятся параметры сборки проекта и итоговый скетч будет скомпилирован в формат, который поддерживает плата. Подключив контроллер к компьютеру через USB, вы сможете в одно касание заливать на него вашу программу,используя команду “Загрузить”.

Сам скетч чаще всего представляет собой бесконечный цикл, в котором регулярно опрашиваются пины с присоединенными датчиками и с помощью специальных команд формируется управляющее воздействие на внешние устройства (они включаются или выключаются). У программиста Ардуино есть возможность подключить готовые библиотеки, как встроенные в IDE, так и доступные на многочисленных сайтах и форумах.

Написанная и скомпилированная программа загружается через USB-соединение (UART- Serial). Со стороны контролера за этот процесс отвечает bootloader.

Более подробную информацию о том, как устроены программы для платы Ардуино можно найти в нашем разделе, посвященном программированию.

Общая информация об Arduino

Arduino обрели особенно сильную популярность среди людей, которые только начинают заниматься электроникой. На то есть несколько причин. В отличие от большинства предшественников, Arduino не требует дополнительного оборудования (программатора) для загрузки кода на плату — используется простой USB-кабель. Оболочка для программирования — Arduino IDE использует упрощенную версию C++, что облегчает процесс обучения для новичков. Кроме того, Arduino использует стандартизированный форм фактор для большинства своих плат, благодаря чему появился целый комплект дополнительных «шилдов».

Arduino Uno показана на рисунке ниже:

Arduino Uno — одна из самых популярных плат в линейке и является отличным выбором для начинающих. Технические характеристики этой модели будут рассмотрены ниже.

Оболочка Arduino IDE:

Поверите или нет, но показанные на рисунке выше 10 строчек кода достаточно, чтобы заставить мигать встроенный на плату светодиод. Возможно, сам код для вас сейчас не очень понятен, но поверьте, он предельно логичен и лаконичен. После этой статьи и нескольких туториалов, вам не составит труда его реализовать самостоятельно.

В этой статье мы остановимся на следующих основных моментах:

• Какие проекты можно реализовать с Arduino
• Основные узлы плат Arduino
• Номенклатура самых удачных моделей Arduino
• Дополнительные (периферийные) устройства для Arduino

Рекомендуем также дополнительно почитать

Arduino предназначена не только для узкоспециализированных специалистов. При этом процесс их освоения будет гораздо легче и приятнее, если у вас за плечами базовые знания схемотехники и электротехники. Рекомендуем получить хотя бы общее понимание перечисленных ниже вещей прежде чем углубляться в удивительный мир Arduino:

• Что такое электричество?
• Закон Ома
• Электрическая цепь
• Интегральная схема (микросхема)
• Аналоговый сигнал
• Цифровой сигнал

Установка Arduino IDE

Прежде чем начать работу с Arduino необходимо установить среду программирования Arduino IDE на ваш компьютер/ноутбук. Все описанные далее шаги по установке данной программной среды будут ориентированы на операционную систему Windows, для остальных операционных систем последовательность действий будет примерно такой же. Если возникнут проблемы с другими системами, то помощь можно найти по следующим ссылкам – для пользователей Mac и пользователей Linux. Перед началом установки Arduino IDE убедитесь что вы обладаете правами администратора на вашем компьютере – это облегчит установку.

Шаг 1. Загрузите Arduino IDE с официального сайта — https://www.arduino.cc/download_handler.php.

Шаг 2. Запустите скачанный exe файл.

Шаг 3. В открывшемся окне кликните на “I Agree” чтобы согласиться с условиями лицензии Arduino.

Шаг 4. В окне опций установки отметьте все галочки (см. рисунок).

Шаг 5. На этом шаге необходимо выбрать место установки Arduino IDE. По умолчанию стоит путь установки в Program files на диске C – крайне рекомендуется оставить именно этот путь.

Шаг 6. На этом шаге вы можете наблюдать как Arduino IDE устанавливается на ваш компьютер (см. рисунок). После того как установка будет завершена нажмите кнопку “completed”.

Шаг 7. После завершения установки запустите на выполнение файл Arduino.exe. Откроется окно IDE с минимумом кода внутри него – см. рисунок.

Горшок для цветов с автополивом

Слож­ность: 4/5.

Вре­мя: 3/5.

Полез­ный гор­шок для тех, кто забы­ва­ет полить цве­ты перед отъ­ез­дом или про­сто не зна­ет, как часто надо их поли­вать. Вся элек­тро­ни­ка, насо­сы и ёмкость для воды нахо­дят­ся внут­ри горш­ка. Для каж­до­го рас­те­ния мож­но запро­грам­ми­ро­вать свой режим поли­ва в каж­дом горшке.

Основ­ные харак­те­ри­сти­ки чудо-горшка:

• встро­ен­ный резер­ву­ар для воды;
• дат­чик кон­тро­ля уров­ня влаж­но­сти почвы;
• насос для пода­чи воды;
• дат­чик уров­ня воды в резервуаре;
• све­то­ди­од, инфор­ми­ру­ю­щий о недо­стат­ке воды в резервуаре.

Подроб­но­сти: usamodelkina.ru.

Использование библиотеки Narcoleptic

Эта библиотека позволяет вводить микроконтроллер в режим сна на определенное время с помощью одной функции – Narcoleptic.delay();. Аргументом данной функции является время в миллисекундах – используется точно так же как и стандартная функция delay();.

Рассмотрим ту же программу что и ранее, но с использованием данной библиотеки:

#include <Narcoleptic.h>



void setup() {

          pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);

}



void loop() {

          digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);

          Narcoleptic.delay(1000);

          digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);

          Narcoleptic.delay(120);

}

Как видно, код стал значительно проще, и в случае, когда нужны простые паузы между полезными действиями – эта библиотека является самым простым и удобным решением.

Наборы и конструкторы Ларт

ЛАРТ Сармат Армага

Набор на основе контроллера Ардуино, при помощи которого можно собрать робота, движущегося по линии. Главный компонент комплекта – миниатюрная плата Ардуино Нано, которая позволяет подключать не только входящие в состав набора компоненты, а и другие элементы совместимые с Ардуино, как механического, так и электронного типа. Это дает возможность совершенствовать полученного робота.

ЛАРТ Печенег Батана

Комплект включает плату Ардуино Нано и имеет достаточное количество элементов для разработки и строительства роботов, которых при помощи состава набора можно собрать две разновидности: робот, движущийся по черной линии и робот с датчиком ультразвука. Для программирования применяется текстовая среда Arduino IDE. Для разных модификаций роботов имеется возможность использования совместимых с Ардуино компонентов, а при помощи дополнительной пластины можно установить большее количество датчиков.

Выбрать и купить наборы ЛАРТ можно на официальном сайте: lartmaster.ru/

Конструктор Смарт Робо

Готовый конструктор для создания электронного робота на основе Ардуино, в комплект входит необходимое количество элементов, и руководство к сборке. Базовый элемент набора – плата от Keyestudio (100% аналог Ардуино). Полученный робот может быть запрограммирован на движение по линии, возможность объезда препятствий и управление от дистанционного пульта. Все элементы соединяются при помощи быстроразъемных соединителей и не требуют пайки. Доработать и усовершенствовать полученную конструкцию можно добавив на плату дополнительные элементы, совместимые с контроллером Ардуино.

Конструктор Смарт

Серия наборов, которые отличаются по комплектации. Основной компонент – плата Smart Uno – аналог контроллера Ардуино Уно, не уступающий ему по качественным характеристикам. В зависимости от комплектации (Смарт 10, Смарт 20 и Смарт 30) набор содержит элементы, как для начального уровня проектирования, так и для разработки более сложных проектов. При необходимости возможно подключение других электронных компонентов, совместимых с микроконтроллером.

Смарт Genuino

Серия наборов – Смарт 10 Genuino, Смарт 20 Genuino, Смарт 30 Genuino, которые отличны по количеству деталей в комплекте. Главный базовый компонент – плата Genuino Uno, кроме которой в составе имеются электронные детали, беспаечная макетная плата, провода и руководство по проектированию. Набор будет интересен как новичкам, так и профессиональным пользователям.

Выбрать и купить конструктор SmartElements можно на официальном сайте: https://smartelements.ru/

Робоплатформа Robbo (ScratchDuino)

Конструктор предназначен для обучения детей и взрослых основам робототехники и электроники. Управление роботизированным механизмом может осуществляться из различных сред программирования (Scratch, Lazarus, Кумир) или же пульта управления. Базовый компонент – картридж Ардуино. В зависимости от типа комплектации варьируется количество составных элементов.

Выбрать и купить конструктор Robbo можно на официальном сайте: https://robboclub.ru/

Подключение вашей платы Arduino к компьютеру

После того как вы установили Arduino IDE на свой компьютер следующим логичным шагом будет подключение платы Arduino UNO к компьютеру. Чтобы сделать это просто используйте кабель для программирования (синего цвета) и соедините его с платой Arduino и USB портом вашего компьютера.

Синий кабель для программирования может выполнять следующие три функции:

1. Он запитывает плату Arduino UNO, то есть чтобы обеспечить выполнение программ на ней необходимо просто запитать ее с помощью USB кабеля.
2. Через него программируется микроконтроллер ATmega328, находящийся на плате Arduino UNO. То есть код программы пересылается из компьютера в микроконтроллер именно по этому кабелю.
3. Он может функционировать в качестве кабеля для последовательной связи, то есть с его помощью можно передавать данные с Arduino UNO в компьютер – это полезно для целей отладки программы.

После того как вы подадите питание на плату Arduino UNO на ней загорится маленький светодиод – это свидетельствует о том, что на плату подано питание. Также вы можете заметить как мигает другой светодиод – это результат работы программы по управлению миганием светодиода, которая по умолчанию загружена в вашу плату ее производителем.

Поскольку вы подключаете плату Arduino в первый раз к компьютеру необходимо некоторое время чтобы драйвера для нее успешно установились. Чтобы проверить правильно ли все установилось и определилось откройте «Диспетчер устройств (Device manager)» на вашем компьютере.

В диспетчере устройств откройте опцию «Порты» “Ports (COM & LPT)”, кликните на ней и посмотрите правильно ли отображается там ваша плата.

При этом стоит отметить, что не стоит обращать внимание на то, какой номер порта отобразился у вашей платы Arduino – он может, к примеру, выглядеть как CCH450 или что то подобное. Этот номер порта просто определяется производителем платы и больше ни на что не влияет

Если вы не можете в диспетчере устройств найти опцию “Ports (COM & LPT)”, то это означает, что ваша плата не корректно определилась компьютером. В большинстве случает это означает проблему с драйверами – по какой то причине они автоматически не установились для вашей платы. В этом случае вы должны будете вручную установить необходимые драйверы.

В некоторых случаях в указанной опции диспетчера устройств может отобразиться два COM порта для вашей платы и вы не будете знать какой из них правильный. В этой ситуации отключите и снова подключите плату Arduino к компьютеру – какой из COM портов при этом будет появляться и исчезать, значит тот и правильный порт.

Следует помнить о том, что номер COM порта будет изменяться при каждом новом подключении вашей платы к компьютеру – не пугайтесь, в этом нет ничего страшного.

Что такое Arduino и для чего оно нужно?

Arduino — это электронный конструктор, который позволяет любому человеку создавать разнообразные электро-механические устройства. Ардуино состоит из программной и аппаратной части. Программная часть включает в себя среду разработки (программа для написания и отладки прошивок), множество готовых и удобных библиотек, упрощенный язык программирования. Аппаратная часть включает в себя большую линейку микроконтроллеров и готовых модулей для них. Благодаря этому, работать с Arduino очень просто!

С помощью ардуино можно обучаться программированию, электротехнике и механике. Но это не просто обучающий конструктор. На его основе вы сможете сделать действительно полезные устройства. Начиная с простых мигалок, метеостанций, систем автоматизации и заканчивая системой умного дома, ЧПУ станками и беспилотными летательными аппаратами. Возможности не ограничиваются даже вашей фантазией, потому что есть огромное количество инструкций и идей для реализации.

проекты на Arduino

5Общение с Arduino

Как же процессор узнаёт, что именно ему следует делать? Вы должны рассказать ему это. Написание сообщений для Arduino называется программирование. Существует язык для общения с микроконтроллером, упрощённый и адаптированный специально для Arduino. Освоить этот язык совсем не сложно при желании и определённой настойчивости, даже если вы никогда раньше не программировали.

И для упрощения этого процесса разработана специальная программная среда – Arduino IDE. В её состав включены десятки примеров хороших, работающих программ. Изучив их, вы очень быстро многое узнаете о языке общения с Arduino.

Внешний вид среды разработки для программирования Ардуино – Arduino IDE

Arduino позволит вашим программам выйти из виртуального мира в мир реальный. Вы сможете увидеть, как написанные вами программы заставляют мигать светодиод или вращать вал двигателя, а затем делать и более сложные и полезные вещи. Arduino позволит вам узнать много нового и интересного и в электронике, и в программировании. В итоге это может послужить вам отличным хобби, увлекательным занятием с детьми, замечательным и полезным времяпровождением.

Ну и напоследок, посмотрите, какие разные и замечательные проекты можно воплотить с помощью Ардуино!

Платы и модули для функционала

Существует много плат Arduino, описание которых говорит о различиях в объеме памяти, портах, питании, тактовой частоте и др. Одни предназначены для решения простых задач, другие — для решения более сложных.

К популярным платам относятся следующие виды:

1. Arduino Uno. Наиболее распространенная плата. Есть большой выбор уроков. Плата допускает замену контроллера. Оснащена 14 цифровыми вводами-выводами (6 ШИМ), 6 аналоговыми входами, флеш-памятью 32 Кб (ATmega328), из которых 0,5 Кб использует загрузчик.
2. Arduino Mega 2560. Создана на базе микроконтроллера ATmega2560. Флеш-память — 256 Кб, из которых 8 Кб использует загрузчик. Имеет 54 цифровых вводов-выводов (14 ШИМ), 16 аналоговых входов, 8 Кб оперативной памяти. Среди всех плат «Ардуино» у этой самый большой размер.
3. Arduino Due. Оснащена 54 цифровыми вводами-выводами (12 ШИМ), 12 аналоговыми входами (2 выходами). Создана на базе микроконтроллера AT91SAM3X8E с рабочим напряжением 3,3 В и флеш-памятью 512 Кб.
4. Arduino Pro Mini 3.3V. Самая миниатюрная плата в семействе Arduino. Напряжение — 3,3 В. Требует использования внешнего программатора. Память данных составляет 2 Кб. Создана на базе микроконтроллера ATmega328P. Количество цифровых выводов — 14 линий (6 из которых — ШИМ), аналоговых — 6.
5. Arduino Pro Mini 5V. Аналог предыдущей модели с напряжением 5 В.
6. Arduino Nano V3.0. Создана на базе ATmega328. Сдержит 32 Кб памяти, из которых 2 Кб использует загрузчик. Имеет 14 цифровых вводов-выводов (6 ШИМ), 6 аналоговых входов, встроенный порт USB. Напряжение — 5 В.
7. Arduino Micro. Разновидность платы c возможностью имитировать различные USB-устройства при подключении к ПК. Оснащена 20 цифровыми вводами-выводами (7 ШИМ), 12 аналоговыми входами.

Кроме того, существуют дополнительные модули и датчики с нужными ответвлениями:

1. Датчики. Системы, считывающие, отправляющие и обрабатывающие информацию. Расширяют аппаратные функции проекта.
2. Модули. Дополнения, которые позволяют расширить вычислительные мощности проекта. К ним относят карты памяти, вспомогательные процессы.

Датчики можно разделить на категории:

1. Устройства получения информации. Датчики и сканеры, позволяющие получить сведения об окружающей среде: давлении, температуре, влажности, расстоянии до объектов. Есть возможность вводить параметры, зависящие от этих показаний. С помощью датчика расстояния можно создавать роботы-пылесосы, которые передвигаются по комнате, избегая препятствий.
2. Устройства обработки информации. Реализуются отдельно или совместно с предыдущими датчиками. Используются для совершения промежуточных операций.
3. Устройства вывода информации. Это ЖК-экраны, светодиодные индикаторы, сенсорные экраны, динамики и т. д.

Среди наиболее популярных модулей «Ардуино» можно выделить:

1. Ультразвуковой дальномер HC-SR04. Датчик, позволяющий с помощью ультразвука измерить расстояние от 2 см до 4 м.
2. Инфракрасный дальномер Sharp. Измеряет расстояние от 20 см до 1,5 м посредством инфракрасного излучения.
3. Модуль температуры и влажности DHT11. Измеряет температуру в диапазоне от 0 до +50°C и влажность от 20 до 90%. Используется для теплиц или в качестве комнатного термометра. Часто приобретается для умного дома.
4. Датчик влажности почвы FC-28. Измеряет влажность почвы или другой среды. Нужен для автоматизированного полива растений.
5. Bluetooth HC-06. Помогает организовать беспроводную связь с другими устройствами.

Как общаться с «Ардуино»

Чтобы микроконтроллер понял, что необходимо сделать, нужно написать программу. Для этого был разработан специальный язык программирования, основанный на С++.

Инструкции работы платформы пишется в программной среде Arduino IDE. В ней уже есть рабочие примеры, изучив которые, можно получить базовое представление о том, как общаться с Arduino.

Существуют и специальные среды программирования, которые дают возможность не писать текст. Речь идет о визуальном программировании, графических средах для управления платами «Ардуино». Наиболее распространенные из них — Scratch, ArduBlock, FLProg.

Железо

Помимо микроконтроллера на отладочной плате стоит обвязка, необходимая для его работы: это кварцевый генератор, задающий частоту работы процессора, и “рассыпуха” – конденсаторы и резисторы, выполняющие фильтрующие и подтягивающие функции.

Arduino “на минималках”: кварц, конденсаторы и прочее

Давайте так: что нужно сделать для того, чтобы собрать устройство на микроконтроллере? Нужно подключить к выходам микроконтроллера необходимые устройства (далее – “железо”), загрузить на микроконтроллер прошивку, которая будет управлять этим железом, и обеспечить всё это дело стабильным питанием. Цель разработчиков ардуино была совместить вышеуказанное с простотой и удобством работы и модульностью, тем самым превратив разработку электронных устройств в мощный универсальный конструктор. Эта цель была достигнута так: на плате, вместе с микроконтроллером, разместили “программатор” для загрузки прошивки, usb порт и стабилизатор питания, позволяющий питать плату от широкого диапазона постоянных напряжений: 5-19 вольт. Микроконтроллеру нужно 5 вольт, что стабилизатор ему и обеспечивает.

Загрузка прошивки

USBasp – ISP программатор для AVR (в том числе Arduino)

Что касается так называемого программатора: изначально способом загрузки прошивки в микроконтроллер является загрузка посредством ISP (in-system programming) программатора, который загружает прошивку напрямую в память микроконтроллера. Это способ хорош и надёжен, но он дороже и не такой универсальный как тот, который используется в Ардуино. Работает это так: вместо ISP программатора на плате стоит USB-TTL преобразователь, который позволяет Ардуино (на её стороне TTL – транзистор-транзистор логика) буквально общаться с компьютером (на его стороне – USB) и обмениваться данными. Но просто общаясь с компьютером загрузить прошивку не получится, поэтому в памяти микроконтроллера “живёт” загрузчик (он же bootloader), который умеет ловить данные, идущие с компьютера и загружать их во Flash память микроконтроллера. При каждом запуске микроконтроллера загрузчик ждёт команду от компьютера, мол желает ли тот загрузить новую прошивку. Если никто ему не отвечает какое-то время, он запускает уже имеющуюся в памяти МК прошивку. Отсюда вытекает несколько минусов:

• Загрузчик сидит во Flash памяти и занимает место (около 6%, что довольно-таки много)
• При подаче питания на МК прошивка стартует не сразу, каждый раз загрузчик ждёт команду от компьютера в течение какого-то времени (пару секунд), прежде чем передать управление имеющейся в памяти программе.

Оба этих минуса решаются частично или полностью:

• Можно прошить неофициальный загрузчик, который занимает меньше места в памяти и быстрее стартует
• Можно загружать скетчи напрямую через ISP, в этом случае вообще не будет потери места и задержек при запуске, так как загрузчика вообще не будет в памяти

Возвращаясь к USB-TTL преобразователю: почему именно такой способ загрузки прошивки выбрали разработчики Arduino? Да всё очень просто: микросхема USB-TTL преобразователя стоит дешевле микросхем, могущих в ISP (роль оных обычно выполняют микроконтроллеры), что прилично удешевляет платформу. Но самое главное – использование USB-TTL преобразователя добавляет нам возможность общаться с платой при помощи компьютера (смартфона, планшета) без использования дополнительного железа, т.е. мы можем как управлять какими-то устройствами (если это заложено в коде прошивки), так и получать от Ардуино данные, например показания с датчиков. Но самое-самое главное – это позволяет отлаживать код, вручную, но все таки отлаживать.

Общие сведения

WiFi Slot содержит на борту всё необходимое для быстрой и комфортной работы: USB-разъём для программирования и отладки, десять цифровых входов/выходов с поддержкой ШИМ-сигнала (восемь из которых восемь могут использоваться как аналоговый вход) и две служебные кнопки.

Больше нет нужды нажимать специальные кнопки при каждой прошивке. Специальная схема вводит плату в режим программирования при прошивке через USB-разъём.

Родным напряжением чипа является 3,3 В. Мы установили на плату мощный DC-DC преобразователь, который позволяет запитать плату от 5 В при помощи USB, Power Bank или Li-Ion-аккумулятора. Понижающий преобразователь обеспечит нагрузку током до 1 А. Забудьте о глюках при нехватке питания от маломощных регуляторов напряжения — тока хватит всем.

WiFi Slot позволяет подключить до четырёх Troyka-модулей. Используемые пины для связи сенсоров и модулей с WiFi Slot зависят от конкретного устройства, точнее: от типа его коммуникации, сигнала и протокола. Обратитесь к странице с обзором сенсоров, чтобы определить как организована коммуникация с каждым устройством. После чего можно приступать к работе с модулем.

Платформа программируется двумя способами:

Возможности

Зачем учиться работать с ардуино и электроникой в целом?

• Это невероятно интересное, техническое, развивающее мозги и относительно дешёвое “DIY” хобби с бесконечным количеством идей и их реализаций
• Возможность создания узко-специальных электронных устройств и станков, аналогов которым нет в продаже или они слишком дорогие. В том числе для личных нужд или для работы (знакомый ювелир сделал себе контроллер для муфельной печи, который стоит очень дорого).
• Возможность создания новых уникальных устройств с целью выхода на краудфандинг и старта продаж и своего бизнеса.
• Отличная практика в программировании и электронике, особенно перед обучением на соответствующую специальность.
• Возможности в целом: автоматизация процессов и “машин”, автоматическое регулирование процессов, дистанционное управление, мониторинг различных величин, носимые и стационарные электронные устройства различного назначения.

Похожие записи:

Сила и плотность тока. линии тока Плавкие предохранители Разборные 4-контактные 3.5мм аудио штекеры для ремонта наушников Стабилизаторы тока на lm317, lm338, lm350 и их применение для светодиодов Stm32cubeide Делаем подсветку на велосипед из светодиодной ленты