Cегодня в сфере автоматизации лидирующие позиции занимают схемы, построенные на микроконтроллерах или логических элементах, в том числе программируемых. На них проще и быстрее заставить «железо» выполнять заданный алгоритм, а габариты устройства будут в разы меньше чем аналогичные на электромеханических реле или дискретных электронных компонентах. Но, достаточно долго, сфера цифровой электроники и программирования была чем-то страшным для среднестатистического самодельщика, ведь нужно было покупать программаторы, источники питания, травить печатные платы и так далее.
Раньше, безусловно, на рынке продавались отладочные платы от производителей микроконтроллеров, но они стоили слишком дорого для использования на практике, а не для обучения. Но в 2005 году в Италии появился проект «Ардуино», который изначально предназначался как плата с микроконтроллером, для обучения студентов. Но компоновка и идеология этого проекта оказалась настолько удачной, что она стала популярной во всём мире.
После некоторых изменений, доработок и выпуска разных версий как по габаритам, так и по мощности и возможностям, мы получили целое семейство плат Arduino для удобного макетирования и сборки готовых устройств. Они состоят из микроконтроллера, необходимой для его работы обвязки, источника питания и встроенного USB-TTL конвертера или любого другого устройства для загрузки прошивки с компьютера по USB.
Ардуино — это открытый проект, все схемы и необходимые прошивки для самостоятельной сборки выложены в свободном доступе. Что позволяет, в случае необходимости сделать своё вариант платы, с уникальными размерами и разводкой или же просто повторить оригинал своими руками.
Что особенного в этих «Ардуинах»?
Платы Arduino любой серии представляют собой не только плату с микроконтроллером и обвязкой, на них разведены и контакты, на которые выведены все ножки микроконтроллера, а к этим контактам припаивают так называемые гребёнки. К ним с помощью перемычек с разъёмами и штекерами («папа» и «мама» соответственно) подключаются исполнительные устройства и датчики для взаимодействия с окружающим миром.
Но не вся периферия подключается к главной плате перемычками. Есть так называемые Arduino-шилды. Это также печатные платы с микросхемами, другими контроллерами или еще чем-либо, что нужно для дополнения функций «Ардуино», образуя своего рода бутерброд. В продаже есть шилды для простого подключения шаговых или коллекторных двигателей, с датчиками температуры, влажности и давления (для метеостанций), GSM-шилды (возможность установки SIM-карты и отправки СМС-уведомления о состоянии чего-либо или вы сами можете отправить команду вашему устройству, находясь на расстоянии.
Модульность — главная особенность Arduino-подобных плат.
Сам микроконтроллер, сердце платы, программируется на упрощенном варианте языка программирования C, а прошивки здесь называются «скетчами». Программы пишут в удобной и простой среде — Arduino IDE и загружаются на плату буквально в два клика. Простота и понятность для человека далёкого от программирования. Сам же язык «Ардуино», как заявляет разработчик, базируется на языке Wiring, но это не имеет особого значения, ведь Arduino IDE корректно работает с программами, написанными как на «своём нативном языке», так и на чистом C.
Простое написание программ и их загрузка в микроконтроллер — вторая особенность «Arduino»
Но что можно сделать на базе этого устройства? Практически всё что угодно, начиная от светомузыки, заканчивая роботами и ЧПУ-станками. Так как семейство плат Arduino очень широко, то в ассортименте есть не только устройства на базе АТмега328 8 бит), но и на базе более мощных микроконтроллеров, как других 8-битных AVR (например, ATmega32u8, многоногая и мощная ATmega2560), так и МК на базе ядра ARM Cortex M0 (ATSAMD21G18) — это мощный 32-битный микроконтроллер, который позволяет работать со сложными проектами. Применять в устройствах, работа которых связана с обработкой и воспроизведением звука и прочими, плата с ним называется Arduino M0.
Что нужно для начала?
Самый простой способ познакомится с проектами на Ардуино самый простой вариант — это заказать готовый набор на «Алиэкспресс». В зависимости от стоимости в наборе может быть как просто набор перемычек, так и целый комплекс из шилдов с реле, сервоприводами, датчиками и все остальным, что необходимо для обучения.
Помните, что есть три варианта плат «Ардуино»:
1. Оригинальные — стоят дорого (UNO r3 до 2000 рублей) отличное качество.
2. клоны плат — стоят дёшево (например, ту же UNO r3 можно купить за 150-250 рублей), но могут быть проблемы с качеством исполнения платы или встречаются удешевленные версии с CH340 в качестве USB-TTL преобразователя (нужен для прошивки МК через USB), но это не проблема. Совместимость обеспечивается ручной установкой драйверов, которые «гуглятся» за пару минут.
3. И, наконец, бесчисленные Arduino-подобные платы (freeduino, xDuino и пр.), как в точности повторяющие оригинал (отличие в расцветке и названии), так и с различными доработками и встроенными полезностями.
Дешевле будет купить отдельно плату и нужные перемычки, датчики и исполнительные устройства для конкретно вашего проекта. После покупки вам останется установить Arduino IDE, собрать схему, написать или скачать готовый скетч и загрузить в микроконтроллер по USB.
Подведем итоги
Arduino позволила широкому кругу любителей освоить цифровую электронику и собирать устройства на базе микроконтроллеров без головной боли, связанной с программаторами, прошивкой, правильным выставлением «фьюзов» и риском сжечь чип.
Модульность конструкцииArduino позволяет быстро ремонтировать или модернизировать ваше устройство и легко собрать его, не обладая особыми навыками монтажа электронных схем и компонентов, говоря простым языком — без паяльника.
Для чего Ардуино пригодится электрику? Например, автоматическое управление освещением, насосами, отоплением, или с ручным управлением через интернет или SMS-сообщения. Можно сделать простые охранные системы с датчиками движения и уведомлениями в виде SMS на телефон.
Если вам интересна эта тема — поставьте лайк или напишите комментарий. Это важно для нас и мы будем знать что интересно нашим читателям.
