Если вам хотелось бы, хотя бы в теории, заниматься электроникой, и вы даже разбираете сломанные гаджеты и заботливо сохраняете запчасти на черный день, но не знаете, когда и как их применить, то ответом для вас может стать Ардуино — плата с микроконтроллером с открытым исходным кодом, которая представляет собой веселый и простой способ начать изучение электроники. Разработать свой первый проект на этой платформе вы сможете, потратив 500 рублей на оборудование.
Так что же такое Ардуино?
Ардуино —это открытая аппаратно-программная платформа, разработанная в 2005 году итальянскими исследователями Массимо Банци, Дэвидом Куартиллье и другими членами команды в Interaction Design Institute в Италии. Она представляет собой набор инструментов и программного обеспечения, позволяющих электроникам и программистам создавать и управлять различными электронными устройствами и проектами.
Простыми словами, Arduino — это маленький компьютер, который вы можете запрограммировать для выполнения определенных действий. Он получает данные из окружающей среды при помощи датчиков, после чего обрабатывает эту информацию и передает ее двигателям, светодиодам или другим электрическим компонентам.
Что же такого особенного в Arduino?
В основе Ардуино лежит программируемый логический контроллер. Это не новая идея, такие контроллеры существовали за десятилетия до появления Ардуино. Однако, большим их недостатком была сложность. Разработчики Ардуино же сумели разработать доступную и простую в использовании платформу для студентов и любителей, чтобы они могли быстро освоить основы электроники и программирования. Она сочетает в себе простое в использовании аппаратное обеспечение, напоминающее конструктор, и доступную высокоуровневую среду программирования. Благодаря этому нам не нужно годами изучать машинный код.
Arduino быстро привлек сообщество пользователей по всему миру, которые пишут учебные пособия, делятся кодами и распространяют свои знания. Разработка сложной электроники больше не являются прерогативой выпускников электротехнических специальностей.
Ардуино Уно
Самая популярная плата микроконтроллера Arduino — модель Uno. Отчасти из-за того, что она была одной из первых, Уно завоевала любовь пользователей со всего Земного шара.
Устройство Ардуино Уно
Мозгом модели Uno является логический чип ATmega328P или 168. Именно он хранит и запускает ваш код.
В верхней части схемы есть 14 разъемов для цифровых входов/выходов. В своем коде вы сообщаете Arduino, как использовать каждый вывод - в качестве входа или выхода. Вывод считывает либо излучает бинарный сигнал (ноль или единица). Поскольку Arduino работает при напряжении 5 вольт, низкий уровень сигнала равен 0 В, а высокий сигнал — 5 В. Промежуточного сигнала нет.
В правом нижнем углу расположены пять аналоговых входных контактов. В отличие от контактов цифрового ввода-вывода, они все только входные и могут работать с датчиками, имеющими переменное напряжение от 0 до 5 В. Они превращают это переменное напряжение в число от 1 до 1024. Одним из примеров аналогового датчика является светочувствительный резистор (LDR), который изменяет величину пропускаемого напряжения в зависимости от текущего уровня освещенности. Прежде чем подключать датчик, проверьте, является ли он аналоговым или цифровым.
Внизу слева - набор контактов питания. В основном используются контакты +5 В и GND (земля или 0 В) для подачи питания на датчики и устройства вывода меньшего размера. Если вы подключаете более мощные двигатели или цепочку светодиодов, очень важно подключить их извне, а не пытаться получить всю мощность от платы Arduino.
У Arduino есть много вариантов на ваш выбор, вы можете выбрать тот, который больше всего соответствует потребностям вашего проекта! В настоящее время на рынке представлено множество плат, совместимых с Arduino. Они варьируются от плат размером с большой палец (21 × 17,5 мм) до мега-плат (115 × 75 мм), каждая из которых предназначена для различных нужд проекта.
На каком языке работает Arduino?
Язык Arduino является расширением C/C++. То есть Ардуино добавила набор функций и возможностей поверх стандартного языка C++, но по-прежнему следует тем же основным правилам и соглашениям.
Вам не нужно знать языки C или C++, чтобы программировать с помощью Arduino. Небольшой опыт в любом другом виде программирования может помочь, но это также не обязательно. Можно начать, просто загрузив простые примеры программ и попробовав их модифицировать. Затем перейдите к замене на другие датчики или другие выходы. Наконец, попробуйте почитать и модифицировать более сложные программы, и вскоре вы будете собирать оригинальные проекты.
Возможности использования
Ардуино, возможно, положила начало революции в аппаратном обеспечении с открытым исходным кодом, и его важность для истории вычислений нельзя недооценивать. Сегодня он как никогда актуален.
Перспективы использования Ардуино весьма обширны. Она находит применение в различных отраслях, включая робототехнику, автоматизацию, интернет вещей (IoT), медицину, научные исследования и многое другое. С ее помощью можно создавать прототипы, управлять устройствами и сенсорами, собирать данные, контролировать процессы и реализовывать различные проекты.
Крупные компании, такие как Intel, Microsoft, Samsung и Bosch, также внедрили Ардуино в свои продукты и разработки, что подчеркивает ее значимость и перспективы. Ардуино стала инструментом выбора для инноваторов и разработчиков по всему миру, и ее популярность продолжает расти.
В заключение, Ардуино - это мощная и гибкая платформа, которая открыла двери для творческого и экспериментального подхода к электронике и программированию. Благодаря своей простоте, доступности и обширному сообществу, Ардуино продолжает привлекать как начинающих энтузиастов, так и опытных профессионалов. Ее применение не ограничивается только учебными целями или хобби-проектами. Становясь интегральной частью многих индустриальных и коммерческих приложений, Ардуино демонстрирует свою ценность и значимость.
