Перед началом работы с ардуино, стоит узнать, что это вообще такое, какие функции выполняет и что с этим можно сделать.
Ардуино - это открытая платформа для создания электронных проектов, состоящая из программной и аппаратной частей. Она включает в себя физическую плату с микроконтроллером и интегрированную среду разработки программного обеспечения (Arduino IDE).
Микроконтроллер - это компактное электронное устройство, которое объединяет в себе микропроцессорную единицу, память для программ и данных, а также периферийные устройства в одном микрочипе. Он обладает возможностью самостоятельно выполнять задачи по управлению и координации работы других устройств в электронной системе. По сути микроконтроллер - это мозг устройства.
Микроконтроллеры (МК) широко применяются в различных областях, так как они обеспечивают высокую эффективность и надежность работы систем, дают возможность предварительной настройки и программирования, а также обладают простотой в использовании и разработке.
МК могут выполнять различные функции, такие как сбор и обработка данных с датчиков, выполнение алгоритмов, управление и контроль различными устройствами и механизмами, обработка сигналов, управление питанием и многое другое. Они являются основой для создания различных устройств и систем, от простых домашних устройств до сложных промышленных систем автоматизации.
На плате ардуино МК выглядит и расположен следующим образом (выделено жёлтым цветом):
Работа с ардуино начинается с написания программного кода на специальном языке, похожем на язык C++. В этом коде определяются все действия, которые должна выполнить плата. Например, можно задать, чтобы светодиод включался и выключался по нажатию кнопки.
Затем программа загружается на микроконтроллер платы ардуино с помощью USB-порта. После загрузки программы плата начинает выполнять её (выполнять заданные действия).
Ардуино имеет множество различных модулей и датчиков, которые могут быть подключены к плате для расширения её функциональности. Подключение модулей и датчиков будет рассматриваться в следующих статьях.
Среда разработки Arduino IDE имеет простой и интуитивно понятный интерфейс, что делает его доступным для новичков в программировании и электронике. В ней доступно: создание, открытие и сохранение проектов, редактирование кода, компиляция и загрузка программы на плату ардуино.
Скачать Arduino IDE можно с официального сайта ардуино. Ссылка на сайт: https://www.arduino.cc/en/software
IDE предоставляет пользователю библиотеки и примеры программного кода, которые могут использованы в проектах ардуино. Библиотеки содержат готовые функции и классы, которые могут значительно упростить процесс разработки программы.
Датчики и модули подключаются к ардуино с помощью пинов. Пин - это конкретная нога микроконтроллера, имеющая свой номер, по которому к нему можно обратиться. Пины могут быть входными (для считывания сигнала) или выходными (для управления устройствами).
Плата ардуино uno имеет 14 цифровых пинов, 6 из которых поддерживают ШИМ (сигнал ШИМ применяется для плавного изменения мощности на нагрузке, поступающей от источника питания. Например, с целью регулирования скорости вращения вала двигателя; плавности изменения яркости освещения или подсветки). Также плата имеет 6 аналоговых пинов. Аналоговый сигнал может принимать любое количество значений, в отличие от цифрового сигнала, который имеет только два значения: высокий и низкий.
Аналоговый сигнал — это сигнал, непрерывно изменяющийся во времени. В отличие от него, цифровой сигнал дискретно изменяется во времени. Большинство сигналов в нашей жизни аналоговые, например, температура воздуха в течение дня плавно меняется и не может мгновенно измениться от 0 до 10 ℃, в то время как цифровой сигнал меняется скачкообразно от «0» до «1».
Это основные понятия, которые нужно знать, чтобы начать работу с ардуино. Удачного изучения!
