Què és la plataforma Arduino i per a què serveix?
Què és Arduino?
Arduino és una plataforma de maquinari i programari disponible, els components principals de la qual són una petita placa de control d'E/S i un entorn de desenvolupament basat en processament/cablejat.
El primer prototip del controlador es va llançar l'any 2005 quan Massimo Banzi el va dissenyar per als estudiants de l'Institut de Disseny d'Interacció a Ivrea, Itàlia. El nom de l'aparell prové del nom del rei Arduino, que només va governar Itàlia durant dos anys a principis del segle XI, després del qual també rep el nom de la cerveseria "di Re Arduino", propietat de Massimo Banzi, i es troba exactament on es troba. , segons la llegenda neix el rei Arduin.
L'objectiu d'Arduino és crear un entorn accessible per als desenvolupadors de programari que els permeti entrar al món de la programació de microcontroladors. La programació dels controladors d'aquesta empresa es fa en un entorn de programació senzill i intuïtiu: Arduino IDE. Aquest entorn és convenient tant per a usuaris principiants com per a usuaris experimentats.S'utilitza el llenguatge de programació C++, que es complementa amb moltes biblioteques, la qual cosa facilita el treball amb el dispositiu.
Arduino ha fet una autèntica revolució en el camp del disseny electrònic a escala internacional. Tant els esquemes com els codis font estan disponibles de forma gratuïta, per això Arduino ha guanyat tanta popularitat. Es pot comprar un tauler ja fet per només uns pocs dòlars, o el podeu muntar vosaltres mateixos.
La placa Arduino té el seu propi processador i memòria, està equipada amb moltes entrades i sortides a les quals es poden connectar diversos sensors, així com actuadors i mecanismes. Actualment hi ha més de 20 modificacions principals de placa Arduino disponibles.
Microcontroladors de plataforma Arduino
La particularitat d'Arduino és que no cal ser programador per treballar-hi, no cal un coneixement especial de com funciona un microcontrolador per construir un projecte senzill. Les biblioteques estàndard d'Arduino obren molta creativitat en termes d'automatització de qualsevol cosa.
La programació aquí es realitza mitjançant un entorn de programari especial (IDE), que es pot descarregar gratuïtament al lloc web d'Arduino. Escrit en Java, aquest shell amigable s'executa a Windows, Mac OS X i Linux i conté un editor de text, un gestor de projectes, un compilador de preprocessador i eines per carregar el programa directament al microcontrolador.
Els microcontroladors que s'utilitzen a Arduino ja disposen d'un carregador d'arrencada, de manera que no cal un programador, només cal connectar la placa a un ordinador mitjançant USB o mitjançant un adaptador UART-USB i descarregar el programa.
La placa també té la capacitat de flashejar el carregador d'arrencada al microcontrolador mitjançant un programador, l'IDE d'Arduino té suport integrat per als programadors de baix cost més populars, hi ha un connector de pin per a la programació en circuit (ICSP per AVR, JTAG). per ARM).
La majoria dels dispositius Arduino utilitzen microcontroladors Atmel AVR ATmega328, ATmega168, ATmega2560, ATmega32U4, ATTiny85 amb una freqüència de rellotge de 16 o 8 MHz. També hi ha plaques basades en ARM Cortex M.
Ports Arduino
Placa Arduino UNO R3
Els ports d'E/S s'utilitzen per connectar qualsevol component electrònic (LEDs, motors, sensors, etc.) a la placa controladora. També s'anomenen pins. Es tracta d'interfícies digitals, analògiques o de digital a analògic que tenen la seva pròpia funció.
Com el seu nom indica, tenim un senyal digital als pins digitals. Només poden produir dos valors: un zero lògic (0, BAIX) i un altre lògic (1, ALTA).
Analògic: similar al digital, amb la diferència que el seu objectiu principal és connectar sensors analògics.
Per utilitzar (passar un senyal) a través d'aquests ports, hem d'iniciar-los al nostre programa mitjançant la funció pinMode (<número de pin>, <mode: INPUT / OUTPUT>), on el número de pin és el número de connector especificat a la placa. Arduino... INPUT és necessari per llegir dades, OUTPUT per transmetre. En cas que utilitzem aquests pins sense especificar pinMode prèviament, els valors obtinguts poden ser incorrectes.
Ports analògics digitals (o PWM - E / S amb modulació d'amplada de pols) - una interfície més intel·ligent. Sempre estan preparats per rebre/transmetre dades i no requereixen inicialització prèvia.El seu principal avantatge és la capacitat de transferir valors en el rang de 0 a 255, que permet molt més
interferir precisament amb el funcionament dels elements connectats. Aquests ports s'indiquen a la placa (i a la documentació) com a PWM o amb «~» (tilde).
Pins digitals i analògics: ports de commutació (connexió). PWM: ports de control. Si cal canviar els paràmetres de funcionament de l'element de ràdio, s'ha de connectar a PWM. Si n'hi ha prou amb activar/desactivar només un element de circuit, podeu utilitzar qualsevol port de l'Arduino.
Un altre i últim criteri important per als ports de placa Arduino és la seva composició física. Recordeu que cada pin: té una sortida de 5V. Pot donar un corrent màxim de 0,02 A
Aquests són petits criteris que és important tenir en compte per estalviar molt de temps.
Programació
Per dominar la base de programació d'Arduino, un principiant només necessita unes poques hores, perquè la xarxa ja té un gran nombre de tutorials en vídeo, publicacions temàtiques, notes i articles sobre el desenvolupament d'Arduino. La base és C++, complementada amb funcions de control d'E/S senzilles a la placa, i els usuaris més exigents podran treballar fins i tot a Visual Studio, almenys a Eclipse, o fins i tot a través de la línia d'ordres.
Unitats externes i targetes d'expansió
De fet, Arduino ofereix enormes possibilitats per crear tot tipus de dispositius, pots connectar sensors, panys, motors, pantalles, encaminadors i fins i tot bullidors. Podeu ampliar el producte amb plaques addicionals: escuts, per exemple, per treballar amb GPS, per connectar-vos mitjançant una xarxa local o Internet, per a Bluetooth, Wi-Fi, etc. Arduino és especialment popular en robòtica.
Convenientment, no necessiteu un soldador per connectar extensions, s'utilitzen connexions de pins simples, cosa que facilita el disseny de dissenys, els fa tan complicats com vulgueu, en general, l'àmbit de la creativitat és infinit.
Ara es venen targetes d'expansió (escuts) per a moltes funcions diferents, es poden connectar com un sandvitx gràcies a la ubicació convenient dels connectors. Aquestes poden ser targetes de comunicació sense fil, targetes de control motor pas a pas, i qualsevol altre controlador amb finalitats diferents.
Per què utilitzar Arduino és tan popular
La plataforma Arduino ha estat àmpliament reconeguda pels desenvolupadors de nous dispositius electrònics, professors i estudiants d'enginyeria, així com per estudiants provinents de la creativitat tècnica.
L'ús d'Arduino simplifica el procés de treball amb microcontroladors. Pel que fa a l'equipament tècnic, és ideal per al procés educatiu de disseny de diversos sistemes mecatrònics i robots, gràcies a un entorn de programació entenedor i la capacitat de supervisar processos físics en temps real, així com gràcies a un entorn de programació entenedor i una sèrie d'avantatges més.
Es pot utilitzar com a eina d'ensenyament i recerca en processament de senyal digital, electrònica, circuits, robòtica, automatització, etc. Les plaques Arduino més potents són aplicables per resoldre problemes tècnics complexos relacionats amb el desenvolupament de grans projectes i la seva complexa automatització.
Arduino és la tendència més popular que fa que els microcontroladors siguin accessibles a un gran nombre de persones per entendre i utilitzar, fins i tot experts del sector. Amb l'ajuda d'aquesta popular plataforma, podeu fer un gran nombre de projectes interessants i útils.
Podem dir que Arduino és un controlador-constructor programable extensible universal que pot esdevenir un assistent indispensable per resoldre qualsevol tasca creativa relacionada amb l'electrònica de qualsevol propòsit, fins i tot un despertador, fins i tot un robot complex, fins i tot un motor pas a pas, tot això, i no només, pot controlar segons l'algoritme desitjat mitjançant Arduino.
Un gran nombre de tot tipus de dispositius perifèrics: botons, sensors, LED, indicadors LCD i altres òrgans per a la interacció amb el món exterior estan disponibles per treballar amb Arduino.
Centenars de programes Arduino ja estan disponibles a Internet que poden ajudar tant els usuaris principiants com els avançats a realitzar els seus projectes.