Ардуино для начинающих: что это такое и с чего начать

Доброго времени суток, дорогие друзья! Сегодня мы рассмотрим, что такое Ардуино для начинающих, с историей возникновения этой платформы, а также с некоторыми проектами на ее базе.

Ардуино понравится тем, кто любит конструировать. Это электронный конструктор, с помощью которого можно создавать всевозможные вычислительные платформы и устройства.

Платформа представляет собой бюджетный вариант, как для профессионалов, так и для любителей. Его используют для конструирования интерактивных объектов, а также для подключению к программному обеспечению.

История появления

Создателем платформы является Массимо Банци, который еще в 2005 году со своей группой разработчиков создал простой инструмент для студентов Института проектирования.

Позднее изобретатель назвал плату, в честь своего бара Ардуино.
В планах Банци и его команды было создать устройство из легкодоступной и открытой платформы. При этом цена механизма должна быть доступной для студенческого кармана.
Прибор был собран из доступных и дешевых элементов. Это способствовало тому, что устройство очень быстро набрало популярность.

Самая распространенная плата Ардуино уно.

Ардуино, что это такое?

Ардуино представляет собой электронный конструктор, с помощью которого можно создавать разные электронные устройства.

Он используется, чтобы создавать простые схемы, а также для воплощения в жизнь более сложных проектов.
Аппаратный элемент представляет собой плату ввода и вывода. Программирование выполняется на языках Processing-wiring.

Они характеризуются простотой и осваиваются очень быстро. В основе конструктора находится плата ввода-вывода.

С его помощью можно создавать системы безопасности, наблюдений, компьютеры и телефоны. Программное обеспечение представлено интегрированной средой Arduino IDE.

Данное предложение доступно для большого количества платформ. С подобным обеспечением может справиться даже новичок, который не имеет представления о программировании.
Многие программные платы подсоединяются через USB кабель.

При этом плата получает питание, а также предоставляется возможность загрузить скетчи.
Не сложен и процесс программирования. Сначала применяется редактор кода IDE.
На плате Ардуино расположены разные компоненты. Один из них микроконтроллер ATmega328 P.

С его помощью делается программное обеспечение, позволяющее взаимодействовать с внешним миром, используя данные ввода и вывода.
Выводы микроконтроллера разведены по краям. Всего таких выводов 20. При этом 6 являются аналоговыми, а 14 – цифровыми.
Уже появился аналог Arduino Нано, который имеет меньшие размеры. Также есть и Ардуино Мега, с помощью которого создаются более сложные проекты.

В устройстве предусмотрено 54 цифровых и 16 аналоговых выхода.
Также стоит рассмотреть и Ардуино Леонардо, который идентичен по размерам с уно. Отличие в микроконтроллере – Atmega 32u4.

Данная плата распознается, как мышь или клавиатура. Такой вариант можно применять для создания устройств ввода, например, для джойстиков.
Для разработки небольших устройств разработчики создали плату Ардуино Мини. Подобный механизм отличается небольшими размерами.

Существует версия и Ардуино Про мини, у которой нет ножек-выводов.

В таком варианте нет USB, программирование осуществляется через специальные адаптеры.
Для некоторых проектов одного Ардуино не достаточно. Если требуется управлять сервоприводом или необходим интернет, то потребуются специальные шилды, которые представляют собой платы расширения. Количество этих механизмов может быть разным.

При этом каждый элемент отвечает за выполнение конкретных задач.
Кроме шилдов могут применяться специальные модули, которые позволяют облегчить процесс подключения.

Что можно собрать с его помощью?

Теперь давайте выясним, что можно сделать с помощью Ардуино своими руками. Его используют как для простых, так и для сложных механизмов. Используется плата для конструирования роботов, производственных станков и манипуляторов.
Используя уроки обучения работы с платой, многие умудряются создавать телефоны, системы безопасности и наблюдения домов, системы умный дом, планшеты и компьютеры.
Используют эти платы и для простейших устройств виртуальной реальности.

Дополнительные элементы

Также рассмотри набор составляющих, которые были произведены в Италии. Многие компании занимаются производством компонентов и совместимых устройств.

Составляющие части могут приобретаться в комплектах или отдельными частями. Существуют даже наборы для составления управляемых элементов. Набор комплектующих к конструктору состоит из таких элементов, как светодиоды, резисторы, макетная плата, регуляторы напряжения, перемычки, конденсаторы, платы расширения, матричная клавиатура.

Итак, вот основные компоненты:

1. Макетная плата позволяет выполнять быстрый монтаж компонентов и соединений без паяльника.
2. Набор из резисторов разного номинала.
3. Разные светодиоды.
4. Соединительные провода.
5. Кнопки.

Также могут потребоваться и другие компоненты. Например, модуль реле позволит управлять разными нагрузками в доме.

Датчик движения поможет регистрировать передвижение нагретых тел. Фоторезистор предназначен для наблюдений за освещенностью комнаты.

При помощи LCD дисплея можно видеть сообщения с различных устройств. Сервопривод является мини двигателем, который призван для правления разных механизмов.

Не стоить приобретать готовые наборы элементов, так как в них могут быть лишние детали, на которые вы потратите свои деньги. Лучше купить несколько датчиков на пробу.

Особенности аппаратуры

Решая, с чего начать стоит разобраться в нюансах аппаратуры. Узнать больше информации можно из видео.

Такая плата представляет собой простой микроконтроллер AVR, который прошивается бутлоадером. Он имеет USB-UART порт.
Микроконтроллер представляет собой устройство, построенное на одной схеме.

Именно в этой части установлена разработанная программа.
Датчики применяются самые разнообразные: температуры, давления, освещения и ускорения.

В качестве механизмов индикации могут применяться как простые детали, в виде пищалок и светодиодов, так и сложные, как графические дисплеи.
Также применяются исполнительные приспособления: клапаны, реле, моторчики. С некоторыми элементами соединение выполняется при помощи соединительных проводов.

А для некоторых механизмов необходимы переходные устройства.

Возможности оборудования

Зная основы электроники и используя самоучитель, с Ардуино справится даже новичок. К достоинствам конструктора можно отнести безопасность настроек любого пользователя.

Даже программисты с небольшим опытом смогут экспериментировать и менять опции.
Рассмотрим основные составляющие настройки программы:

1. Сначала устанавливается IDE. Его можно найти на сайте производителя.
2. Устанавливается программное обеспечение на нужный компьютер.
3. Включение файла Ардуино.
4. С помощью USB кабеля в окно кода заносится код программы, а затем перемещается в конструктор.
5. В разделе IDE выбирается необходимый тип конструктора. При этом нужно зайти в окно инструменты, а затем платы. После этого проверяется код, а затем нажимается вкладка дальше. При этом начнется загрузка в конструктор.

Чтобы с уверенностью пользоваться программой, необходимо сначала потренироваться. Можно попробовать освоить более легкие задачи.

Начало любых проектов может включать создание мигающего светодиода, подключение и управление датчиком температур или датчиком движения, управление светопроводом, подсоединение фоторезистора и управление сервоприводом.
После этого можно приступать к осуществлению более сложных проектов.

Дальше можно создать телефон, систему умный дом или управляемый вертолет.

Чтобы создать простые программы для конструктора используется специальная книга для начинающих, где можно найти полезные рекомендации. Например, можно попробовать сделать так, чтобы диод мигал в определенное время.

Для этого конструктор подсоединяется к ПК, а затем открывается программа в разделе «сервис».

После этого нужно найти блок «последовательный порт», а затем выбрать нужный интервал. Затем добавляется код.

Нюансы программирования

Программы, с которыми можно работать на микроконтроллере называются прошивками. Подобную программу можно применить для одного или даже нескольких проектов Ардуино.

При этом каждая прошивка должна храниться в отдельной папке. Это позволит быстро находить нужные файлы.

Прошивка на микроконтроллер осуществляется при помощи программатора. Но для Ардуино такой механизм не требуется.

Поэтому выполнить программирование способен даже новичок.

Чтобы выполнить загрузку нужного кода на устройство микроконтроллера потребуется USB кабель. Устройство конструктора предполагает применение такой прошивки, как бутлоадер.

Это специальная программка, которая включается после подсоединения платы к компьютеру и сразу же распознает команды.
Бутлоадер обладает многими преимуществами. При его применении используется только один канал связи, а для подключения устройств не требуется много времени.

В этом случае не нужно использовать огромное количество проводов.

Также бутлоадер защищает микроконтроллер от прямых прошивок, которые могут его испортить. При его работе опасные настройки не доступны для пользователя.

Поэтому такой конструктор рекомендуется начинающим пользователям. Он позволяет избежать денежных затрат.
Сразу после подключения программа готова выполнять разные команды.

Вот основные функции программки:

• PinMode – представляет собой режим вывода и ввода информации;
• AnalogRead – помогает определять образующееся аналоговое напряжение на выводе;
• AnalogWrite – в выводе записывает аналоговое напряжение;
• DigitalRead – помогает распознать значение цифрового вывода;
• DigitalWrite – помогает выполнять значения цифрового вывода на высоком и низком уровне;
• Serialprint переводит все данные в удобный формат чтения.

Также применяется специальная библиотека, в которой содержится целая коллекция необходимых функций, помогающих осуществлять управление конструктором.

Сначала нужно потренироваться и набить руку. Простые проекты помогут разобраться с принципом работы Ардуино.

Попробуйте сначала подключить трехцветный светодиод, подсоединить датчик температуры или пьезоэлемент.

Если вам понравилась информация в моей статье, то поделитесь ею с вашими друзьями. А чтобы получать интересную рассылку, подпишитесь на обновления моего блога.

До новых встреч уважаемые почитатели моего сайта!