Il mondo della tecnologia ruota attorno a componenti elettronici che svolgono compiti automatizzati. Per questo, è necessario disporre di dispositivi che siano... Programmazione semplice e adattabile ai compiti che sono richiesti.
Arduino è un dispositivo il cui software e hardware hanno open source, Pertanto, è uno strumento ideale per questo tipo di lavoro. In questo articolo, vi mostreremo come. Cos'è Arduino e quali sono i suoi principali vantaggi? che deve utilizzare questa tecnologia.
Inoltre, ti mostreremo gli elementi più importanti di una scheda madre e le diverse applicazioni che puoi fare di questo tipo di dispositivo. Non perderti nulla se vuoi diventare un esperto di meccanizzazione automatizzata.
Cos'è Arduino e qual è la storia di questo marchio?
Arduino si riferisce alle piattaforme elettroniche software open-source e alle schede a circuito singolo prodotte dall'omonima azienda.Sono caratterizzati dall'avere un singolo microprocessore, un RAM e porte di ingresso che, insieme, formano un dispositivo completo utilizzato per costruire componenti elettronici per diverse discipline. Condivide inoltre lo stesso nome della comunità dedicata a garantire la continuità del progetto.
Lo sviluppo, sia dell'hardware che del software, è liberamente distribuibile. Sono distribuite sotto licenza GNU General Public License e GNU Lesser General Public License. Pertanto, queste schede per computer possono essere prodotte, distribuite e vendute gratuitamente da qualsiasi persona o azienda.
Questi dispositivi sono stati creati nel 2003 da un gruppo di studenti italiani La loro missione era trovare uno strumento che ne facilitasse l'implementazione per tutti gli utenti, siano essi principianti o professionisti specifici. L'obiettivo principale era quello di mantenere il costo di acquisizione il più basso possibile. e che possiede la massima versatilità possibile. Il suo nome deriva da un bar italiano che faceva riferimento al Marquis Arduino I, dove i creatori si incontrarono durante il progetto.
Nel 2005, è stata la prima scheda venduta con un microcontrollore AVR a 8 bit.Ma fu solo sette anni dopo che subì un'evoluzione significativa, che portò a nuovi modelli che iniziarono a utilizzare i controller ARM Cortex M3 a 32 bit. Inizialmente, ciò presentò alcune difficoltà nell'assemblaggio delle schede, poiché le architetture AVR e ARM non sono identiche e, di conseguenza, le istruzioni per ciascuna avevano specifiche diverse per l'assemblatore.
Una volta costituita la Arduino LLC, queste schede iniziarono a essere prodotte e vendute da aziende esterne, che pagavano una commissione al proprietario dello sviluppo del software.Alla fine del 2008, anno della sua fondazione, i soci fondatori iniziarono ad avere problemi interni. Ciò era dovuto alla registrazione del marchio. “Arduino” In Italia, una di queste società era coinvolta, il che ha creato una complicazione quando Arduino LLC ha cercato di registrare il proprio marchio a livello mondiale. Di conseguenza, nel gennaio 2015 sono iniziate controversie legali su questioni finanziarie.
Nel 2013, si stima che siano state vendute oltre 700 targhe automobilistiche. dal fornitore Adafruit Industries. Ciò dimostra il successo e l'accettazione di questi dispositivi tecnologici da parte del pubblico.
La Arduino Foundation è stata creata nello stesso anno in cui è stata annunciata una partnership tra aziende e ARM Holdings.la cui sede centrale di Cambridge avrebbe poi gestito una parte significativa di questa nuova società. Ciò genera cambiamenti strategici fondamentali che consentono ulteriori progressi nella commercializzazione di questi piatti, che costano circa 30 euro.
Quali sono i principali vantaggi dell'hardware e del software Arduino?
La prima caratteristica da sottolineare di questi dispositivi è la loro semplicità. sia nei linguaggi di programmazione sia nei circuiti stampati che vengono sviluppati per far funzionare il software nel modo più semplice possibile. Come ti abbiamo detto prima, Arduino è un progetto open sourcePertanto, qualsiasi utente può accedere al programma e apportare miglioramenti gratuitamente, indipendentemente dal proprio livello di conoscenza.
Supporta diversi sistemi operativi come Windows, Linux e macOS. Ciò lo rende uno strumento molto utile per eseguire o programmare su qualsiasi computer, indipendentemente dal sistema operativo. Pertanto, Arduino promuove la compatibilità tra gli utenti Eliminando la barriera del sistema operativo, si permette alle persone di interagire più frequentemente senza avere limitazioni esterne allo sviluppo con Arduino.
quando hai bisogno Per programmare il microcontrollore si utilizzerà un linguaggio basato su Wiring.dove, se lo desideri, Per programmare l'ambiente, sarà necessario utilizzare Processing.Ciò facilita lo sviluppo dei progetti, poiché questi linguaggi di programmazione sono relativamente semplici, soprattutto una volta che li si è utilizzati. C (o C++) o Java.
Come accennato in precedenza, ci sono due microcontrollori generalmente utilizzati da Arduino. Uno è l'AVR, che funziona a 5 volt, mentre l'ARM Cortex-M3 utilizza 3,3 V. Questo Ciò si traduce in un'ampia varietà di schede madri con porte di ingresso e di uscita. il che consente una maggiore versatilità per l'uso previsto.
Affinché questi dispositivi funzionino e interagiscano con altri elementi, Hanno bisogno di sensori o attuatoriQuesti comandi possono indicare ad Arduino di funzionare indipendentemente da un computer, oppure possono indicargli quali azioni intraprendere.
Come funzionano le schede Arduino? Componenti chiave
Arduino Consiste in una piastra che si basa su un microcontrollore che può essere ARM Cortex M3 a 32 bit o AVR e che linguaggio di programmazione sarà all'interno di un ambiente Arduino IDE. Conto con circuiti integrati Questi vengono utilizzati per creare istruzioni che andranno a formare un programma, il quale permetterà ad Arduino di interagire con altri dispositivi.
È possibile collegare al microcontrollore diverse periferiche.Questo vale sia per le interfacce di input che di output. Ciò consente al controllore di elaborare i dati in base alla programmazione installata e di fornire le informazioni necessarie per eseguire le istruzioni.
Gli altri componenti che un Arduino ha Si tratta di pin analogici, digitali, di massa e PWM.Inoltre, è dotato di un pulsante di reset, indicatori di alimentazione e un regolatore di tensione.
Che tipo di dispositivi e applicazioni posso creare con Arduino? Tutto ciò che puoi fare
Arduino può essere utilizzato in due gruppi principali. Una di queste situazioni si verifica quando questo strumento viene utilizzato come microcontrolloreDispone di un software che funziona indipendentemente da qualsiasi computer. Ciò gli consente di controllare dispositivi che interagiscono con Arduino tramite attuatori.
L'altro gruppo è quello in cui la scheda viene utilizzata come interfaccia per un dispositivo, che devono svolgere un determinato compito. Ciò richiede il collegamento dell'Arduino a diversi sensori o attuatori. Questi dispositivi inviano un segnale alla scheda madre, che a sua volta indica al computer di eseguire un'azione specifica. Questa tecnologia è comunemente utilizzata nei videogiochi.
Spiegheremo più dettagliatamente tutti gli utilizzi che se ne possono fare:
Robotica
La robotica è un campo ideale per Arduino. Questa affermazione è dovuta al fatto che, tramite queste schede, è possibile realizzare movimenti meccanici con impulsi elettronici mediante comandi eseguiti da un programma software. I comandi vengono creati da un computer e inviati dal computer ad Arduino per l'esecuzione., in base alle esigenze.
Essendo open source, è più facile includere questi dispositivi, poiché possono essere adattati a qualsiasi tipo di progetto.Sia per le sue dimensioni che per la distribuzione dei suoi PIN, che consentono l'ingresso e l'uscita di corrente elettrica in modo versatile.
Utilizzabile come microcontrollore
Quando Arduino viene utilizzato come microcontrollore, L'obiettivo è controllare o automatizzare un processo specifico su un dispositivoPer svolgere questo compito, sono necessarie un'interfaccia di input e un'interfaccia di output. Le periferiche che contribuiranno a svolgere il compito in modo efficiente devono essere collegate a queste interfacce.
Le periferiche vengono inserite nella memoria del microcontrollore in modo che, attraverso l'unità di elaborazione, quest'ultima possa inviare le informazioni tramite le porte di uscita. In altre parole, Quando leggono informazioni provenienti dall'esterno, eseguono un processo specifico. e invia una risposta automatica, in base alla lettura.
Utilizzo come interfaccia
Viene utilizzato come interfaccia con Arduino, ad esempio, quando le luci si accendono automaticamente in seguito al rilevamento di un movimento.Per questo, dovrai utilizzare un computer attraverso il quale comunicherai con esso tramite un porta USBche dovrebbe accendere i LED quando rileva informazioni catturate dai sensori della suddetta interfaccia Arduino.
Per questo tipo di operazione, puoi programmarla in C/C++ o Java, o in qualsiasi linguaggio che non ti risulti troppo difficile.
XOscillo
È possibile trasformare il computer in un oscilloscopio Arduino, raggiungendo una larghezza di banda fino a 1 MHz. Questo visualizzerà i segnali elettrici graficamente su un piano XY. Ciò consentirà di Questo ti aiuterà a capire quando si verificano le regolazioni della tensione di ingresso a una determinata frequenza..
Attrezzature scientifiche per la ricerca
Un'altra applicazione frequente e molto utile di Arduino è nelle apparecchiature scientifiche in grado di misurare diversi aspetti scientifici. Ad esempio, È ampiamente utilizzato nei moderni sismografi e nella meteorologiaQuesti componenti vengono utilizzati per la produzione di apparecchiature con schede Arduino. Ciò consente di ottenere informazioni specifiche, basate su sensori o attuatori, che vengono poi utilizzate nella ricerca scientifica.
La medicina è un altro ramo della scienza che utilizza Arduino per ottenere risultati positivi per la salute umana, ad esempio, è possibile creare un microscopio e che raccoglie informazioni per memorizzarle su un computer, secondo determinati parametri.
Arduino
Negli studi di registrazione musicale, Arduino viene utilizzato come dispositivo per controllare l'interconnessione tra gli strumenti.Inoltre, apporta modifiche anche a microfoni, computer, console di controllo audio e qualsiasi altra apparecchiatura necessaria per produrre un'interfaccia digitale.
Un Arduino può trasmettere segnali musicali su un massimo di 16 canali, consentendo di collegare diversi dispositivi a ciascun canale. Questo permette di ottenere un perfetto equilibrio nel coordinamento delle note musicali, frequenza del suono o trasmissione stereo o multicanale, tra le altre cose.
Obduino
Probabilmente li vedi tutti i giorni mentre guidi senza nemmeno renderti conto che stai guardando un Arduino. OBDuino è un controller del carburante utilizzato nelle automobili per rendere la guida il più economica possibile.Visualizza istantaneamente i chilometri percorsi e i libri utilizzati. Questo genera risultati medi, storici e attuali.
In Europa vengono utilizzati gli standard diagnostici EOBD. che servono anche per avere un monitoraggio completo dei diversi componenti del motore, come la pressione dell'olio, la tensione di carica del regolatore, ecc.
SCA-ino
Viene utilizzato anche nelle automobili e Viene utilizzato per controllare il sensore di regime minimo del motore e la spia di controllo del motore prima dell'accensione.Un altro utilizzo consiste nel determinare la quantità di aria che entra nel collettore di aspirazione. In questo compito, Arduino interagisce direttamente con la centralina elettronica del veicolo.
Lettore umano
Il lettore umano in realtà Si tratta di una biblioteca in grado di contenere fino a 5000 titoli di libri che possono essere letti su un televisore domestico.Ciò che serve è una connessione USB che permetta l'interazione tra l'utente e il grande schermo. Questo consentirà agli utenti di selezionare facilmente e rapidamente l'elemento desiderato. Si caratterizza per il suo prezzo contenuto.
Il PC umano
Con un dispositivo Arduino È possibile emulare una macchina che funziona come un computer, che avrà un tastiera normale e uno schermoche potrebbe essere un televisore nel tuo salotto.
Mentre un Arduino ha microcontrollori, memoria RAM, uscita audio, porte di ingresso e uscita e persino memoria esterna con una scheda MicroSD Pur svolgendo tutte le funzioni di un PC completo, non è adatto per attività di programmazione complesse. È ideale per giocare.
Ardupilota
Arduino è presente anche nel settore aeronautico. e viene utilizzato per assistere un veicolo aereo senza pilota, cioè quello che comunemente conosciamo come DroniGrazie a questi dispositivi, l'aeromobile può essere controllato tramite comandi a distanza; sono dotati di sensori per emettere e ricevere segnali a radiofrequenza.
Ma non viene utilizzato solo negli aerei, bensì anche nei veicoli terrestri. Le auto telecomandate ne sono un esempio. Gli eserciti utilizzano una tecnologia che inizialmente si basava su componenti Arduino.
ArduinoPhone
La versatilità di Arduino è talmente vasta che è possibile persino creare telefoni cellulari. che dispongono di capacità di ricarica fotovoltaica. Questa tecnologia può aumentare la durata della batteria fino a 50 ore. Supporta inoltre l'integrazione di microfoni e altoparlanti per effettuare chiamate.
Sebbene la sua costruzione non sia sempliceNon è inoltre impensabile avere un ArduinoPhone con utenti principianti che conoscono alcune regole di base della saldatura e dell'integrazione dei circuiti.
Macchine a controllo numerico computerizzato (CNC)
Il controllo numerico computerizzato è un programma che viene installato su un Arduino e Viene utilizzato per mantenere sotto controllo la posizione di un elemento in ogni momento.In altre parole, viene utilizzato per ottenere una precisione straordinaria nei processi di lavorazione che vengono eseguiti su una macchina per ottenere un risultato preciso su un oggetto.
La programmazione viene eseguita in una dimensione 3D con gli assi XYZQuesto determina l'altezza, la profondità e la larghezza che l'elemento fisico desiderato deve avere. Ecco perché CNC è l'acronimo di Computer Numerical Control (Controllo Numerico Computerizzato) di varie macchine.
Apri Theremin Uno
Con un Arduino È possibile controllare un theremin senza bisogno di avere contatto fisico con lo strumento.Grazie alla pre-programmazione che è possibile effettuare e integrare nel dispositivo, si otterrà uno strumento musicale elettronico di alta precisione con una programmazione semplice.
stampanti 3D
Una stampante 3D è un chiaro esempio di come sia possibile utilizzare la robotica con una scheda Arduino.Questo processo avviene indipendentemente da qualsiasi computer. È sufficiente integrare le istruzioni affinché questo dispositivo di elaborazione possa eseguire autonomamente tutti i comandi impartiti esternamente.
È molto simile a una macchina CNC in termini di programmazione, poiché utilizza gli assi XYZ. Tuttavia, il suo funzionamento è invertito. Questo perché con la stampa 3D è necessario costruire l'elemento da zero, mentre con il controllo numerico è necessario perfezionare l'elemento fisico per ottenere il risultato desiderato.
Ambilight
Così puoi averlo sulla tua TV Il contrasto viene regolato in base al livello di illuminazione della stanza in cui si trova il televisore.È necessario un Arduino. Il dispositivo controllerà il feedback della luce emessa dallo schermo in relazione alla luce naturale ambientale. Questa tecnologia è nota come Ambilight.
Per questo, I sensori esterni sono necessari che può determinare il grado di correzione che il grande schermo deve apportare.
