Svet technológií sa točí okolo elektronických súčiastok, ktoré vykonávajú automatizované úlohy. Na to je potrebné mať zariadenia, ktoré sú... jednoduché programovanie a prispôsobenie úlohám To sa vyžaduje.
Arduino je zariadenie, ktorého softvér a hardvér majú otvorený zdroj, Preto je to ideálny nástroj pre tento typ práce. V tomto článku vám ukážeme ako. Čo je Arduino a aké sú jeho najdôležitejšie výhody? ktorá musí túto technológiu používať.
Okrem toho vám ukážeme najdôležitejšie prvky základnej dosky a rôzne aplikácie, ktoré môžete tomuto typu zariadenia priradiť. Ak sa chcete stať expertom v automatizovanej mechanizácii, nenechajte si ujsť nič.
Čo je Arduino a aký je príbeh tejto značky?
Arduino označuje elektronické platformy s otvoreným zdrojovým kódom a jednoplošné dosky vyrábané spoločnosťou s rovnakým názvom.Vyznačujú sa tým, že majú jeden mikroprocesor, RAM a vstupné porty, ktoré spolu tvoria kompletné zariadenie používané na zostavovanie elektronických súčiastok pre rôzne disciplíny. Zdieľa tiež rovnaký názov ako komunita, ktorá sa venuje zabezpečovaniu kontinuity projektu.
Vývoj hardvéru aj softvéru je voľne distribuovaný. Sú licencované pod licenciou GNU General Public License a GNU Lesser General Public License. Preto môžu byť tieto počítačové dosky vyrábané, distribuované a predávané bezplatne akoukoľvek osobou alebo spoločnosťou.
Tieto zariadenia boli vytvorené v roku 2003 skupinou študentov z Talianska Ich úlohou bolo nájsť nástroj, ktorý by uľahčil jeho implementáciu všetkým používateľom, či už boli začiatočníkmi alebo mali špecifické povolanie. Hlavným cieľom bolo udržať jeho obstarávacie náklady čo najnižšie. a že má čo najväčšiu všestrannosť. Jeho názov pochádza z talianskeho baru, ktorý odkazoval na Marquis Arduino I, kde sa tvorcovia počas projektu stretli.
V roku 2005 to bola prvá doska predávaná s 8-bitovým mikrokontrolérom AVR.Až o sedem rokov neskôr však prešla významnou evolúciou, ktorá viedla k novým modelom, ktoré začali používať 32-bitové radiče ARM Cortex M3. Spočiatku to predstavovalo určité výzvy pri zostavovaní dosiek, pretože architektúry AVR a ARM nie sú identické, a preto mali inštrukcie pre každú z nich odlišné špecifikácie pre assembler.
Po založení spoločnosti Arduino LLC začali tieto dosky vyrábať a predávať externé spoločnosti, ktoré platili províziu majiteľovi vývoja softvéru.Koncom roka 2008, v roku založenia spoločnosti, začali zakladajúci partneri pociťovať vnútorné problémy. Bolo to spôsobené registráciou ochrannej známky. „Arduino“ V Taliansku bola do toho zapojená jedna z týchto spoločností, čo spôsobilo komplikácie, keď sa spoločnosť Arduino LLC snažila zaregistrovať svoju ochrannú známku na celom svete. V dôsledku toho sa v januári 2015 začali právne spory o finančné záležitosti.
Odhaduje sa, že v roku 2013 sa predalo viac ako 700 000 evidenčných čísel vozidiel. dodávateľom Adafruit Industries. To dokazuje úspech a prijatie týchto technologických zariadení verejnosťou.
Nadácia Arduino bola založená v tom istom roku, v ktorom bolo oznámené partnerstvo medzi spoločnosťami a spoločnosťou ARM Holdings.ktorého sídlo v Cambridge by potom spravovalo významnú časť tejto novej spoločnosti. To vedie k zásadným strategickým zmenám, ktoré umožňujú ďalší pokrok v marketingu týchto platní, ktorých cena je okolo 30 eur.
Aké sú hlavné výhody hardvéru a softvéru Arduino?
Prvá vec, ktorú musíme zdôrazniť ako charakteristiku týchto zariadení, je ich jednoduchosť. ako v programovacích jazykoch, tak aj v doskách plošných spojov, ktoré sú vyvinuté tak, aby softvér fungoval čo najjednoduchšie. Ako sme vám už povedali, Arduino je projekt s otvoreným zdrojovým kódomPreto má každý používateľ prístup k programovaniu a môže ho vylepšovať zadarmo, bez ohľadu na úroveň svojich znalostí.
Podporuje rôzne operačné systémy ako napríklad Windows, Linux a macOS. Vďaka tomu je veľmi užitočným nástrojom na spustenie alebo programovanie na akomkoľvek počítači bez ohľadu na operačný systém. Preto, Arduino podporuje kompatibilitu medzi používateľmi Pretože odstránením bariéry operačného systému sa ľuďom umožňuje častejšia interakcia bez toho, aby mali externé obmedzenia pre vývoj Arduina.
keď potrebujete Na programovanie mikrokontroléra budete používať jazyk založený na zapojení.kde, ak si želáš Na naprogramovanie prostredia budete musieť použiť Processing.To umožňuje jednoduchý vývoj projektov, pretože tieto programovacie jazyky sú relatívne jednoduché, najmä po ich použití. C (alebo C++) alebo Java.
Ako sme už spomenuli, Arduino zvyčajne používa dva mikrokontroléry. Jedným je AVR, ktorý pracuje na 5 voltoch, zatiaľ čo ARM Cortex-M3 používa 3,3 V. Výsledkom je široká škála základných dosiek so vstupnými a výstupnými portami. čo umožňuje väčšiu všestrannosť pre jeho zamýšľané použitie.
Aby tieto zariadenia fungovali a interagovali s ostatnými prvkami, Potrebujú senzory alebo akčné členyTieto príkazy môžu Arduinu povedať, aby fungoval nezávisle od počítača, alebo môžu Arduinu povedať, aké akcie má vykonať.
Ako fungujú dosky Arduino? Kľúčové komponenty
Arduino Skladá sa z dosky ktorý je založený na mikrokontroléri, ktorý môže byť 32-bitový ARM Cortex M3 alebo AVR a koho programovací jazyk bude to v prostredí Arduino IDE. Má integrované obvody Tieto sa používajú na vytvorenie inštrukcií, ktoré vytvoria program, ktorý umožní Arduinu interakciu s inými zariadeniami.
K mikrokontroléru je možné pripojiť rôzne periférieToto platí pre vstupné aj výstupné rozhrania. To umožňuje riadiacej jednotke spracovať dáta podľa nainštalovaného programu a vydať informácie potrebné na vykonanie inštrukcií.
Ďalšie komponenty, ktoré má Arduino Ide o analógové, digitálne, uzemňovacie a PWM piny.Okrem toho je vybavený tlačidlom resetovania, indikátormi napájania a regulátorom napätia.
Aké zariadenia a aplikácie môžem vytvoriť s Arduinom? Všetko, čo môžete robiť
Arduino sa dá použiť v dvoch hlavných skupinách. Jedným z nich je, keď sa tento nástroj používa ako mikrokontrolérMá softvér, ktorý funguje nezávisle od akéhokoľvek počítača. To mu umožňuje ovládať zariadenia, ktoré interagujú s Arduinom prostredníctvom akčných členov.
Druhou skupinou sú situácie, keď sa doska používa ako rozhranie pre zariadenie, ktorý musí vykonať určitú úlohu. To si vyžaduje pripojenie Arduina k rôznym senzorom alebo akčným členom. Tieto odošlú signál na základnú dosku, ktorá potom povie počítaču, aby vykonal konkrétnu akciu. Toto sa bežne používa vo videohrách.
Podrobnejšie vám vysvetlíme všetky možnosti jeho použitia:
Robotics
Robotika je ideálnym odborom pre Arduino. Toto tvrdenie je spôsobené tým, že prostredníctvom týchto dosiek je možné vytvárať mechanické pohyby pomocou elektronických impulzov pomocou príkazov vykonávaných softvérovým programom. Príkazy sú generované z počítača a počítač ich odosiela do Arduina na vykonanie., podľa potrieb.
Vďaka otvorenému zdrojovému kódu je zahrnutie týchto zariadení jednoduchšie, pretože ich možno prispôsobiť akémukoľvek projektu.Či už kvôli svojej veľkosti alebo rozloženiu PINov, ktoré umožňujú všestranný vstup a výstup elektrického prúdu.
Použitie ako mikrokontrolér
Keď sa Arduino používa ako mikrokontrolér, Cieľom je ovládať alebo automatizovať konkrétny proces na zariadeníNa vykonanie tejto úlohy je potrebné vstupné rozhranie a výstupné rozhranie. K týmto rozhraniam musia byť pripojené periférie, ktoré pomôžu efektívne vykonávať úlohu.
Periférie sú pripojené do pamäte mikrokontroléra, aby sa informácie mohli odosielať cez výstupné porty prostredníctvom procesorovej jednotky. Inými slovami, Keď čítajú informácie zvonku, vykonávajú špecifický proces. a podľa nameranej hodnoty odošle automatickú odpoveď.
Použitie ako rozhranie
Používa sa ako rozhranie k Arduinu, napríklad keď sa svetlá automaticky zapnú v dôsledku detekcie pohybu.Na to budete potrebovať počítač, cez ktorý s ním budete komunikovať prostredníctvom Port USBktorý by mal rozsvietiť LED diódy, keď zistí informácie zachytené senzormi uvedeného rozhrania Arduino.
Pre tento typ operácie ho môžete naprogramovať v jazyku C/C++ alebo Java, prípadne v akomkoľvek jazyku, ktorý pre vás nie je náročný.
XOscillo
Svoj počítač môžete premeniť na osciloskop Arduino s dosahom šírky pásma až 1 MHz. Ten graficky zobrazí elektrické signály v rovine XY. To vám umožní... To vám pomôže zistiť, kedy sa pri danej frekvencii vyskytnú regulácie vstupného napätia..
Vedecké vybavenie pre výskum
Ďalším častým a veľmi užitočným využitím Arduina sú vedecké zariadenia, ktoré dokážu merať rôzne aspekty vedy. Napríklad Je široko používaný v moderných seizmografoch a meteorológii.Tieto sa používajú na výrobu zariadení s doskami Arduino. To umožňuje získavať špecifické informácie na základe senzorov alebo akčných členov, ktoré sa používajú vo vedeckom výskume.
Medicína je ďalším odvetvím vedy, ktoré využíva Arduino na dosiahnutie pozitívnych výsledkov pre ľudské zdravie. Napríklad mikroskop sa dá vyrobiť a že zhromažďuje informácie na ich uloženie v počítači, podľa určitých parametrov.
Arduinom
Hudobné nahrávacie štúdiá používajú Arduino ako zariadenie, ktoré riadi prepojenie medzi nástrojmiOkrem toho vykonáva zmeny aj na mikrofónoch, počítačoch, ovládacích konzolách zvuku a akomkoľvek inom zariadení potrebnom na vytvorenie digitálneho rozhrania.
Arduino dokáže prenášať hudobné signály až cez 16 kanálov, čo umožňuje pripojiť rôzne zariadenia ku každému kanálu. Tým sa dosahuje dokonalá rovnováha medzi... koordinácia hudobných nôt, zvuková frekvencia alebo stereo alebo viackanálový prenos, okrem iného.
OBDuino
Pravdepodobne ich vidíte každý deň pri šoférovaní a neuvedomili ste si, že sa pozeráte na Arduino. OBDuino je regulátor paliva používaný v automobiloch, aby bola jazda čo najekonomickejšia.Okamžite zobrazuje prejdené kilometre a použité knihy. Generuje priemerné, historické a aktuálne výsledky.
V Európe sa používajú diagnostické štandardy EOBD. ktoré slúžia aj na kompletné monitorovanie rôznych komponentov motora, ako je tlak oleja, nabíjacie napätie regulátora atď.
SCA-ino
Používa sa aj v automobiloch a Používa sa na ovládanie snímača voľnobežných otáčok motora a kontrolky motora pred zapálením.Ďalším použitím je určenie množstva vzduchu vstupujúceho do sacieho potrubia. V tejto úlohe Arduino spolupracuje priamo s riadiacou jednotkou vozidla (ECU).
Humánny čitateľ
Humánny čitateľ v skutočnosti Je to knižnica, ktorá pojme až 5 000 titulov kníh, ktoré sa dajú čítať na domácom televízore.Potrebné je USB pripojenie, ktoré umožňuje interakciu medzi používateľom a veľkou obrazovkou. To používateľom umožní jednoduchý a rýchly výber požadovanej položky. Vyznačuje sa nízkou cenou.
Humánny počítač
S Arduino zariadením Môžete emulovať stroj, ktorý funguje ako počítač, ktorý bude mať klávesnice normálne a obrazovkačo by mohol byť televízor vo vašej obývačke.
Zatiaľ čo Arduino má mikrokontroléry, pamäť RAM, zvukový výstup, vstupné a výstupné porty a dokonca aj externé úložisko s kartou MicroSD Hoci plní funkciu plnohodnotného počítača, nemožno ho použiť na rozsiahle programátorské úlohy. Je ideálny na hranie hier.
Ardupilot
Arduino je prítomné aj v letectve. a používa sa na podporu bezpilotného lietadla, teda toho, čo bežne poznáme ako TrúdyVďaka týmto zariadeniam je možné lietadlo ovládať pomocou diaľkových povelov; majú senzory na vysielanie a prijímanie rádiofrekvenčných signálov.
Nepoužíva sa však len v lietadlách, ale aj v pozemných vozidlách. Jedným z príkladov sú diaľkovo ovládané autá. Armády používajú technológiu, ktorá bola pôvodne založená na súčiastkach Arduino.
ArduinoTelefón
Všestrannosť Arduina je taká rozsiahla, že s ním môžete vytvoriť dokonca aj mobilné telefóny. ktoré majú fotovoltaické nabíjanie. Táto technológia dokáže predĺžiť výdrž batérie až na 50 hodín. Podporuje tiež zapojenie mikrofónov a reproduktorov na telefonovanie.
Aj keď jeho konštrukcia nie je jednoducháNie je tiež nemysliteľné mať ArduinoPhone pre začínajúcich používateľov, ktorí poznajú niektoré základné pravidlá spájkovania a integrácie obvodov.
Stroje s počítačovým numerickým riadením (CNC)
Počítačové numerické riadenie je program, ktorý je nainštalovaný na Arduine a Používa sa na udržanie polohy prvku pod kontrolou za každých okolností.Inými slovami, používa sa na dosiahnutie mimoriadnej presnosti v obrábacích procesoch, ktoré sú namontované na stroji s cieľom dosiahnuť presný výsledok v objekte.
Programovanie sa vykonáva v 3D rozmere s osami XYZToto určuje výšku, hĺbku a šírku, ktorú by mal mať požadovaný fyzický prvok. Preto je CNC skratka pre počítačové numerické riadenie rôznych strojov.
Otvorte Theremin One
S Arduinom Theremin môžete ovládať bez nutnosti fyzického kontaktu s nástrojomVďaka predprogramovaniu, ktoré môžete vykonať a začleniť do zariadenia, budete mať vysoko presný elektronický hudobný nástroj s jednoduchým programovaním.
3D tlačiarne
3D tlačiareň je jasným príkladom toho, kde môžete využiť robotiku s doskou Arduino.Toto sa robí nezávisle od akéhokoľvek počítača. Stačí len zahrnúť inštrukcie, aby toto výpočtové zariadenie mohlo nezávisle vykonávať všetky príkazy, ktoré zadáte zvonka.
Z hľadiska programovania je veľmi podobný CNC stroju, pretože používa osi XYZ. Jeho fungovanie je však opačné. Je to preto, že pri 3D tlači musíte prvok vytvoriť od nuly, zatiaľ čo pri numerickom riadení musíte tento fyzický prvok zdokonaliť, aby ste dosiahli požadovaný výsledok.
Ambilight
Takže si to môžete pozrieť na televízore Kontrast sa upravuje podľa úrovne osvetlenia miestnosti, v ktorej sa televízor nachádza.Vyžaduje sa Arduino. Zariadenie bude ovládať spätnú väzbu svetla vyžarovaného z obrazovky vo vzťahu k okolitému prirodzenému svetlu. Toto sa nazýva Ambilight.
Za týmto účelom, Externé senzory sú potrebné ktoré môžu určiť stupeň korekcie, ktorú musí veľká obrazovka vykonať.
