Arduino je populární programovatelná obvodová deska mikrokontroléru, která měla své počátky kolem roku 2005. Je založen na čipech ATmega společnosti Atmel a poskytuje nízkonákladovou platformu, na které lze vytvářet širokou škálu elektronických řídicích obvodů. Programování a používání Arduina je poměrně jednoduché, takže je atraktivní pro studenty a fandy i pro inženýry elektroniky. Deska Arduino má standardní 2,54 mm kolíkové konektory, které umožňují snadné připojení k prkénkům a dalším elektronickým prototypovacím nástrojům. Jako mikrokontrolér je vhodný pro řízení světel, senzorů, motorů a dalších zařízení v reálném čase. Prosperující komunita uživatelů a prodejců hardwaru a softwaru podporuje Arduino, což vám umožní řešit širokou škálu projektů.
Arduino vs. PC
Typický počítač nebo dokonce smartphone má mnohem více paměti a lepší výkon než Arduino, ale nenechte se tím odradit. Arduino se specializuje na jednoduché opakující se úkoly, jako je řízení rychlosti motoru. Díky vysokorychlostní barevné grafice nespustí více sofistikovaných aplikací současně. Jelikož se jeho tvůrci zaměřují na aplikace elektronického řízení, zvolili jeho tvůrci nízkonákladový design využívající jen několik komponent.
Pro začátečníky: Starter Kit
Deska Arduino sama o sobě moc nedělá; potřebujete několik dalších komponent, se kterými může deska komunikovat a jednat. Ačkoli si můžete koupit samostatné Arduino, v hobby prodejnách se prodávají užitečné sady, které vám pomohou naučit se základy hardwaru a softwaru. Kromě samotné desky Arduino obsahuje dobrá sada také prkénko pro prototypování, rezistory, světelné diody (LED) a další elektronické součástky, kabeláž a 9V „nástěnný bradavkový“ AC adaptér k napájení Arduino. Lepší sady obsahují návody, které vás provedou vytvářením obvodů a kódováním.
K programování Arduina potřebujete počítač. Můžete použít počítač se systémem Windows PC, Mac nebo Linux. Musíte si také stáhnout kopii Arduino Interactive Development Environment (IDE), což je textový editor, který používáte k psaní kódu Arduino. IDE je open-source program dostupný zdarma.
Světlo Blinker
Jedním z nejjednodušších a nejjednodušších projektů Arduino je LED blikač. V tomto projektu používáte Arduino k zapnutí a vypnutí standardní LED kontrolky v cyklu, který se opakuje tak dlouho, dokud mikrokontrolér zůstane zapnutý. Anodový vodič LED zapojíte do jednoho z digitálních výstupů Arduina a katodu do uzemnění Arduina. Typicky používáte LED diody s odporem omezujícím proud, ale můžete uniknout „nahou“ LED. Deska Arduino vydává pouze malé množství proudu, které nemůže smažit LED. Tento snadný projekt vás seznámí s IDE Arduino, nahráním programů do Arduina pomocí kabelu USB a základy kódování. Úspěch vidět světlo bliká buduje vaši důvěru v náročnější projekty.
Stisknutím tlačítka
Ačkoli Arduino může pracovat bez senzorů, jako v projektu světelných světel, je užitečnější, když působí na data ze skutečného světa. Okamžitý akční tlačítkový spínač je jedním z nejjednodušších způsobů ovládání Arduina. Aby to ale fungovalo správně, musíte k přepínači připojit 10K ohm rezistor v „rozevírací“ konfiguraci. Připojte jeden z vodičů odporu k kladnému 5voltovému kolíku Arduina a druhý vodič odporu k digitálnímu kolíku, který chcete ovládat. Připojte jednu stranu přepínače ke stejnému digitálnímu kolíku a druhou stranu přepínače k uzemňovacímu kolíku Arduina. Vytahovací rezistor nutí digitální kolík buď na vysoké, nebo na nízké napětí, takže se mezi ním nikdy „nevznáší“ nejednoznačná hodnota. Ve svém programovém kódu použijte příkaz digitalRead () ke čtení hodnoty přepínače. Když stisknete spínač, použijte jiný digitální kolík k blikání LED nebo k provedení jiné akce.
Světelné a jiné senzory
Kromě přepínačů zahrnují některé jednodušší senzory dostupné pro Arduino senzory pro světlo, teplotu a magnetismus. Variabilní rezistory jsou dalším způsobem ovládání Arduina. Deska má sadu analogových vstupních pinů, které vám umožňují ovládat Arduino pomocí signálů, které se průběžně mění navíc k povaze digitálního kolíku.
Tóny, melodie a zvuky
Digitální výstupní piny Arduina mohou řídit malý reproduktor velikosti dlaně. Nastavením digitálního kolíku na vysokou a nízkou hodnotu při rychlostech zvuku (přibližně stokrát za sekundu) mohou vaše programy vytvářet tóny v reproduktoru. Chcete-li vytvořit zvukový signál, vytvořte opakující se smyčku, která nastaví kolík vysoko, zpoždění o 5 milisekund a poté nastaví kolík na nízkou hodnotu a provede další 5 milisekundové zpoždění. S celkovou dobou cyklu 10 milisekund vyprodukuje reproduktor tón 100 hertzů. Se správným programováním můžete vytvářet hudební stupnice a hrát melodie. Pomocí jiného programování můžete vytvořit bzučák nebo sirénu.
Předávání dat: Sériový monitor
Arduino IDE, které běží na vašem počítači, obsahuje okno sériového monitoru, které přijímá a zobrazuje data z mikrokontroléru. U složitějších programů může být sériový monitor záchranou, protože můžete zobrazit hodnoty programu a sledovat chyby programu. Jednoduchý program, který odesílá data na sériový monitor, vám pomůže seznámit se s touto důležitou funkcí.
