Difficilmente possiamo pensare alla nostra vita senza l'elettronica nel 2018. Dai nostri smartphone ai computer, agli assistenti digitali che utilizziamo e alle case intelligenti, l'elettronica è la base di tutto. Ma tenendo lontani dal quadro l'elettronica di fascia alta e precisa, per il momento utilizziamo anche una serie di circuiti semplici. Sì, l’intelligenza artificiale e l’apprendimento automatico sono ancora più un concetto piuttosto che la sua vera implementazione. Incontriamo ancora pali di segnalazione azionati manualmente, condizionatori d'aria azionati manualmente e diversi altri elettrodomestici. Ma come si realizzano queste cose? Cosa c'è dietro quei circuiti elettronici che ci semplificano la vita? Realizzare un circuito elettronico è a dir poco complesso.
Puoi essere un appassionato di elettronica, ma a meno che non costruisci un circuito elettronico da zero, non puoi realmente comprenderne le complessità coinvolte. Le complessità aumentano con l'aumentare dei requisiti di un particolare progetto o circuito. Detto questo, puoi sempre utilizzare una piattaforma che ti offra tutte le funzionalità di base di un circuito elettronico in modo che la complessità si riduca in una certa misura. Una di queste piattaforme è Arduino, ed è la piattaforma più popolare tra gli appassionati di elettronica per una serie di motivi.
Arduino è una piattaforma dotata di tutte le funzionalità di base di un circuito elettronico, alla quale è possibile collegare diverse altre periferiche per portare a termine un lavoro. Ecco cos'è Arduino, in poche parole. Arduino è open source e le tecniche di codifica sono davvero semplici, il che rende i principianti e gli appassionati di elettronica più interessati alla piattaforma.
Ad esempio, è necessario realizzare un sensore di temperatura o un sensore di luce. A tale scopo è sufficiente collegare i sensori per il rilevamento e un tabellone per visualizzare l'output. Ora è sufficiente scrivere il codice appropriato per far sì che il display mostri il valore effettivo in base ai parametri rilevati.
Architettura dell'Arduino
Arduino si basa su un microcontrollore basato sull'architettura Harvard, dove il codice del programma e i dati utilizzati per il programma sono memorizzati in due diverse unità di memoria. Sono presenti più pin I/O destinati all'input e all'output e un numero limitato di pin viene utilizzato per l'output PWM. L'uscita PWM si riferisce all'uscita analogica, che può essere utilizzata per cose come diminuire la velocità di un motore o per attenuare un LED collegato.
Arduino utilizza EEPROM o (memoria di sola lettura cancellabile elettricamente e programmabile) per memorizzare il codice del programma, il che semplifica il caricamento dei dati di un programma e la loro eliminazione facilmente con l'IDE di Arduino.
Arduino utilizza la RAM statica o SRAM come memoria primaria funzionale per archiviare dati temporanei quando è in uso. La maggior parte delle schede base Arduino utilizzate richiede un'alimentazione a 5 V CC per il funzionamento, anche se può essere diverso per altre schede avanzate destinate all'IoT e all'uso in dispositivi indossabili.
Ecco l'architettura di una scheda Arduino Uno.
Il motivo della popolarità di Arduino
Arduino è popolare per una serie di motivi oltre ad essere facile da configurare e open source. Esploriamo alcuni motivi del suo successo e della sua popolarità.
Conveniente:Le schede Arduino sono piuttosto convenienti. Sono disponibili numerose varietà di schede Arduino, le più popolari sono Arduino Uno, Nano e Mega. A seconda delle tue esigenze puoi scegliere quella più appropriata e i prezzi delle tavole non dovrebbero superare i $ 50.
Ampia compatibilità:Arduino è facile da programmare con la maggior parte dei sistemi operativi basati su computer. È multipiattaforma e puoi programmare la tua scheda Arduino da Windows, Linux, Mac, con l'app Arduino per tutte le diverse piattaforme. Puoi vedere tutte le piattaforme per cui è disponibile,Qui.
Facile da codificare:Il software Arduino per diverse piattaforme è open source e nuove funzionalità possono anche essere aggiunte da programmatori esperti per spingersi oltre i limiti. Arduino può anche essere programmato con librerie C++ oltre alla programmazione AVR C, che è la base per i codici Arduino. Pertanto, una volta che l’algoritmo è chiaro, codificare una scheda Arduino dovrebbe essere un gioco da ragazzi.
Miglioramenti facili:È anche possibile espandere le possibilità della scheda Arduino con una serie di altre periferiche esterne e diversi altri circuiti. I progetti con le schede Arduino sono distribuiti sotto licenza creative commons per renderlo facilmente adattabile da parte degli altri utenti della community e anche migliorarlo.
Perché è facile lavorare con Arduino?
Realizzare un progetto elettronico da zero significa pianificare la connessione fin dall'inizio, il che può aumentarne la complessità. L'ingegnere progettista elettronico dovrebbe sviluppare tutto, dall'alimentazione al circuito di pilotaggio per le diverse periferiche utilizzate. Solo dopo aver stabilito una connessione riuscita, l'ingegnere può pensare al programma per il microcontrollore.
Ma con Arduino basta collegare le periferiche insieme ad alcuni circuiti di interfaccia, per rendere compatibili le diverse periferiche con la scheda. Non c'è bisogno di saldare resistori e condensatori, che richiedono tempo extra e possono anche portare alla bruciatura dei componenti elettronici, una volta scelto un componente non adatto. L'ingegnere deve quindi prestare attenzione solo al programma e all'algoritmo, il che rende il compito molto più semplice.
Oltre a ciò, nel mondo tecnologico di oggi, la maggior parte dei gadget elettronici di fascia alta sono controllati tramite Bluetooth o USB per renderli parte dell'IoT. Arduino viene fornito con diversi moduli di interfaccia USB e Bluetooth per rendere il tuo progetto facilmente collegabile al tuo computer e quindi a Internet. Pertanto, non è necessario progettare tutto dall'inizio.
Dove viene utilizzato Arduino?
Arduino è una piattaforma elettronica unica, che può essere utilizzata per una varietà di progetti elettronici. La tua immaginazione è il limite per realizzare diversi progetti elettronici con Arduino. Da un piccolo sensore di temperatura a luci e pompe automatiche e molte altre cose, puoi fare quasi tutto con Arduino.
Puoi anche semplificarti la vita con diversi progetti Arduino fai-da-te, come luci e ventilatori controllati da dispositivi mobili e molto altro ancora. Dai piccoli progetti scolastici ai grandi progetti per risolvere alcuni problemi della vita reale, Arduino può aiutarti con quasi tutto.
Puoi anche ottenere i file Arduino Nano Eagle o i file Eagle per altre piattaforme Arduino se prevedi di utilizzare Arduino per scopi di sviluppo. Può rendere il tuo compito molto più semplice se sei più introduttivo alla progettazione di PCB.
Come scrivere programmi da utilizzare con Arduino?
La programmazione di Arduino è piuttosto semplice, e questo è il motivo principale della sua adozione da parte di una diversa classe di utenti. Una volta scritto un programma Arduino, dovrai collegare la scheda Arduino al computer con l'aiuto del cavo da USB a Mini-USB.
Ora seleziona la scheda Arduino che stai utilizzando, insieme al numero della porta seriale virtuale se disponi di più schede Arduino. Basta toccare il pulsante di caricamento per masterizzare il programma che hai scritto. Successivamente, le periferiche collegate alla scheda Arduino dovrebbero reagire secondo il tuo programma.
Diverse schede Arduino
A seconda delle tue esigenze puoi scegliere la variante della scheda Arduino che soddisfa le tue esigenze. Le piattaforme Arduino più utilizzate sono Arduino Nano e Uno, mentre per le funzionalità avanzate Arduino Mega è piuttosto popolare. Sebbene ci siano altre schede Arduino entry-level e avanzate come,Esplora, tra base, e,MKRZerotra avanzati.
Sebbene con la crescente popolarità di Arduino, venga utilizzato anche per diversi progetti e dispositivi indossabili basati sull'IoT.Ethernet,Yun Min,LeonardoETHsono alcune schede Arduino basate su IoT eGemma,Lilypad Arduino, citiamo alcune schede Arduino adatte all'indossabilità. Ma se hai intenzione di realizzare alcuni progetti Arduino di base, Arduino Nano, Uno e Mega dovrebbero soddisfare le tue esigenze. Per un elenco completo delle schede Arduino, puoi vedereQui.
Arduino Nano è la scheda Arduino più semplice che ha al suo interno ATmega328. Ha 32 KB di memoria di cui 2 KB vengono utilizzati per il bootloader. Ha una RAM da 2KB. La velocità di clock è di 16 MHz e la dimensione del PCB è di soli 18×45 mm. Arduino Nano dispone di 22 pin I/O per l'interfacciamento esterno di cui 6 possono essere utilizzati come PWM. Ottieni tutti gli altri dettagli su Arduino NanoQui.
Arduino Uno è una versione migliorata di Nano ed è la più apprezzata dai principianti. Utilizza Atmega328P come cervello e dispone di 14 pin I/O di cui 6 possono essere utilizzati per PWM. Arduino Nano e Uno sono abbastanza simili ma Arduino Uno utilizza un microcontrollore migliore, che è il motivo alla base dei migliori progetti Arduino Uno. Puoi vedere tutte le specifiche tecniche di Arduino UnoQui.
Arduino Mega presenta progressi significativi rispetto alle ultime due piattaforme menzionate. Viene fornito con il microcontrollore ATmega2560 e dispone di 54 pin I/O, di cui 15 possono essere utilizzati per l'uscita analogica o PWM. Offre anche una memoria flash con 256 KB di spazio di archiviazione e dispone di 8 KB di RAM. L'impulso di clock è lo stesso ed è 16 MHz. Leggi altri dettagliQui.
La memoria, la RAM e l'impulso di clock potrebbero apparentemente sembrare irrisori, ma sono piuttosto grandi per archiviare codice di programma e dati per progetti con Arduino.
Arduino contro Raspberry Pi
Per i principianti, può essere una decisione difficile da prendere. Ma lo renderò più semplice.
Arduino è una semplice scheda di sviluppo basata su un microcontrollore e quindi non dovresti aspettarti molto da essa. Arduino può essere ottimo per compiti semplici che devono essere eseguiti continuamente. Arduino quindi non è una piattaforma molto efficiente per prendere decisioni complesse o per svolgere numerosi lavori contemporaneamente.
Ad esempio per accendere le luci rilevando la presenza di una persona, oppure per accendere il condizionatore quando la temperatura raggiunge un certo livello. Era solo un esempio. Non considerare Arduino un noioso pezzo di elettronica vedendo l'esempio. Le possibilità di Arduino sono illimitate ed è ancora meglio con una comunità open source.
D'altra parte, Raspberry Pi è un piccolo computer. Non ho bisogno di approfondire cosa fa un computer. Può gestire più attività contemporaneamente ed è più efficiente di un microcontrollore. Sebbene non sia potente come un computer che utilizziamo per le nostre attività quotidiane, Raspberry Pi può gestire più attività contemporaneamente.
Lascia che ti spieghi quando potresti aver bisogno di un Raspberry Pi. Potresti voler accendere il condizionatore d'aria quando la temperatura raggiunge un certo livello. Vuoi anche una previsione della temperatura dalla stazione meteorologica locale per un mese e calcolare quante ore funzionerà l'aria condizionata ed eventualmente quale sarà il costo della tua bolletta elettrica. Se la bolletta elettrica supera una certa soglia, è opportuno far partire il condizionatore ad una temperatura di 2 gradi più alta rispetto a quella impostata in precedenza. Se hai bisogno di un sistema così efficiente per prendere molteplici decisioni e reagire, Raspberry Pi è la soluzione migliore per te.
Prezzo Arduino
A seconda della scheda che utilizzi, i prezzi di Arduino in India sono diversi. Puoi ottenere Arduino Uno daa circa Rs. 1500. Anche se puoi ottenere lo stesso da altri posti a prezzi ancora più economici. Se hai intenzione di iniziare, puoi ottenere Arduino Nano a prezzi molto economici, intorno a Rs. 200 o giù di lì.
Ma se stai cercando una scheda Arduino specializzata per alcuni progetti IoT o per alcuni dispositivi indossabili fai-da-te, ti consiglierò di scegliere quella appropriata destinata a tali scopi. I prezzi di queste schede sono piuttosto più alti e ti consiglio di acquistarle da qualsiasi buon venditore o direttamente dal sito web di Arduino se è disponibile nel tuo paese.
Non esiste un linguaggio Arduino diverso per scrivere programmi. Puoi utilizzare C++ come linguaggio di programmazione e l'IDE di Arduino dovrebbe gestire il resto. Non esiste alcun software Arduino Uno o software Nano diverso per la programmazione di Arduino Uno o simili. Quindi, con Arduino, è abbastanza facile trasformare le tue idee in realtà.
È davvero un pezzo efficiente di una piattaforma elettronica per lo sviluppo e verrà sempre fornito con ulteriori miglioramenti in futuro. Dopo il download di Arduino, puoi anche trovare una serie di programmi di esempio per iniziare. Puoi modificarli e verificare se funziona secondo le tue esigenze.
Se sei un principiante, Arduino Uno o Nano possono essere i tuoi migliori compagni, mentre se sei un po' avanzato, Arduino Mega può essere la tua tazza di tè. Puoi comunque sempre verificare i requisiti del progetto per trovare il circuito più adatto alle tue esigenze per non pentirtene in seguito.
Spero che le informazioni su Arduino ti siano state utili. Hai ancora domande su Arduino? Sentiti libero di commentarlo qui sotto.
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