Vargu ar įsivaizduojame savo gyvenimą be elektronikos 2018 m.. Nuo išmaniųjų telefonų iki kompiuterių, naudojamų skaitmeninių asistentų ir išmaniųjų namų elektronika yra visko pagrindas. Tačiau kol kas toli nuo šios aukščiausios klasės ir tikslios elektronikos mes naudojame net keletą paprastų grandinių. Taip, dirbtinis intelektas ir mašinų mokymasis vis dar yra daugiau koncepcija, o ne tikras jos įgyvendinimas. Vis dar susiduriame su rankiniu būdu valdomų signalinių stulpų rankiniu būdu valdomais oro kondicionieriais ir įvairia kita buitine technika. Bet kaip tokie dalykai gaminami? Kas slypi už elektroninių grandinių, palengvinančių mūsų gyvenimą? Mažiausiai tariant, sukurti elektroninę grandinę yra sudėtinga.
Galite būti elektronikos entuziastas, bet jei nesukursite elektroninės grandinės nuo nulio, tikrai nesuvoksite su ja susijusių sudėtingumo. Sudėtingumas didėja didėjant konkretaus projekto ar grandinės reikalavimų. Dabar visada galite naudoti platformą, kuri siūlo visas pagrindines elektroninės grandinės funkcijas, kad sudėtingumas tam tikru mastu sumažėtų. Viena iš tokių platformų yra „Arduino“, kuri dėl daugelio priežasčių yra populiariausia elektronikos entuziastų platforma.
„Arduino“ yra platforma, kurioje yra visos pagrindinės elektroninės grandinės funkcijos, prie kurių galite prijungti įvairius kitus išorinius įrenginius, kad atliktumėte darbą. Štai kas yra Arduino, trumpai tariant. „Arduino“ yra atvirojo kodo, o kodavimo metodai yra tikrai paprasti, todėl pradedantiesiems ir elektronikos entuziastams platforma domisi.
Pavyzdžiui, reikia pagaminti temperatūros jutiklį arba šviesos jutiklį. Tokiam tikslui tereikia prijungti jutiklius, kad būtų galima aptikti, ir ekrano plokštę, kad būtų rodoma išvestis. Dabar tereikia parašyti atitinkamą kodą, kad ekrane būtų rodoma tikroji vertė, priklausomai nuo apčiuopiamų parametrų.
Arduino architektūra
Arduino yra pagrįstas mikrovaldikliu, kuris yra pagrįstas Harvardo architektūra, kur programos kodas ir programai naudojami duomenys yra saugomi dviejuose skirtinguose atminties blokuose. Yra keli įvesties ir išvesties įvesties ir išvesties kaiščiai, o PWM išvestims naudojamas ribotas kaiščių skaičius. PWM išvestis reiškia analoginę išvestį, kurią galima naudoti, pavyzdžiui, sumažinti variklio greitį arba pritemdyti prijungtą šviesos diodą.
„Arduino“ naudoja EEPROM arba (elektriškai trinamą ir programuojamą skaitymo atmintį), kad saugotų programos kodą, todėl lengva įkelti programos duomenis ir lengvai juos ištrinti naudojant „Arduino IDE“.
„Arduino“ naudoja statinę RAM arba SRAM kaip funkcinę pirminę atmintį laikiniems duomenims saugoti, kai jis naudojamas. Daugeliui pagrindinių „Arduino“ plokščių, kad veiktų, reikalingas 5 voltų nuolatinės srovės maitinimas, tačiau jis gali skirtis kitoms pažangioms plokštėms, skirtoms daiktų internetui ir naudoti nešiojamuose įrenginiuose.
Čia yra Arduino Uno plokštės architektūra.
Arduino populiarumo priežastis
„Arduino“ yra populiarus dėl daugelio priežasčių, išskyrus tai, kad jį lengva nustatyti ir jis yra atvirojo kodo. Panagrinėkime keletą jo sėkmės ir populiarumo priežasčių.
Įperkama:Arduino plokštės yra gana prieinamos. Yra daugybė Arduino plokščių rūšių, populiariausios yra Arduino Uno, Nano ir Mega. Priklausomai nuo jūsų reikalavimų, galite pasirinkti tinkamiausią, o lentų kainos neturėtų viršyti 50 USD.
Platus suderinamumas:„Arduino“ lengva programuoti naudojant daugumą kompiuterinių operacinių sistemų. Tai yra kelių platformų ir jūs galite programuoti savo Arduino plokštę iš Windows, Linux, Mac, naudodami Arduino programą visoms skirtingoms platformoms. Galite pamatyti visas platformas, kurioms ji prieinama,čia.
Lengva koduoti:„Arduino“ programinė įranga įvairioms platformoms yra atvirojo kodo, o patyrę programuotojai taip pat gali pridėti naujų funkcijų, kad praplėstų jos ribas. Arduino taip pat gali būti programuojamas su C++ bibliotekomis, išskyrus AVR C programavimą, kuris yra Arduino kodų pagrindas. Taigi, kai algoritmas bus aiškus, Arduino plokštės kodavimas turėtų būti paprastas dalykas.
Lengvi patobulinimai:Taip pat galima išplėsti Arduino plokštės galimybes su daugybe kitų išorinių periferinių įrenginių ir skirtingomis kitomis grandinėmis. Planai su „Arduino“ plokštėmis platinami pagal „creative Commons“ licenciją, kad kiti bendruomenės vartotojai galėtų juos lengvai pritaikyti ir patobulinti.
Kodėl su Arduino lengva dirbti?
Kuriant elektroninį projektą nuo nulio, reikia planuoti ryšį nuo pat pradžių, o tai gali padidinti sudėtingumą. Elektronikos projekto inžinierius turėtų sukurti viską, pradedant maitinimo šaltiniu ir baigiant skirtingų naudojamų išorinių įrenginių valdymo grandine. Tik po sėkmingo ryšio nustatymo inžinierius gali galvoti apie mikrovaldiklio programą.
Tačiau naudojant „Arduino“, tereikia prijungti periferinius įrenginius kartu su kai kuriomis sąsajų grandinėmis, kad skirtingi išoriniai įrenginiai būtų suderinami su plokšte. Nereikia lituoti tų rezistorių ir kondensatorių, kuriems reikia papildomo laiko ir, pasirinkus netinkamą komponentą, gali net perdegti elektronika. Taigi inžinierius turi skirti daug dėmesio programai ir algoritmui, o tai labai supaprastina užduotį.
Be to, šiuolaikiniame technologijų pasaulyje dauguma aukščiausios klasės elektroninių prietaisų yra valdomi „Bluetooth“ arba USB ryšiu, kad jie taptų daiktų interneto dalimi. „Arduino“ yra su skirtingais USB ir „Bluetooth“ sąsajų moduliais, kad jūsų projektą būtų lengva prijungti prie kompiuterio, taigi ir prie interneto. Taigi, jums nereikia visko kurti nuo pat pradžių.
Kur naudojamas Arduino?
Arduino yra vieno šaltinio elektroninė platforma, kurią galima naudoti įvairiems elektroniniams projektams. Jūsų vaizduotė yra riba kuriant įvairius elektroninius projektus naudojant „Arduino“. Nuo mažo temperatūros jutiklio iki automatinių šviesų ir siurblių bei daugybės kitų dalykų su Arduino galite padaryti beveik viską.
Jūs netgi galite palengvinti savo gyvenimą naudodami įvairius „pasidaryk pats“ „Arduino“ projektus, pvz., mobiliuosius šviestuvus ir ventiliatorius, ir daug daugiau. Arduino gali padėti beveik viskuo – nuo mažų mokyklinių projektų iki didelių projektų, skirtų kai kurioms realaus gyvenimo problemoms išspręsti.
Jūs netgi galite gauti Arduino Nano Eagle failus arba Eagle failus kitoms Arduino platformoms, jei planuojate naudoti Arduino kūrimo tikslais. Tai gali padaryti jūsų užduotį daug paprastesnę, jei esate labiau susipažinęs su PCB dizainu.
Kaip parašyti programas, skirtas naudoti su Arduino?
„Arduino“ programavimas yra gana paprastas, o tai yra didžiausia priežastis, dėl kurios jį priima kitos klasės vartotojai. Kai parašysite Arduino programą, turėsite prijungti Arduino plokštę prie kompiuterio naudodami USB į Mini-USB kabelį.
Dabar pasirinkite turimą „Arduino“ plokštę ir virtualų serijos prievado numerį, jei turite kelias „Arduino“ plokštes. Tiesiog bakstelėkite įkėlimo mygtuką, kad įrašytumėte parašytą programą. Po to periferiniai įrenginiai, prijungti prie „Arduino“ plokštės, turėtų reaguoti pagal jūsų programą.
Įvairios Arduino plokštės
Atsižvelgdami į jūsų poreikius, galite pasirinkti savo Arduino plokštės variantą, atitinkantį jūsų reikalavimus. Dažniausiai naudojamos „Arduino“ platformos yra „Arduino Nano“ ir „Uno“, o dėl išplėstinių funkcijų „Arduino Mega“ yra gana populiari. Nors yra ir kitų pradinio lygio ir patobulintų „Arduino“ plokščių,Naršyti, tarp pagrindinių ir,MKR nulistarp pažengusių.
Nors didėjant Arduino populiarumui, jis netgi naudojamas įvairiems IoT pagrįstiems projektams ir nešiojamiesiems įrenginiams.Ethernet,Yun Min,Leonardo ETHyra kelios IoT pagrindu sukurtos „Arduino“ plokštės irGemma,Lilypad Arduino, yra keletas nešiojamų tinkamų Arduino plokščių. Bet jei planuojate atlikti keletą pagrindinių „Arduino“ projektų, „Arduino Nano“, „Uno“ ir „Mega“ turėtų atitikti jūsų reikalavimus. Išsamų Arduino plokščių sąrašą galite pamatytičia.
„Arduino Nano“ yra pati paprasčiausia „Arduino“ plokštė, kurios pagrindas yra ATmega328. Jame yra 32 KB atminties, iš kurios 2 KB naudojama įkrovos įkrovikliui. Jis turi 2 KB RAM. Laikrodžio dažnis yra 16 MHz, o PCB dydis yra tik 18 × 45 mm. „Arduino Nano“ turi 22 įvesties / išvesties kaiščius, skirtus išorinei sąsajai, iš kurių 6 gali būti naudojami kaip PWM. Gaukite visą kitą informaciją apie Arduino Nanočia.
„Arduino Uno“ yra patobulinta „Nano“ versija ir yra pati populiariausia pradedantiesiems. Jis naudoja Atmega328P kaip savo smegenis ir turi 14 įvesties / išvesties kaiščių, iš kurių 6 gali būti naudojami PWM. „Arduino Nano“ ir „Uno“ yra gana panašūs, tačiau „Arduino Uno“ naudoja geresnį mikrovaldiklį, o tai yra geresnių „Arduino Uno“ projektų priežastis. Galite pamatyti visas Arduino Uno technines specifikacijasčia.
„Arduino Mega“ padarė didelę pažangą per pastarąsias dvi minėtas platformas. Jame yra ATmega2560 mikrovaldiklis ir 54 I/O kaiščiai, iš kurių 15 gali būti naudojami analoginiam išėjimui arba PWM. Jame taip pat yra „flash“ atmintis su 256 KB atminties ir 8 KB RAM. Laikrodžio impulsas yra toks pat ir yra 16 MHz. Skaitykite kitas detalesčia.
Atmintis, operatyvioji atmintis ir laikrodžio impulsas gali atrodyti menkas, tačiau yra gana didelis, kad būtų galima saugoti programos kodą ir duomenis projektams su Arduino.
Arduino prieš Raspberry Pi
Pradedantiesiems tai gali būti sunkus sprendimas. Bet aš tai padarysiu paprasčiau.
„Arduino“ yra paprasta kūrimo plokštė, pagrįsta mikrovaldikliu, todėl neturėtumėte iš jos daug tikėtis. Arduino puikiai tinka paprastoms užduotims, kurias reikia atlikti nuolat. Taigi „Arduino“ nėra labai efektyvi platforma, leidžianti priimti sudėtingus sprendimus ar atlikti daugybę darbų vienu metu.
Pvz., įjungti šviesas, jaučiančias žmogaus buvimą, arba įjungti oro kondicionierių, kai temperatūra pasiekia tam tikrą lygį. Tai buvo tik pavyzdys. Nemanykite, kad „Arduino“ yra nuobodi elektronikos dalis, matydami pavyzdį. „Arduino“ galimybės yra neribotos, o atvirojo kodo bendruomenėje tai dar geriau.
Kita vertus, Raspberry Pi yra mažas kompiuteris. Man nereikia aiškinti, ką veikia kompiuteris. Jis gali atlikti kelias užduotis vienu metu ir yra efektyvesnis nei mikrovaldiklis. Nors ir ne toks galingas kaip kompiuteris, kurį naudojame kasdienėms užduotims atlikti, tačiau „Raspberry Pi“ vienu metu gali atlikti daugiau užduočių.
Leiskite man paaiškinti, kada jums gali prireikti Raspberry Pi. Galbūt norėsite įjungti oro kondicionierių, kai temperatūra pasieks tam tikrą lygį. Taip pat norite, kad vietinė meteorologinė stotis mėnesiui prognozuotų temperatūrą ir paskaičiuotų, kiek valandų veiks oro kondicionavimas ir kokia bus jūsų sąskaita už elektrą. Jei sąskaita už elektrą viršija tam tikrą ribą, oro kondicionierių reikėtų įjungti nuo 2 laipsniais aukštesnės temperatūros, nei buvo nustatyta anksčiau. Jei jums reikia tokios veiksmingos sistemos, kad galėtumėte priimti kelis sprendimus ir reaguoti, Raspberry Pi jums labiausiai tinka.
Arduino kaina
Priklausomai nuo to, kurią plokštę naudojate, Arduino kainos Indijoje skiriasi. Arduino Uno galite gauti išmaždaug Rs. 1500. Nors tą patį galima gauti iš kitų vietų dar pigesnėmis kainomis. Jei planuojate pradėti, Arduino Nano galite įsigyti labai pigiomis kainomis, maždaug už Rs. 200 ar daugiau.
Bet jei ieškote specializuotos „Arduino“ plokštės kai kuriems daiktų interneto projektams arba kai kuriems „pasidaryk pats“ nešiojamiesiems prietaisams, rekomenduosiu pasirinkti tinkamą tiems tikslams. Tokių plokščių kainos yra gana aukštesnės, todėl rekomenduosiu jas įsigyti iš bet kurio gero pardavėjo arba tiesiogiai iš „Arduino“ svetainės, jei ji yra jūsų šalyje.
Programoms rašyti nėra jokios kitos Arduino kalbos. Kaip programavimo kalbą galite naudoti C++, o visa kita turėtų tvarkyti Arduino IDE. Nėra jokios skirtingos „Arduino Uno“ programinės įrangos ar „Nano“ programinės įrangos, skirtos „Arduino Uno“ programavimui ar pan. Taigi, naudojant Arduino, gana lengva savo idėjas paversti realybe.
Tai tikrai veiksminga elektroninės kūrimo platformos dalis ir ateityje visada bus patobulinta. Atsisiuntę „Arduino“, galite net rasti keletą pavyzdinių programų, kad galėtumėte pradėti. Galite juos modifikuoti ir patikrinti, ar jie veikia pagal jūsų poreikius.
Jei esate pradedantysis, Arduino Uno arba Nano gali būti jūsų geriausias draugas, o jei esate šiek tiek pažengęs, Arduino Mega gali būti jūsų arbatos puodelis. Tačiau visada galite patikrinti projekto reikalavimus, kad surastumėte tinkamiausią grandinę, kad vėliau nesigailėtumėte.
Tikimės, kad informacija apie Arduino buvo jums naudinga. Ar vis dar turite klausimų apie Arduino? Nedvejodami pakomentuokite jį žemiau.
Taip pat galbūt norėsite pamatyti:
