Что такое Arduino. Какие существуют виды плат Arduino. Как программировать Arduino. Для чего используется Arduino. Какие проекты можно реализовать на Arduino.
Что такое Arduino и как она работает
Arduino — это открытая электронная платформа, основанная на простом в использовании аппаратном и программном обеспечении. Она состоит из программируемой платы (микроконтроллера) и среды разработки для написания программного обеспечения (IDE).
Как работает Arduino? Плата Arduino считывает входные сигналы (например, свет на датчике, нажатие кнопки) и преобразует их в выходные сигналы — включение двигателя, зажигание светодиода и т.д. Вы задаете плате инструкции, отправляя набор команд на микроконтроллер на плате. Для этого используется язык программирования Arduino (основан на Wiring) и программная среда Arduino IDE.
Виды плат Arduino и их особенности
Существует несколько основных видов плат Arduino:
- Arduino UNO — самая популярная и универсальная плата для начинающих
- Arduino Mega — плата с большим количеством пинов для сложных проектов
- Arduino Nano — компактная версия UNO
- Arduino Leonardo — с встроенным USB-контроллером
- Arduino Due — мощная 32-битная плата
Чем отличаются платы Arduino? Основные параметры для сравнения:
- Тип микроконтроллера и его характеристики (тактовая частота, память)
- Количество цифровых и аналоговых пинов
- Наличие дополнительных интерфейсов (USB, Ethernet и др.)
- Размеры платы
- Напряжение питания
Программирование Arduino: основы для начинающих
Для программирования Arduino используется язык C++ с некоторыми упрощениями и дополнительными библиотеками. Основные этапы создания программы (скетча):
- Определение структуры скетча (функции setup() и loop())
- Объявление переменных и констант
- Инициализация портов ввода-вывода
- Написание основного кода программы
- Компиляция и загрузка скетча на плату
Какие базовые функции нужно знать начинающему Arduino-программисту?
- pinMode() — настройка режима работы пина
- digitalWrite() — запись значения на цифровой пин
- digitalRead() — чтение значения с цифрового пина
- analogRead() — чтение значения с аналогового входа
- analogWrite() — запись аналогового значения (PWM)
- delay() — задержка выполнения программы
Применение Arduino в различных областях
Arduino находит применение во многих сферах благодаря своей универсальности и простоте использования. Вот некоторые области применения:
- Робототехника — создание роботов и автоматизированных систем
- Умный дом — управление освещением, климатом, безопасностью
- Образование — обучение основам электроники и программирования
- Прототипирование — быстрое создание прототипов устройств
- Интернет вещей — разработка подключенных к сети устройств
- Искусство — интерактивные инсталляции, световые шоу
Популярные проекты на Arduino для начинающих
С чего начать знакомство с Arduino? Вот несколько интересных проектов для новичков:
- Мигающий светодиод — классический первый проект
- Термометр с LCD-дисплеем — измерение и отображение температуры
- Управление сервоприводом — основы работы с моторами
- Музыкальный инструмент — генерация звуков разной частоты
- Дальномер на ультразвуковом датчике — измерение расстояния
Проект «Умный светофор» на Arduino
Рассмотрим пример простого проекта «Умный светофор» на Arduino:
- Подключаем 3 светодиода (красный, желтый, зеленый) к пинам 2, 3, 4
- Подключаем кнопку к пину 7 для переключения режимов
- Пишем код для циклического переключения светодиодов
- Добавляем обработку нажатия кнопки для смены режима день/ночь
Этот проект поможет освоить базовые принципы работы с Arduino — управление выводами, обработка входных сигналов, программирование логики работы устройства.
Преимущества и недостатки использования Arduino
Какие основные плюсы и минусы платформы Arduino?
Преимущества:
- Простота освоения и использования
- Большое сообщество и множество готовых примеров
- Широкий выбор совместимых модулей и датчиков
- Низкая стоимость оборудования
- Кроссплатформенность — работает на Windows, Mac, Linux
Недостатки:
- Ограниченные вычислительные возможности
- Не подходит для промышленного применения
- Проблемы с энергоэффективностью в автономных проектах
- Закрытость некоторых компонентов системы
Расширение возможностей Arduino с помощью модулей
Как расширить функциональность Arduino-проекта? Существует множество дополнительных модулей:
- Коммуникационные модули (Wi-Fi, Bluetooth, Ethernet)
- Датчики (температуры, влажности, освещенности и др.)
- Дисплеи (LCD, OLED, TFT)
- Модули управления двигателями
- Часы реального времени
- SD-карты для хранения данных
Использование модулей позволяет значительно расширить возможности Arduino и создавать более сложные и функциональные устройства. При выборе модуля важно учитывать совместимость с вашей платой Arduino и наличие библиотек для работы с ним.
Mobile для Arduino • Знаток
Один из немногих конструкторов, где можно собрать роботизированный автомобиль с классической компоновкой – поворачивающиеся передние колеса и задний привод. Имеется возможность управления тремя способами:
• Ручное управление при помощи смартфона по Bluetooth. Вы можете выбрать подходящий для себя интерфейс и проверить навыки пилотирования.
• Автономный режим, когда машина сама принимает решение, куда ей двигаться.
• Движение по заданной программе. Причем, вы можете воспользоваться уже готовыми программами или написать свою на одном из четырёх языков:
Очень простой и интуитивно понятный графический язык программирования, специально разработанный компанией «ЗНАТОК» для делающих самые первые шаги в программировании.
Внимание! В этом языке предусмотрен логический переход к профессиональному языку программирования С++. Это реально круто!
Для получения инструкций для работы с языком Graph Z перейдите по этой ссылке: https://znatok.
ru/link/?mobile-graphz
Рекомендуем скачать последнюю версию Graph Z (версия 0.9) перейдя по ссылке: https://znatok.ru/link/?graphZ-installer
C++ язык программирования для продвинутых пользователей. На этом языке возможно решение профессиональных задач.
Для получения инструкций для работы с языком C++ перейдите по этой ссылке: https://znatok.ru/link/?mobile—cpp
Графический язык программирования начального уровня, нашедший очень широкое распространение в мире. В данном наборе не для всех схем можно написать программы на данном языке, но понять, что такое алгоритмы, условия, циклы вполне по силам.
Для получения инструкций для работы с языком Scratch перейдите по этой ссылке: https://znatok.ru/link/?mobile-scratch
Python не является основным языком для программирования микроконтроллеров, но его можно использовать для управления устройствами.
Для получения инструкций для работы с языком Python перейдите по этой ссылке: https://znatok.ru/link/?mobile-python
Несмотря на то, что на упаковке указан возраст 8+, этот набор будет весьма полезен детям более старшего возраста, вплоть до студенческого, 18+ .
Вы можете начать с предложенных в красочной инструкции проектов, закачав готовые программ с флэшки, входящей в набор, а затем создать множество своих оригинальных проектов. Полученные знания помогут вам в учебе, а в дальнейшем, создавать новые образцы роботов, бытовой техники, компьютеров, смартфонов, работая в высокотехнологичных компаниях. А это уже не игрушки.
Скачать содержимое USB flash-накопителя для Arduino START
(рекомендуем, т.
к. здесь самые последние обновления)
Внимание! В некоторых партиях, из-за особенностей модуля Bluetooth невозможна смена имени модуля MLT-BT05 (стр.84).
Перспективы развития микропроцессорной платформы Arduino, её применение и пример реализации на основе пожарной сигнализации — Информио
В настоящее время существует множество микроконтроллеров и платформ для осуществления управления физическими процессами применительно к микропроцессорным комплексам. Большинство этих устройств объединяют разрозненную информацию о программировании и заключают её в простую в использовании сборку.
Фирма Arduino (Италия), в свою очередь, тоже упрощает процесс работы с микроконтроллерами, однако обеспечивает ряд преимуществ перед другими устройствами из-за простой и понятной среды программирования, низкой цены и множеством плат расширения.
Платформа Arduino может стать основным элементом для исследования и решения задач в областях мехатроники и робототехники.
Целью статьи является анализ возможностей аппаратной вычислительной платформы Arduino и реализация системы пожарной сигнализации на основе Arduino.
Задачи: ознакомление с функциональным описанием и техническими характеристиками на примере платы Arduino UNO, составление сравнительной характеристики наиболее популярных плат Arduino и определение перспектив применения данного устройства.
Основные достоинства и описание платформы:
Arduino представляет собой весьма простой инструмент для создания электронных устройств и воплощения в жизнь различных идей.
Это платформа, предназначенная для управления физическими процессами с использованием ЭВМ с открытым программным кодом, построенная на простой печатной плате с современной средой для написания программного обеспечения.
Платы Arduino строятся на основе микроконтроллеров фирмы Atmel, а также элементов обвязки для программирования и интеграции с другими схемами.
На платах присутствует линейный стабилизатор напряжения +5В или +3,3В. Тактирование осуществляется на частотах 8,16 или 87Мгц кварцевым резонатором. [4]
В микроконтроллер предварительно прошивается загрузчик, поэтому внешний программатор не нужен. На концептуальном уровне все платы программируются через RS-232.
Интегрированная среда разработки Arduino – это кросплатформенное приложение на Java, включающее в себя редактор кода, компилятор и модуль передачи прошивки в плату.
Среда разработки основана на языке программирования Processing и спроектирована для программирования новичками не знакомыми близко с разработкой ПО. Строго говоря, это язык C++, дополненный некоторыми библиотеками. [3]
Программы образовываются с помощью препроцессора, а затем компилируются с помощью AVR-GCC.
Преимуществами плат семейства Arduino являются:
1) Большое количество доступных вариантов в линейке Arduino с возможностью выбора наиболее подходящего готового контроллера из большого списка устройств, имеющих в широких пределах варьируемые параметры.
2) Наличие плат расширения, предназначенных для увеличения функционала и выполнения конкретизированных технических задач без необходимости самостоятельного проектирования дополнительной периферии (платы для управления двигателями, датчиковые платы, беспроводные интерфейсы, в том числе Wi-Fi Bluetooth и GPS, дисплеи, устройства ввода) – несколько десятков видов, более 300 вариантов исполнения. Если использовать Arduino совместно с другими электрическими и цифровыми устройствами, то можно получить бесконечное количество вариантов исполнения.
3) Полностью адаптированная для конечного пользования среда программирования, подходящая для всей линейки плат Arduino и их клонов, включая ПО для программирования контроллеров для OC Android.
4) Свободная, бесплатная лицензия на устройства и ПО.
5) Существует полный русский перевод языка Arduino, предназначенный для преодоления языкового барьера при распространении платформы по России.
Функциональное описание и технические характеристики на примере платы Arduino UNO:
Arduino UNO – этот контроллер построен на ATmega328.
Платформа имеет 14 цифровых входов/выходов (6 из которых могут использоваться как входы ШИМ (Широтно-импульсная модуляция)), 6 аналоговых входов, кварцевый генератор 16Мгц, разъем USB, силовой разъем ICSP м кнопку перезагрузки. Для работы необходимо подключить платформу к компьютеру с помощью USB, либо подать питание при помощи адаптера AC/DC или батареи/аккумуляторов. [2]
Пример применения Arduino в пожарной безопасности – детектор дыма
Устройство разработано для предупреждения о повышении концентрации угарного газа и включения сигнала тревоги в случае превышения порогового значения. Чувствительным элементом детектора выступает датчик широкого спектра газов MQ-2.
Для данного устройства были использованы следующие компоненты:
- Платформы: Arduino Uno, Iskra Neo, Troyka Slot Shield.
- В качестве базы для компонентов схемы — Slot Box.
- Датчик широкого спектра газов MQ-2.
- Два светодиода.
- Пьезопищалка.
Этапы разработки устройства:
Первый этап работы — написание алгоритма работы устройства.
Второй этап – сбор схемы.
Третий этап – написание кода программы (скетча). Для этого с официального сайта необходимо скачать Arduino IDE (ПО для написания программного кода и загрузки его на любую плату Arduino) и библиотеку для работы с датчиком дыма TroykaMQ. [1]
Четвертый этап – прошивка контроллера скетчем.
Пятый этап – запуск устройства.
После запуска системы пожарной сигнализации, детектор дыма, подаст предупредительный звуковой и световой сигналы, в случае превышения порогового значения концентрации дыма и/или угарного газа в воздухе.
Вывод:
Таким образом можно сделать вывод о том, что платформа Arduino по техническому оснащению идеально подходит для проектирования различных мехатронных систем и роботов, благодаря понятной среде программирования и возможности наблюдения физических процессов в реальном времени. Более мощные платы Arduino (Due) возможно применять для решения сложных технических задач, связанных с разработкой больших проектов и их комплексной автоматизации, а также для создания проектов умных домов и в многочисленных радиолюбительских проектах по автоматизации, модернизации или ремонту бытовых приборов.
Оригинал публикации (Читать работу полностью): Перспективы развития микропроцессорной платформы Arduino, её применение и пример реализации на основе пожарной сигнализации
Arduino Официальный магазин | Платы Экраны Комплекты Аксессуары
Основы Ардуино
€24,00
| /
€95,90
| /
- Сэкономьте 20%
Первоначальная цена €42,00
Текущая цена €33,60
| /
21,60 €
| /
23,40 €
| /
€42,00
| /
€40,80
| /
25,40 €
| /
€22,80
| /
€8,40
| /
€22,80
| /
21,60 €
| /
63,50 €
| /
€20,80
| /
Обмен стеками Arduino
Загрузка…
Arduino Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для разработчиков аппаратного и программного обеспечения с открытым исходным кодом, совместимого с Arduino.
Регистрация занимает всего минуту.
Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществу
Любой может задать вопрос
Любой может ответить
Лучшие ответы голосуются и поднимаются на вершину
Задавать вопрос
больше тегов
Активный Горячий Неделя Месяц
-1 голоса
0 ответы
2 Просмотры
Как я могу использовать функции Wi-Fi моей ESP32-Cam для моего arduino uno?
- ардуино-уно
- esp32
- Wi-Fi
-1 голоса
1 отвечать
15 Просмотры
Что мне нужно для штекера?
- ардуино-нано
- провода
- проект
- корпус
1 голосование
0 ответы
3 Просмотры
Digispark Attny85 работает только на некоторых устройствах
- аттини85
0 голоса
0 ответы
4 Просмотры
MPU9250 и MPU6050 не работают на плате SAMD21
- i2c
- mpu6050
- проводная библиотека
- гироскоп
- samd21g
15 голоса
7 ответы
16к Просмотры
Arduino: как получить тип платы в коде
-1 голоса
0 ответы
5 Просмотры
DHT11 прекращает чтение после определенной температуры и возвращается после охлаждения
- ардуино-уно
- dht11
2 голоса
1 отвечать
244 Просмотры
Неожиданное поведение с расчетом Arduino Uno
- arduino-uno
- расчет
0 голоса
1 отвечать
53 Просмотры
Ошибки в скомпилированной программе
- esp32
- ошибки компиляции
1 голосование
2 ответы
30 Просмотры
Atmega 328pu на макетной плате.
Что выбрать, чтобы загрузить код с помощью ftdi конвертера- atmega328
- загрузка
- ftdi
- макет
- arduino-setup
0 голоса
0 ответы
7 Просмотры
Как я могу запрограммировать Arduino Pro Mini с ESP8266-01, подключенным к его TX и RX?
- esp8266
- программирование
- arduino-ide
- arduino-pro-mini
1 голосование
0 ответы
21 Просмотры
Реализация очень медленного внешнего диска с использованием ESP32 и TinyUSB
- esp32
- usb
- исп
0 голоса
2 ответы
23 Просмотры
Arduino Bluepill STM32 spi не работает
- spi
- stm32
1 голосование
0 ответы
45 Просмотры
Код работает в веб-редакторе Arduino, но не в PlatformIO IDE или Arduino IDE с платой Nicla Sense ME.
