Зараз у світі людей, захоплених технікою, спостерігається справжня “ардуиномания”. Цьому маленькому загадкового пристрою присвячені тисячі статей, сотні блогів і форумів. Так що ж це таке – Arduino? І чому він отримав таку велику популярність?
Arduino – це маленьке електронне пристрій, що складається з однієї друкованої плати, яке здатне управляти різними датчиками, електродвигунами, освітленням, передавати і приймати дані… Arduino – це ціле сімейство пристроїв різних розмірів і можливостей. А також це цілий зоопарк клонів Ардуїнов і світ ардуїнов-сумісних пристроїв. Але давайте про все по порядку.
“Мозок” Arduino
“Мозок” Arduino – це мікроконтроллер сімейства Atmega. Мікроконтролер являє з себе мікропроцесор з пам’яттю і різними периферійними пристроями, реалізований на одній мікросхемі. Фактично це однокристальний мікрокомп’ютер, який здатний виконувати відносно прості завдання. Різні моделі з колекції Arduino оснащені різними мікроконтролерами.
На фото мікроконтролер Atmega328. Такі мікроконтролери стоять на Arduino UNO і Arduino Nano (але в іншому корпусі).
“Руки” Arduino
Але який толк від мозку, якщо він не має рук? Руками в даному випадку служать електричні висновки, розміщені по периметру плати Arduino. Є плати з великою кількістю висновків, тобто з меншим. Наприклад, найбільша плата в сімействі Ардуїнов – Arduino Mega – має понад 70 незалежних висновків, а найменша – Arduino Pro Mini – всього 22 висновки.
На фотографії показано в порівнянні Arduino Mega і Arduino Pro Mini.
Цифрові та аналогові висновки
Не всі висновки у Arduino однакові. Є висновки цифрові, а є аналогові. Принципова різниця між ними в тому, що на цифрових висновках може бути тільки два значення: або логічна “1” (TRUE, від 3 до 5 вольт), або логічний “0” (FALSE, від 0 до 1,5 вольт), а на аналогових висновках – діапазон від логічної 1 до 0 розбитий на безліч дрібних ділянок.
Навіщо це потрібно? Давайте розглянемо такий наочний приклад. Якщо підключити до цифрового висновку Arduino світлодіод і подати на висновок логічну “1”, то світлодіод спалахне з максимальною яскравістю; якщо подати “0” – світлодіод згасне. Ніяких проміжних варіантів немає. Якщо світлодіод підключити до аналогового висновку, то яскравість світлодіода можна керувати плавно. На практиці до аналоговим висновків найчастіше підключаються будь-які аналогові датчики.
Чим може керувати Arduino
У підсумку така кількість “рук” у Arduino дозволяє підключати до нього величезну кількість різних периферійних пристроїв. Серед них, наприклад:
- кнопки,
- світлодіоди,
- мікрофони і динаміки,
- електродвигуни і сервоприводи,
- ЖК дисплеї,
- зчитувачі радіоміток (RFID і NFC),
- ультразвукові та лазерні далекоміри,
- bluetooth, WiFi і модулі Ethernet,
- зчитувачі SD карт,
- GPS і GSM модулі…
А також десятки різних датчиків:
- освітленості,
- магнітного поля,
- гіроскопи і акселерометри,
- датчики диму і складу повітря,
- температури і вологості і багато, багато іншого.
Все це перетворює Arduino в універсальне ядро системи, яке може бути конфігурований абсолютно різноманітними способами. Хочете зробити радіокеровану годівницю для вихованця? Будь ласка! Хочете щоб при початку дощу у вас на лоджії зачинялося вікно? Будь ласка! Хочете управляти яскравістю освітлення в кімнаті зі смартфона? Запросто!
На фотографії показана лише крихітна частина периферійних пристроїв, які можна підключити до Arduino. Насправді їх набагато, набагато більше.
Спілкування з Arduino
Як же процесор дізнається, що саме йому слід робити? Ви повинні розповісти йому це. Існує мову для спілкування з мікроконтролером, спрощений і адаптований спеціально для Arduino. Освоїти цю мову зовсім не складно при бажанні й певній наполегливості, навіть якщо ви ніколи раніше не програмували.
Написання повідомлень для Arduino називається програмування. І для полегшення цього процесу розроблена спеціальна програмна середа – Arduino IDE. До її складу включено десятки прикладів хороших, працюючих програм. Вивчивши їх, ви дуже швидко багато дізнаєтеся про мову спілкування з Arduino.
Arduino дозволить вашим програмам вийти з віртуального світу в реальний світ. Ви зможете побачити, як написані вами програми змушують блимати світлодіод або обертати вал двигуна, а потім робити і складніші і корисні речі. Arduino дозволить вам дізнатися багато нового і цікавого і в електроніці, і в програмуванні. В результаті це може стати вам чудовим хобі, захоплюючим заняттям з дітьми, чудовим і корисним проводженням часу.
