Arduino (Ардуино) – отличное устройство для работы с электроникой. Из нашей статьи вы узнаете, что такое Arduino и зачем оно нужно.
По сути, Arduino – это система аппаратно-программных средств, которая объединяет в себя плату микроконтроллера с открытым исходным кодом, и является увлекательным способом начать взаимодействие с электроникой. Для этого вам не потребуются большие вложения.
Что такое Arduino
Arduino (Ардуино) – это одновременно и бренд, и аппаратное обеспечение, и язык программирования, и экосистема продуктов. Обычно под этим словом подразумевается платформа для прототипирования электроники с открытым кодом.
Говоря простым языком, Arduino – это небольшой компьютер, который можно программировать для выполнения определённых задач.
Он способен получать информацию через датчики, обрабатывать её и передавать выходные данные через излучатели звука, светодиоды или моторизированные приводы.
Что такое Arduino Uno: особенности и различия
Наибольшей популярностью пользуются платы, модели под названием Arduino Uno. Это одни из первых моделей, чем частично и обусловливается их популярность.
В Arduino Uno главное форма и расположение входных, выходных контактов, есть немало версий этих плат, но всеми ими управляется один код. В основе Uno лежит чип ATmega328P или 168, именно он хранит и запускает код.
На верхней части платы (слева от разъёма USB) находятся 14 разъёмов для цифровых входов или выходов. С помощью кода вы указываете, будет ли определённый разъём использоваться как вход или выход (не может быть использован в обоих режимах одновременно). Могут считывать или генерировать сигналы нуля или единицы (низкий или высокий). Поскольку напряжение на Arduino равно 5 вольтам, низкий сигнал равен 0, а высокий равен 5 В (1).
Внизу справа находятся 6 аналоговых контактов входа. Они могут работать с датчиками, у которых переменное напряжение составляет от 0 до 5 вольт, которые преобразовывают переменное напряжение в число от 1 до 1024. Пример аналогового датчика фоторезистора – полупроводниковый прибор, изменяющий величину сопротивления при облучении светом.
Но, сначала вам нужно знать, датчик цифровой или аналоговый, прежде чем подключать его к Arduino.
С левой нижней стороны платы расположены контакты питания. Здесь в основном используются контакт +5 В и GND, чтобы подавать питание на датчики и устройства вывода меньшего размера. Если перегрузить Arduino, например, цепочкой светодиодов, можно сжечь плату или USB-порт компьютера, если через него осуществлялось подключение.
Мы уже говорили, что частично форма платы и контактов и определяет модель Arduino Uno. Это важно, во-первых, потому, что вы можете установить обновления для получения новой функциональности. А во-вторых, так как у плат Uno, стандартная форма, легко найти подходящий под них корпус.
Аппаратное обеспечение с открытым исходным кодом
Вероятно, вы знаете программы, имеющие открытый исходный код, такое ПО позволяет каждому человеку видеть и изменять код. Та же ситуация и с Arduino.
Любой обладатель может изменять код Arduino, копировать и даже продавать со своим логотипом, что полностью законно. По факту сама Arduino создана благодаря другим Open Source проектам. Так, ПО для разработки базируется на Wiring, в то время как Wiring основывается на языке Processing.
Есть лишь одно правило, вы не сможете сказать, что это Arduino, так как это торговая марка, а лишь заявить о совместимости.
Какой смысл в покупке неоригинальной платы? Всё дело в стоимости. Официальная версия может достигать стоимости более 1,5 тысяч руб., в то время как копии с аналогичным функционалом можно приобрести примерно за 400 рублей. Можно даже найти компоненты по отдельности и самому сконструировать плату.
Но, это будет не дешевле, а результат окажется хуже, так стоит делать, если вы хотите, больше разобраться в устройстве Arduino.
Многие производители делают совместимые платы, по сути, копии, которые стоят дешевле. Кто-то добавляет больше функций, чем есть в официальных версиях. У таких плат бывает особая форма, созданная для определённого приложения, и дополнительные разъёмы. К примеру, существует совместимая с Arduino плата Lilypad, созданная для мобильных проектов и проводящих нитей.
Также выделяется плата NodeMCU, которая крошечная, имеет встроенный модуль Wi-Fi и стоит около 200 рублей. Она хорошо подходит для небольших проектов интернета вещей. Есть и линейка плат Teensy, которая получила увеличенную производительностью по сравнению с официальными Arduino. Это идеальное решение для небольших проектов, которые требуют мощной обработки данных.
На каком языке работает Arduino
Язык программирования для Arduino называется Arduino C и представляет собой тот же язык C++ с фреймворком Wiring.
В код добавлены новые функции и возможности по сравнению со стандартной версией C++. У вас нет необходимости в изучении C или C++ для использования Arduino, хотя опыт в программировании, конечно, поможет.
Для начала загрузите простые программы и экспериментируйте с ними, модифицируя и постепенно переходя к более сложным. Можно даже воспользоваться нейросетью ChatGPT, которая способна объяснить или отладить код.
Начать работу с Arduino легко, создав массу проектов, многие из которых будут доступны даже новичкам.
Вот несколько ключевых концепций, которые определяют, как пишется программа для Arduino:
- Должны быть функции setup() и loop(). Setup() запускается единожды во время сброса или первого включения. Функция пригодится для создания начального состояния переменных, указаний Arduino, что должны делать конкретные аппаратные контакты, а также для запуска библиотек, для датчиков. Loop() работает постоянно, после проигрывания кода цикл повторяется, и так постоянно. Именно здесь хранится основной программный код.
- Есть также возможность определения собственных вспомогательных функций, чтобы инкапсулировать блоки кода. Они могут принимать любое количество переменных в качестве входных данных и возвращать переменную обратно. А если этого не происходит, в таком случае функция получает пометку недействительной.
- У пользователей есть возможность импорта других библиотек Arduino, чтобы добавлять функции в приложение. Вы также можете добавлять комментарии к коду, для этого перед ними нужно поставить две косых черты. А чтобы оставить многострочную заметку, необходимо начать с /* и закончить обратной комбинацией – */.
Arduino, возможно, положил начало революции в аппаратном обеспечении с открытым исходным кодом. Её важность для истории вычислений нельзя недооценивать, и сегодня это как никогда актуально.
Что особенного в Arduino
В основе платы Arduino лежит программируемый логической контроллер. Концепция старая, но Arduino сделала всё проще, убрав необходимость изучения машинного кода, благодаря доступной среде программирования.
Стоит отметить, что так как аппаратным обеспечением легко пользоваться, Arduino, быстра набрала популярность.
Прототипы сложной электроники стали доступны теперь не только для выпускников соответствующих учебных заведений. А аппаратные проекты со сложной программируемой электроникой стали общедоступными. По сути, в этой сфере произошла революция.
Стоит ли покупать стартовый комплект
Мы уже говорили, что можно приобрести клон Arduino за небольшие деньги, хотя с оригинальной версией можно сделать не так уж и много.
Да, у нас в наличии будет встроенный светодиод, который обеспечит несколько минут веселья, если экспериментировать с разными вариантами мигания. Но, для по-настоящему интересных проектов нужны дополнительные компоненты, вроде датчиков и светодиодов разного цвета. Пригодятся вам и соединительные кабели и, может быть даже макетная плата.
В таком случае стоит приобрести стартовый комплект Arduino, например, Grove, для начинающих. У этой платы изначально есть датчики, светодиоды, звукоизлучатель и даже OLED-экран. Плата в центре совместима с Arduino, но оснащена 12 разъёмами Grove.
Благодаря этой системе, можно без проблем соединять компоненты, используя один кабель вместо макетной платы или кучи соединительных кабелей. Сама система очень гибкая, и если вы захотите прототипировать реальные устройства, у вас будет возможность отсоединить всю плату и компоненты, переключив внимание на системные кабели.
7 полезных устройств на Arduino за 15 минут – видео
Мы не претендуем на истину! Высказанное в обзорах, статьях и рейтингах мнение автора, является сугубо его личным, основанным на опыте, практике или других факторах. Оно может не совпадать с вашим, но это не значит, что неверно или не имеет права существовать. Все материалы, ссылки или контент сайта tehnobzor.ru носит сугубо познавательный (информационный) характер и не является рекламой, даже если содержит рекомендации автора
