Что такое Arduino и его применение в повсеместной жизни
Сейчас в мире людей, увлечённых техникой, наблюдается настоящая "ардуиномания". Этому маленькому загадочному устройству посвящены тысячи статей, сотни блогов и форумов. Так что же это такое - Arduino? И почему он обрёл столь большую популярность?
Arduino - это маленькое электронное устройство, состоящее из одной печатной платы, которое способно управлять разными датчиками, электродвигателями, освещением, передавать и принимать данные... Arduino - это целое семейство устройств разных размеров и возможностей. А также это целый зоопарк клонов Ардуино и мир ардуино-совместимых устройств. Но давайте обо всём по порядку.
"Мозг" Arduino - это микроконтроллер семейства Atmega. Микроконтроллер представляет из себя микропроцессор с памятью и различными периферийными устройствами, реализованный на одной микросхеме. Фактически это однокристальный микрокомпьютер, который способен выполнять относительно простые задачи. Разные модели из семейства Arduino оснащены разными микроконтроллерами.
Рисунок 1 – Микроконтроллер Atmega328. Такие микроконтроллеры стоят на Arduino UNO и Arduino Nano (но в другом корпусе)
Но какой толк от мозга, если он не имеет рук? Руками в данном случае служат электрические выводы, размещённые по периметру платы Arduino. Есть платы с большим количеством выводов, есть с меньшим. Например, самая большая плата в семействе Ардуино - Arduino Mega - имеет более 70 независимых выводов, а самая маленькая - Arduino Pro Mini - всего 22 вывода.
Рисунок 2 – Arduino Mega и Arduino Pro Mini
Не все выводы у Arduino одинаковые. Есть выводы цифровые, а есть аналоговые. Принципиальная разница между ними в том, что на цифровых выводах может быть только два значения: либо логическая "1" (TRUE, от 3 до 5 вольт), либо логический "0" (FALSE, от 0 до 1,5 вольт), а на аналоговых выводах - диапазон от логической 1 до 0 разбит на множество мелких участков.
Зачем это нужно? Давайте рассмотрим такой наглядный пример. Если подключить к цифровому выводу Arduino светодиод и подать на вывод логическую "1", то светодиод загорится с максимальной яркостью; если подать "0" - светодиод погаснет. Никаких промежуточных вариантов нет. Если светодиод подключить к аналоговому выводу, то яркостью светодиода можно управлять плавно. На практике к аналоговым выводам чаще всего подключаются какие-либо аналоговые датчики.
В итоге такое количество "рук" у Arduino позволяет подключать к нему огромное количество различных периферийных устройств. Среди них, например: кнопки, светодиоды, микрофоны и динамики, электродвигатели и сервоприводы, ЖК дисплеи, ультразвуковые и лазерные дальномеры, считыватели радиометок (RFID и NFC), считыватели SD карт, модули GPS и GSM. А также десятки датчиков: освещенности, магнитного поля, гироскопы, датчики дыма и состава воздуха, температуры, влажности и др.
Рисунок 3 – Различные периферийные устройства
Всё это превращает Arduino в универсальное ядро системы, которое может быть сконфигурировано совершенно разнообразными способами. Хотите сделать радиоуправляемую кормушку для питомца? Пожалуйста! Хотите чтобы при начале дождя у вас на лоджии закрывалось окно? Пожалуйста! Хотите управлять яркостью освещения в комнате со смартфона? Запросто!
На фотографии показана лишь крохотная часть периферийных устройств, которые можно подключить к Arduino. На самом деле их гораздо, гораздо больше.
Как же процессор узнаёт, что именно ему следует делать? Вы должны рассказать ему это. Существует язык для общения с микроконтроллером, упрощённый и адаптированный специально для Arduino. Освоить этот язык совсем не сложно при желании и определённой настойчивости, даже если вы никогда раньше не программировали.
Написание сообщений для Arduino называется программирование. И для упрощения этого процесса разработана специальная программная среда - Arduino IDE. В её состав включены десятки примеров хороших, работающих программ. Изучив их, вы очень быстро многое узнаете о языке общения с Arduino.
Рисунок 4 – Специальная программная среда Arduino IDE
Arduino позволит вашим программам выйти из виртуального мира в мир реальный. Вы сможете увидеть, как написанные вами программы заставляют мигать светодиод или вращать вал двигателя, а затем делать и более сложные и полезные вещи. Arduino позволит вам узнать много нового и интересного и в электронике, и в программировании. В итоге это может стать вам отличным хобби, увлекательным занятием с детьми, замечательным и полезным времяпровождением.
Материал был позаимствован с Интернета на тему "Что такое Arduino и что с ним можно сделать".