Аннотация
Празработку новых систем с использованием микроконтроллера, электронных устройств как для личного так и для общественного пользования удобно производить на специальных макетах или платформах, в которых объединены процессор, программатор и дополнительные элементы к ним, для упрощения взаимодействия между ними и экономии времени. В статье приведен краткий обзор платформы Ардуино, ее преимущества по сравнению с другими платформами. Приведена таблица с характеристиками наиболее популярных моделей Ардуино, преимущества языка Ардуино и примеры использования библиотек.
Микроконтроллеры в настоящее время стали неотъемлемой частью нашей жизни. Их использование в качестве «мозга» системы можно встретить в различных комбинациях: от систем отображения информации с датчика температуры до систем управления производствами. Конечно, последние достаточно сложны иразрабатываются специалистами, выпускниками специализированных вузов. Однако на фестивалях робототехники уже довольно часто можно встретить роботов, разработчиками которых являются подростки!
Что такое Ардуино? Ардуино – это электронный конструктор и удобная платформа быстрой разработки электронных устройств для новичков и профессионалов. Платформа пользуется огромной популярностью во всем мире благодаря удобству и простоте языка программирования, а также открытой архитектуре и программному коду [1]. С ее помощью можно быстро научиться собирать простейшие схемы, системы, а затем и целые проекты. Немало разработок из вышеупомянутых фестивалей используют эту платформу.
Конечно, существуют и другие платформы, такие как Parallax Basic Stamp, Netmedia's BX-24, Phidgets, MIT's Handyboard, однако Ардуино имеет ряд преимуществ перед ними [1]:Низкая стоимость,Кросс-платформенность – программное обеспечение (ПО) Arduino работает под ОС Windows, Macintosh OSX и Linux, Простая и понятная среда программирования;
Кроме того, Ардуино – это платформа с открытым исходным кодом, поэтому все схемы и исходный код программ доступны для любого желающего. Это означает, что вы можете не только экспериментировать с Ардуино, но и использовать платформу и прилагаемые к ней программные библиотеки в своих проектах, производить и продавать клоны платы Ардуино.
В зависимости от поставленной цели, можно подобрать наиболее подходящую платформу Ардуино среди 22 официально представленных моделей. В таблице 1 представлены наиболее популярные модели и их характеристики [2].
В последнем столбце таблицы 1 указано количество цифровых выводов и через дробь количество выводов с возможностью широтно-импульсной модуляции (ШИМ). ШИМ позволяет управлять скважностью импульсов, что позволяет, например, регулировать яркость светодиода, температуру нагревателя, скорость вращения мотора и т.д.
В пятом столбце таблицы 1 указано количество аналоговых входов платформa Ардуино. Основным применением аналоговых входов является чтение информации с датчиков. Каждый аналоговый вход – это отдельный канал аналого-цифрового преобразователя (АЦП) микроконтроллера. Большинство АЦП являются 10-разрядными, что вполне достаточно для большинства измерений.
Таблица 1 –Сравнение характеристик платформ Arduino
Программировать Ардуино намного проще, чем программировать отдельно микроконтроллер. Во-первых, достаточно всего лишь кабеля USB и ПО Arduino, которое можно скачать бесплатно с официального сайта. Если же у вас есть отдельный микроконтроллер, то чтобы запрограммировать его необходимо приобрести к нему отдельно программатор, а также приобрести соответствующее ПО. Во-вторых, язык программирования устройств Ардуино прост в освоении, и на данный момент Arduino, по мнению многих пользователей, самый удобный способ программирования. Он освоен на С/С++ и, начиная с Ардуино, вы сможете перейти на сам С/С++. К тому же, в открытом доступе имеется большое количество примеров программ с разъяснениями и схемами на русском языке, что позволяет в полном объеме разобраться в особенностях языка
В ПО Arduino имеется большой набор библиотек, который облегчает работу с кодом для специальных задач. Например, для управления зуммером имеется библиотека Tone, которая позволяет подавать такой сигнал на пьезоэлемент, чтобы он воспроизводил звук определенной тональности. Другим более сложным примером является библиотека FFT. Данная библиотека – это программное воплощение стандартного алгоритма быстрого преобразования Фурье, которое позволяет получать спектр сигнала с аналогового входа платформы Ардуино.
Таким образом, доступность платформ Ардуино, наличие бесплатного ПО и большого количества примеров программ придали популярность данной платформы среди студентов и начинающих разработчиков. Использование макетной платы упрощает отладку системы, что позволяет обойтись без паяльника на тапе ее проектирования. Кроме того, лицензия Arduino допускает коммерческое применение конструкций на основе Ардуино (без указания торговой марки Arduino) в своих проектах. Итак, если вы создали на основе Ардуино оригинальное устройство хотите превратить его в коммерческий продукт, вы можете сделать это.
Список использованной литературы
1. Arduino.ru. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://arduino.ru/About/ (датa обращения: 07.01.2017).
2. My Arduino. Микропроцессоры и электроника для начинающих. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.my-arduino.ru/ (дата обращения: 07.01.2017).
3. Джереми Б. Изучаем Arduino: инструменты и методы технического волшебства.Пер. с англ. СПб.: БХВ-Петербург, 2015. 336 с.: ил.