Пошаговая инструкция для новичков. Как программировать на Arduino?
Arduino – один из самых популярных видов оборудования в организациях, занимающихся неформальным образованием в области программирования. Также, продукция Arduino очень популярна среди конструкторов-любителей.
Что такое Arduino?
Arduino – это специальный электронный конструктор, который применяется для создания различных устройств, с разной формой и функционалом. Комплект представляет собой полноценную аппаратную вычислительную систему, которая может быть использована как для базовых механизмов, так и сложных конструкций.
Основой конструктора является простая аппаратная часть, разработанная в виде двусторонней платы (ввод-вывод), которая запрограммирована на алгоритмах С/C++. Реализация на базе Processing/Wiring, основанной на группе С, обеспечивает простой и интуитивно понятный процесс сборки, который легок для восприятия даже группой пользователей, не владеющей специальными знаниями в области программирования. А тот факт, что Arduino используется во внешкольных образовательных учреждениях для детей от 10-12 лет, только подтверждают факт простоты освоения механизма. Выполнение в форме конструктора позволяет использовать игровые дидактические методики.
Что можно сконструировать при помощи Arduino?
Диапазон возможностей Arduino очень широк. Конструктор легко интегрируется с большинством популярных программных систем и механизмов. Что позволяет программировать с его помощью достаточно сложные конструкции, вплоть до производственного оборудования и роботов. Некоторым конструкторам удавалось с помощью вышеописанных плат создавать мобильные гаджеты, и системы умного дома, включая механизмы видеонаблюдения, сигнализации и т.п. Универсальная аппаратная система позволяет также создавать простые системы виртуальной реальности, и многие другие механизмы взаимодействия с современными устройствами вывода аудио и видео данных.
Где можно купить комплектующие?
Оригинальные детали производятся и поставляются из Италии. Стоимость комплектующих достаточно высока, а ассортимент ограничен, поэтому на рынке представлены комплектующие от сторонних производителей. Порой, уникальные детали можно приобрести только у определенных нелицензированных производителей. Но при покупке неоригинальных деталей у разных поставщиков, никто не сможет гарантировать правильное взаимодействие между компонентами.
Конструктор Adruino может быть приобретен как по отдельности, так и в заранее собранных наборах. В продаже присутствуют как стандартные наборы, которые могут быть использованы для конструирования различных механизмов, так и конкретно подобранные составляющие для сборки, к примеру, вертолета. Набор, представленный на изображении выше, обойдется заказчику в 49 долларов, в случае заказа из Китая.
Подробнее о комплектующих
Arduino – это стандартный микроконтроллер типа AVR. Прошивка – Bootloader. Также, предусмотрен порт USB-UART.
Микроконтроллер состоит из одной схемы, на которой и осуществляется размещение программы. Написанная программа будет взаимодействовать с периферическими механизмами (датчиками, резисторами и транзисторами), которые и будут определять алгоритм работы. Arduino может взаимодействовать с большинством типов датчиков (скорости, света, звука, давления и т.д.). В качестве комплектующих, отвечающих за индикацию могут быть использованы как простые устройства вывода (светодиодные лампочки и звуковые сигналы), так и полноценные дисплеи. Выбор деталей-исполнителей еще шире. Можно приобрести специальные моторчики, реле, клапаны, магниты и многое, многое другое. Важно понимать, что микроконтроллер напрямую может работать только с некоторыми комплектующими. Для того, чтобы обеспечить адекватное взаимодействие со специфическими или самодельными устройствами, придется подбирать соответствующие переходники.
Особенности программирования платы Arduino
Готовая к работе программа называется прошивкой. Прошивка изначально оформляется в цифровом варианте на стороннем носителе. Одна плата может выполнять как базовые программы от Arduino, так и сторонние алгоритмы, поэтому для удобства нахождения определенной концепции, стоит их систематизировать в одной папке. Импорт программы в плату обычно осуществляется с использованием специальных устройств. Но не в случае Arduino, в котором импорт осуществляется посредством USB-шнура. Это стало возможно из-за изначально вшитого в микропроцессоры программного обеспечения – бутлоадера. Специальная прошивка активируется автоматически при подключении устройства к носителю ПО. Помимо отсутствия необходимости подключения дополнительных устройств и проводов для импорта данных, микропроцессоры с бутлоадером имеют гораздо более сильную защиту от неправильного кода, чем аналогичные девайсы. Бутлоадер блокирует доступ пользователя к потенциально опасным настройкам, а в случае допущения фатальных ошибок, при импорте просто возникнет ошибка.
С каких проектов начать?
Во-первых, нужно обзавестись всеми необходимыми вспомогательными инструментами: паяльником, припоем и канифолью. Если у вас нет определенного опыта в монтаже и программировании микропроцессоров, не стоит сразу браться за сложны схемы, поскольку риск неудачи в таком случае достаточно высок. В качестве тренировки, можно использовать рекомендации Arduino по базовым задачам, для начала работы:
- Установка светодиода, который будет реагировать на определенные события
- Подключение кнопки, нажатие на которую, в частности может быть сигнальным действием для ранее установленной светодиодной лампочки.
- Монтаж потенциометра.
- Управление базовыми функциями светового привода.
- Монтаж системы из трехцветных LED лампочек.
- Подключение пьезоэлемента.
- Монтаж и тестирование работы фоторезистора.
- Монтаж датчика движения, и настройка его чувствительности.
- Установка датчика температуры и влажности воздуха.
Более сложные проекты
Естественно, комплекты Adruino покупаются не для того, чтобы подключать и тестировать различные устройства ввода и вывода информации. После того как вы освоитесь, можно заняться куда более сложными проектами. К примеру, можно попробовать собрать небольшое управляемое или автономное, двигающееся по какому-либо принципу, транспортное средство. Выбрать можно из тех комплектующих корпуса, которые у вас есть в комплекте. Это может быть машинка, катер, или даже вертолет. Само собой, такие конструкции требуют усидчивости, терпения и достаточно серьезный багаж знаний.
Комментарии (11)