Працюємо з 09:00 до 20:00 без вихідних.
Самовивіз - Київ біля ТЦ Квадрат бул.Перова

В этом уроке мы обсудим общие моменты платформы Arduino.

Она включает в себя саму плату Arduino, программное обеспечение, а так же другие электронные компоненты, которые вы можете добавлять к плате Arduino.

Мы познакомимся с ними прямо сейчас.

Платформа Arduino начинается с самой платы разработчика. Она выглядит так.


Плата разработчика имеет в своем составе 8-битный микроконтроллер. Конечно, ваша приобретенная плата разработчика может выглядеть немного по-другому. Они могут немного отличаться. Не все, но к примеру это Arduino Uno. И новый Arduino Uno, который вам попадется в руки, наверняка будет 3-й версии. А этот может оказаться немного старше, но они все в основном похожи.

Так вот на ней стоит 8-битный мікроконтролер. Большая микросхема, которую вы видите - это он и есть. Тут же есть и другие микросхемы для обмена данными с USB и других задачТут же присутствуют и другие электронные компоненты, позволяющие вам программировать микроконтроллер.

Так вот насчет USB, вы можете видеть USB порт слева вверху. Он необходим для подключения кабеля, которым плата соединяется с компьютером. Код вашей программы будет пересылаться через этот кабель, когда вам будет нужно запрограммировать плату. Там есть отдельная микросхема, которая отвечает за коммуникацию USB, которая позволяет прошивать микроконтроллер. Так вот это USB интерфейс программирования. Там же находится специальная программа загрузчика, которая отвечает за прошивку.

Теперь рассмотрим контакты ввода-вывода. Эти контакты называются каналами ввода-вывода. Эти каналы - это связь с внешним миром. На плате Arduino вы можете видеть их вверху и внизу, эти чорные полоски сверху и снизу - это отверстия этих выводов. Возможно трудно рассмотреть, но  в них есть отверстия. Эти отверстия нужны, чтобы вставлять в них электрические провода, и эти контакты электрически соединены с ножками микроконтроллера.

Так вот, если вы посмотрите на этот микроконтроллер, у него много ножек, этих блестящих кусочков металла выходящих наружу, которые соединяют его с внешним миром. Они соединены с дорожками на плате, а дорожки ведут к отверстиям контактов. Так вот подключаясь к этим контактам с отверстиями вы можете подключать множество других устройств к своему микроконтроллеру.

Плата разработчика Arduino является главным компонентом в данной платформе. Но это не всё. Arduino также имеет и программное обеспечение, называемое IDE. 


IDE это встроенная среда разработки, которую вы можете увидеть на рисунке. Вообще-то попросту говоря, она нужна для кодинга. Вы в ней пишете текст программы. И кстати, технически вы не привязаны только к Arduino IDE. Вы могли бы программировать платы Arduino и используя eclipse или другие подобные программные пакеты при желании. Мы всё же будем рассматривать именно родную Arduino IDE. Она и сама по себе проще, и в ней проще работать. Arduino даёт нам больше возможностей, и максимально упрощает процесс программирования. И я не удивлюсь, если вы полюбите его.

Так для чего же нужна программа Arduino IDE?

В ней вы можете писать код, компилировать его. Вы можете писать программы, и загружать их в плату. На этой иллюстрации видно не все, но мы познакомимся с остальными окнами программы позднее. Это важная часть платформы. Вы скачиваете её на веб-сайте arduino.cc. Заходите на сайт, скачиваете программу, устанавливаете на свой компьютор. Она работает на всех операционных системах: Windows, Linux, Mac. И возможно Android, незнаю, надо проверять. В общем скачиваете и устанавливаете программу.

У неё есть кросс-компилятор. Имеется ввиду, что она может взять ваш код, ваш Arduino скетч, и скомпилировать его под целевую железяку. Тоесть процессор Arduino ATmega328.

Так же в программе предусмотрен отладчик. Есть в ней и что-то похожее на симулятор.

В ней есть программатор, который позволяет копировать ваш исполняемый код в Arduino. Вобщем мы будем далее её использовать и она тоже является важнейшей частью платформы. Мы рассмотрим её поближе на дальнейших иллюстрациях.

Пока что мы рассмотрели плату разработчика Arduino, программу Arduino IDE для кодинга, которую вы видите на картинке. Также, вам доступны модули расширения, так называемые шилды Arduino.

Вот эти модули, это одна из причин того, почему людям так нравится Arduino.


Причина, почему Arduino завоевал такую популярность, в том, что люди могут использовать Arduino для построения электронных программируемых систем, не сильно разбираясь в самой электронике. Им в этом существенно помогают шилды.

Так что, если вам нужно сделать более сложную систему, то вам нужны более сложные устройства. Сложные интегрированные цепи. Если вы посмотрите на изображение, то увидите объединение двух плат.

Сверху вы видите модуль Ethernet. Мы его ещё поюзаем на следующих занятиях.

У модуля Ethernet имеется порт RJ45, который вы можете соединить с сетью Ethernet при помощи сетевого кабеля. В центре этого шилда расположен чип -

интегральная микросхема, называемая контроллер Ethernet. Он нужен для Ethernet коммуникаций.

Вобщем, если бы вам пришлось самостоятельно с нуля организовывать соединение с контроллером Ethernet, это потребовало бы не мало усилий. Инструкция на этот контроллер Ethernet, вообще-то, я с ним имел дело раньше. А точнее, у меня была группа студентов, которая работала с ним. Там в инструкции сотни страниц схем и описаний. Это неимоверно сложно. Сложнейший монтаж. Ведь у этого чипа аж 80 ножек. Вам пришлось бы их всех как-то соединять. Пришлось бы проектировать и реализовывать такой монтаж и писать тонны кода.

Но действительно ли в этом шилде все уже предусмотрено и соединено? Мы получаем маленький модуль, на котором уже смонтирован чип. Мы берем этот модуль, и устанавливваем его прямо на плату Arduino.

У шилда снизу торчат выводы, которые и нужно вставить сверху в разъёмы. Эти выводы таким образом попадают в ответные отверстия на плате Arduino. Поэтому все соединения происходят сразу одним движением руки. И вам не нужно больше проводить никаких действий по монтажу? Вам не нужно разбираться в сложных схемах.

В модуле уже предусмотрены все внутренние соединения, а так же программные библиотеки. Мы углубимся в детали этих библиотек позднее. В них уже предусмотрены все необходимые функции, которые потребуются для ваших разработок. Поэтому вам нет необходимости вникать в технические тонкости касающиеся работы контроллера ethernet. Вы можете просто вызывать функции этой библиотеки и они будут отсылать сообщения и выполнять все базовые действия. Это делает ваш процесс разработки предельно простым, даже если вы не знакомы с электроникой самого шилда.

Так что это ещё одна важная часть платформы. Это ещё один виновник большой популярности Arduino.

Так вот, что касается платформы Arduino. Смотрите, у вас есть плата разработчика. У вас есть программное обеспечение для написания программы. А так же у вас есть модули расширения. Разнообразие модулей от различных сторонних производителей, которые имеются в продаже и которые идут с библиотеками, которые в свою очередь делают максимально упрощённое взаимодействие с различной электроникой.

Давайте взглянем немного ближе на плату разработчика. У неё есть микроконтроллер, у неё есть порт USB для интерфейса с компьютором. Огромное открытое сообщество, из-за того что плата имеет open source лицензию. Имеется ввиду, что когда вы зайдёте на сайт arduino.cc, вы там найдете все необходимые схемы разработанных плат контроллера. Там вы найдете схемы плат, различные компоненты на плате и как они соединены вместе, поэтому

при желании, если у вас есть достаточно способностей, вы можете использовать эти документы и разработать свою плату, так как у платформы лицензия open source. 

Это открытый проект. Но не занимайтесь таким, так как это дороговато. На много дешевле просто купить готовую плату. Но у вас всегда будет возможность пойти дальше и, взяв за основу существующую разработку платы, построить собственную, если вам захочется удешевить её выпуск или чтото в этом роде. Вы можете модифицировать её при желании. Вот что такое open source проект.

И в мире существует огромное сообщество, которое вовлечено в данную платформу. В open source электронику, а так же в программное обеспечение.

Та программа для разработки, которую мы рассматривали, тоже имеет открытую лицензию open source. Она написана на языке Java и имеет лицензию open source. Поэтому вы можете копировать ее себе и модифицировать по желанию.

Возьмем же теперь и рассмотрим плату, и различные компоненты на ней.


Тут у нас кнопка перезагрузки. Она просто инициирует перезагрузку устройства. USB порт, разъем питания. Имеется ввиду питания от внешнего источника. Нам он тут похоже не понадобится, так как плату можно питать и через USB. Поэтому можем обойтись и этим, если вы не собираетесь подключать к плате что-либо мощное, например моторчики или что-то подобное. Пока что нам должно хватить мощности USB порта компьютора.

Но в нашем распоряжении все равно остаётся разъём питания, куда можно будет подавать напряжение при необходимости.


Автор профессор Ian Harris из Калифорнийского университета

Перевод Гресько Евгений

Написать отзыв

Примечание: HTML разметка не поддерживается! Используйте обычный текст.
    Плохо           Хорошо
Клапан электромагнитный 12 В 100 мА

Клапан электромагнитный 12 В 100 мА

Электромагнитный клапан нормально закрытый..

155.09грн.

Держатель для батареек 3хAA

Держатель для батареек 3хAA

Бокс для трёх пальчиковых батареек типа ААОбщее напряжение на проводах бокса получится 4,5 В..

20.25грн.

Реле 12В 2А с двумя группами переключающихся контактов

Реле 12В 2А с двумя группами переключающихся контактов

Электромагнитное реле с двумя группами переключающихся контактов. Рабочее напряжение на катушке..

22.94грн.

Радиаторы для Orange PI или Raspberry PI

Радиаторы для Orange PI или Raspberry PI

Набор из трёх радиаторов охлаждения для процессора миникомпьютера и его микросхем памятиМатериал - а..

32.40грн.

Преобразователь RS232 в TTL

Преобразователь RS232 в TTL

Преобразователь для подключения устройств с коннектором DB9 к любительскому контроллеру. Для обмена ..

34.80грн.