Працюємо з 09:00 до 20:00 без вихідних.
Київ лівий берег біля ТЦ Квадрат

На цьому уроці ми обговоримо загальні моменти платформи Arduino.

Вона включає в себе саму плату Arduino, програмне забезпечення, а також інші електронні компоненти, які ви можете додавати до плати Arduino.

Ми познайомимося з ними прямо зараз.

Платформа Arduino починається з самої плати розробника. Вона виглядає так.


Плата розробника має в своєму складі 8-бітний мікроконтролер. Звичайно, ваша придбана плата розробника може виглядати трохи по іншому. Вони можуть трохи відрізнятись. Не всі, але наприклад це Arduino Uno. І новий Arduino Uno, який вам потрапить до рук, напевно буде 3-ї версії. А цей може виявитись трохи старшим, але вони всі загалом схожі.

Так от на ній стоїть 8-бітний мікроконтролер. Велика мікросхема, котру ви бачите - він і є. Тут же присутні і інші мікросхеми для обміну даними з USB та інших задачТут же присутні і інші електронні компоненти, що дозволяють вам програмувати мікроконтролер.

Так от щодо USB, ви можете бачити USB порт зліва нагорі. Він необхідний для підключення кабелю, котрим плата з'єднується з комп'ютером. Код вашої програми буде пересилатись через цей кабель, коли вам буде потрібно запрограмувати плату. Там є окрема мікросхема, котра відповідає за комунікацію USB, яка дозволяє прошивати мікроконтролер. Так от це і є USB інтерфейс програмування. Там же знаходиться спеціальна програма завантажувача, котра відповідає за прошивку.

Тепер розглянемо контакти вводу-виводу. Ці контакти називаються каналами вводу-виводу. Ці канали - є зв'язком з зовнішнім світом. На платі Arduino ви можете бачити їх нагорі та знизу, ці чорні смужки вгорі та знизу - це отвори даних виводів. Можливо важко розгледіти, але в них є отвори. Ці отвори  необхідні, щоб вставляти в них електричні дроти, також ці контакти електрично з'єднані з ніжками мікроконтролера.

Так от, якщо ви подивитесь на цей мікроконтролер, в нього багато ніжок, цих блискучих шматочків металу, що виходять назовні, котрі поєднують його з зовнішнім світом. Вони з'єднані з доріжками на платі, а доріжки ведуть до отворів контактів. Так що, підключаючись до цих контактів з отворами, ви можете підключати безліч інших пристроїв до свого мікроконтролера.

Плата розробника Arduino є головним компонентом в даній платформі. Але це ще не все. Arduino також має і програмне забезпечення, що називається IDE. 


IDE це вбудоване середовище розробки, яке ви можете побачити на малюнку. Взагалі простіше кажучи, воно потрібне для кодинга. Ви в ньому пишете текст програми. І доречі, технічно ви не прив'язані тільки до Arduino IDE. Ви могли б програмувати плати Arduino і за допомогою eclipse або інших схожих програмних пакетів при бажанні. Ми все ж таки будемо розглядати саме рідну Arduino IDE. Вона і сама по собі простіша, і в ній простіше працювати. Arduino дає нам більше можливостей та максимально спрощує процес програмування. І я не здивуюсь, якщо вона вам сподобається.

Так для чого ж потрібна програма Arduino IDE?

В ній ви можете писати код, компілювати його. Ви можете писати програми, та завантажувати їх в плату. На цій ілюстрації видно не все, але ми познайомимося з іншими вікнами програми пізніше. Це важлива частина платформи. Ви завантажуєте її на веб-сайті arduino.cc. Заходите на сайт, завантажуєте програму, встановлюєте на свій комп'ютор. Вона працює на всіх операційних системах: Windows, Linux, Mac. Та можливо Android, незнаю, треба перевіряти. Загалом завантажуєте та встановлюєте программу.

В неї є крос-компілятор. Мається на увазі, що вона може взяти ваш код, ваш Arduino скетч, та скомпілювати його під кінцеву залізяку. Тобто процесор Arduino ATmega328.

Також в програмі передбачений відладчик. Є в ній і щось схоже на симулятор.

В ній є програматор, який дозволяє копіювати ваш виконуваний код в Arduino. Взагалі ми будемо надалі її використовувати і вона теж є важливою частиною платформи. Ми розглянемо її блище на наступних зустрічах.

Поки що ми розглянули плату розробника Arduino, програму Arduino IDE для кодингу, яку ви бачите на картинці. Також, вам доступні модулі розширення, так звані шилди Arduino.

Ось ці модулі, це одна з причин того, чому людям так подобається Arduino.


Причина, чому Arduino завоював таку популярність, в тому, що люди можуть використовувати Arduino для побудови електронних програмованих систем, не надто розбираючись в самій електроніці. Їм в цьому суттєво допомагають шилди.

Так що, якщо вам потрібно зробити більш складну систему, то вам потрібні більш складні пристрої. Складні інтегровані кола. Якщо ви подивитесь на зображення, то побачите об'єднання двох плат.

Зверху ви бачите модуль Ethernet. Ми його ще поюзаємо на наступних заняттях.

В модуля Ethernet є порт RJ45, котрий ви можете з'єднати з мережею Ethernet за допомогою мережевого кабелю. В центрі цього шилду розташований чип -

інтегральна мікросхема, що називається контролер Ethernet. Він потрібний для Ethernet комунікацій.

Взагалі, якщо б вам довелося самостійно з нуля організовувати з'єднання з контролером Ethernet, це потребувало би не мало зусиль. Інструкція на цей контролер Ethernet, взагалі-то, я з ним мав справи раніше. А точніше, в мене була група студентів, котра працювала з ним. Там в інструкції сотні сторінок схем та описів. Це неймовірно важко. Дуже складний монтаж. Так як в цього чипу аж 80 ніжок. Вам довелось би їх всі якось з'єднувати. Довелось би проектувати та реалізовувати такий монтаж та писати тони коду.

Але чи дійсно в цьому шилді все вже передбачено та з'єднано? Ми отримуємо маленький модуль, на якому вже змонтовано чип. Ми беремо цей модуль, та встановлюємо його прямо на плату Arduino.

В шилда знизу стирчать виводи, котрі потрібно вставити зверху в роз'єми. Ці виводи таким чином потрапляють у відповідні отвори на платі Arduino. Тому всі з'єднання відбуваються одразу одним рухом руки. Та вам не потрібно більше робити ніяких дій з монтажу? Вам не потрібно розбиратись у важких схемах.

В модулі вже передбачені всі внутрішні з'єднання, а також програмні бібліотеки. Ми заглибимося в деталі цих бібліотек пізніше. В них вже передбачені всі необхідні функції, котрі знадобляться для ваших розробок. Тому вам нема необхідності вникати в технічні тонкощі, що стосуються роботи контролера ethernet. Ви можете просто викликати функції цієї бібліотеки і вони будуть відправляти повідомлення та виконувати всі базові дії. Це робить ваш процес розробки максимально простим, навіть якщо ви не знайомі з електронікою самого шилда.

Так що це ще одна важлива частина платформи. Це ще один винуватець великої популярності Arduino.

Так от, що стосується платформи Arduino. Дивіться, у вас є плата розробника. У вас є програмне забезпечення для написання програми. А також у вас є модулі розширення. Різноманітність модулів від різних сторонніх виробників, котрі доступні в продажу та котрі ідуть з бібліотеками, котрі в свою чергу роблять максимально спрощеною взаємодію з різноманітною електронікою.

Давайте подивимось трохи ближче на плату розробника. В неї є мікроконтролер, в неї є порт USB для інтерфейсу з комп'ютером. Величезне відкрите співтовариство, із-за того що плата має open source ліцензію. Мається на увазі , що коли ви зайдете на сайт arduino.cc, ви там знайдете всі необхідні схеми розроблених плат контролера. Там ви знайдете схеми плат, різноманітні компоненти на платі та як вони поєднані разом, тому за бажанням, якщо у вас достатньо здібностей, ви можете використати ці документи та розробити свою плату, так як в платформи ліцензія open source. 

Це відкритий проект. Але не займайтесь таким, так як це дорогувато. На багато дешевше просто купити готову плату. Але в вас завжди буде можливість піти далі та, взявши за основу існуючу розробку плати, побудувати власну, якщо вам захочеться здешевити її випуск абощо. Ви можете модифікувати її за бажанням. Ось що таке open source проект.

В світі існує величезне співтовариство, яке залучене в дану платформу. В open source електроніку, а також в програмне забезпечення.

Та програма для розробки, яку ми розглядали, теж має відкриту ліцензію open source. Вона написана мовою Java і має  ліцензію open source. Тому ви можете скопіювати її собі і модифікувати за бажанням.

Тепер розглянемо плату і різні компоненти на ній.


Тут у нас кнопка перезавантаження. Вона просто ініціює перезавантаження приладу. USB порт, роз'єм живлення. Мається на увазі живлення від зовнішнього джерела. Нам воно тут схоже не знадобиться, так як плату можна живити і через USB. Тому можемо обійтись і цим, якщо ви не збираєтесь підключати до плати щось потужне, наприклад моторчики чи щось подібне. Поки що нам повинно вистачити потужності USB порту комп'ютера.

Але в нашому розпорядженні все одно залишається роз'єм живлення, куди можна буде подавати напругу за необхідності.


Автор професор Ian Harris з Каліфорнійського університету

Переклад Гресько Євген

Написати відгук

Примітка: HTML размітка не підтримується! Використовуйте звичайтий текст.
    Погано           Добре
Модуль SHT30 для Wemos D1 mini

Модуль SHT30 для Wemos D1 mini

Шилд датчика температури та вологості на основі SHT30Комунікаційний інтерфейс I2CДіапазон вимірюванн..

93.09грн.

Тримач акумулятора 3,7В типу 18650

Тримач акумулятора 3,7В типу 18650

Тримач для циліндричних акумуляторів типу 18650 на 3,7В..

18.93грн.

Світлодіодний індикатор для годинника на TM1637

Світлодіодний індикатор для годинника на TM1637

Цифровий світлодіодний індикатор для годинникаЧервоний колірКерується за допомогою мікросхеми TM1637..

33.23грн.

Міні вимикач 250 В 3 А

Міні вимикач 250 В 3 А

Прикольний маленький вимикач живлення, для врізання в монтажну панель або в корпус електронного прис..

8.55грн.

Arduino Leonardo R3 + USB кабель

Arduino Leonardo R3 + USB кабель

Arduino LEONARDO R3 Мікросхема: ATmega32u4 Тактова частота: 16 MГцНапруга живлення: 7-12ВДискретні..

201.74грн.