Arduino

Arduino jest platformą sprzętowo‑programistyczną. Oznacza to, że za jej pomocą możemy nie tylko pisać programy wykonywane przez mikrokontrolermikrokontrolermikrokontroler (w przypadku Arduino programy nazywane są szkicamiszkicszkicami), lecz także budować rozmaite urządzenia współpracujące z mikrokontrolerem. Wymaga to co prawda zakupienia odpowiednich podzespołów (przewodów, diod LED, czujników, wyświetlaczy, silników krokowych...), jednak nie są one kosztowne, a dzięki nim powstaną konstrukcje ograniczane tylko przez wyobraźnię pomysłodawcy.

Bazą platformy Arduino jest płyta główna. Termin ten jest znany niemal wszystkim użytkownikom komputerów. W tym przypadku płytę główną nazywa się zwykle po prostu płytką Arduino.

Istnieje wiele odmian płytek. Podstawowym, najbardziej popularnym modelem jest Arduino Uno.

R1LPT1RG3T84G

Zdjęcie przedstawia prostokątną, zieloną płytkę, na której zamocowano różne małe elementy. Na płytce są dwa kółka - w środku jednego z nich jest minus, w środku drugiego plus. Obok napis: UNO. Na płytce widać kilka zamocowanych prostokątnych elementów. Na jednym prostokącie jest napis POWER, na drugim ANALOG IN. Prostokąty znajdują się na brzegu płytki, obok siebie.

Programy wykonywane przez mikrokontroler są pisane w języku C/C++ (ściślej mówiąc, mamy do czynienia z pewną odmianą tego języka, dostosowaną do specyfiki budowy i pracy mikrokontrolerów). Na początku możemy skorzystać z gotowych szkiców dołączonych do płytki Arduino. Dzięki temu szybciej zapoznamy się z podstawowymi pojęciami z dziedziny programowania, takimi jak stałe, zmienne, instrukcje lub biblioteki.

Mikrokontroler komunikuje się ze światem zewnętrznym za pośrednictwem cyfrowych i analogowych złączyzłącza cyfrowezłączy (pinów). Odczytuje z nich np. stan podłączonego czujnika temperatury lub ustawia na pinie stan wysoki, co skutkuje uruchomieniem podłączonego brzęczyka. Aby piny były obsługiwane prawidłowo, podczas pisania programu musimy określić, które złącza służą za wejścia, a które za wyjścia. Ustalamy także, co ma być odczytywane z wejść, a co powinno pojawić się na wyjściach.

Do wejść Arduino można podłączać m.in. czujniki, przyciski i urządzenia pomiarowe; do wyjść podłączymy wyświetlacz, silnik, diodę LED, serwomechanizmy itd.

Podstawowe rodzaje płytek Arduino

Wspomnieliśmy już, że rodzina Arduino składa się z wielu odmian płytek, począwszy od najbardziej popularnej Arduino Uno, a kończąc na zminiaturyzowanej wersji Nano.

Arduino Uno

Płytka Arduino Uno jest zbudowana na bazie mikrokontrolera ATmega328. We wcześniejszych wersjach wykorzystywano układ ATmega168. Mikrokontroler ATtmega328 ma więcej pamięci, dzięki czemu można pisać bardzie obszerne programy.

Dane techniczne płytki Arduino Uno:

• mikrokontroler: ATmega328P

• napięcie robocze: 5 V

• napięcie zasilania (zalecane): 7–12 V

• napięcie zasilania (min/max): 6–20 V

• wejścia/wyjścia cyfrowe: 14

• wejścia analogowe: 6

• maksymalne obciążenie prądowe wejść/wyjść: 40 mA

• maksymalne obciążenie prądowe wyjścia 3,3 V: 50 mA

• pamięć flash: 32 KB

• pamięć SRAM: 2 KB

• pamięć EEPROM: 1 KB

• częstotliwość taktowania: 16 MHz

• wymiary: 68,6 mm x 53,4 mm

• masa: 25 g

R1MGGBS9NDD3M

Zdjęcie przedstawia prostokątną, zieloną płytkę Arduino Uno, na której zamocowano różne małe elementy. Na płytce są dwa kółka - w środku jednego z nich jest minus, w środku drugiego plus. Pod nimi jest napis: ARDUINO, obok nich napis: UNO. Widoczne są także napisy: DIGITAL, POWER, ANALOG IN, T16.000. Na płytce widać kilka zamocowanych prostokątnych oraz innych drobnych elementów, a także z linii i dziurek.

Arduino Mega

Arduino Mega jest największą płytką z rodziny Arduino, zbudowaną z wykorzystaniem mikrokontrolera ATmega2560. Układ ten dysponuje aż 128 kB pamięci flash (Arduino Uno ma 32 kB). W rezultacie możliwe jest pisanie bardzo rozbudowanych programów (szkiców). Aby zwiększyć możliwości płytki w stosunku do wersji Uno, wyposażono ją w 54 piny wejścia i wyjścia.

R8C81CUTO124S

Zdjęcie przedstawia płytkę Arduino Mega. Płytka jest zbudowana z licznych, drobnych elementów. Dookoła płytki zamocowano kilka prostokątnych komponentów. Środek płytki zajmują małe prostokąty i kwadraty oraz linie i dziurki.

Dane techniczne płytki Arduino Mega:

• mikrokontroler: ATmega2560

• napięcie robocze: 5 V

• napięcie zasilania (zalecane): 7–12 V

• napięcie wejściowe (min/max): 6–20 V

• wejścia/wyjścia cyfrowe: 54 (15 wyjść PWM)

• wejścia analogowe: 16

• maksymalne obciążenie prądowe wejść/wyjść: 40 mA

• maksymalne obciążenie prądowe wyjścia 3,3 V: 50 mA

• pamięć flash: 256 KB

• pamięć SRAM: 8 KB

• pamięć EEPROM: 4 KB

• częstotliwość taktowania: 16 MHz

• wymiary: 101,52 mm x 53,3 mm

• masa: 37 g

Arduino Nano

Arduino Nano to zminiaturyzowana wersja płytki Uno. Dzięki temu łatwiej jest skonstruować układy, które  mieszczą się w mniejszej obudowie. Płytka Nano ma 22 cyfrowe wejścia/wyjścia, umożliwiające m.in. sterowanie diodami LED, przekaźnikami oraz odczytywanie stanu przycisków.

Dane techniczne płytki Arduino Nano:

• mikrokontroler: ATmega328

• napięcie robocze: 5 V

• napięcie zasilania: 7–12 V

• wejścia/wyjścia cyfrowe: 22 (6 wyjść PWM)

• wejścia analogowe: 8

• maksymalne obciążenie prądowe wejść/wyjść: 40 mA

• częstotliwość taktowania: 16 MHz

• wymiary: 18 mm x 45 mm

• masa: 7 g

RFXLBVO4HA3JT

Zdjęcie przedstawia widok z góry na płytkę Arduino Nano. Jest ona zbudowana z licznych, drobnych elementów, między innymi z plastikowych i metalowych kwadratów, prostokątów, z sieci linii i dziurek.