Więcej o Arduino

 

ARDUINO, CZYLI MIKROKONTROLERY DLA KAŻDEGO

Każdy pasjonat elektroniki co najmniej słyszał o Arduino, ponieważ dzięki swoim unikatowym cechom zyskało ono ogromną popularność. Dziś przedsiębiorstwo, założone i rozwinięte przez pasjonatów, dyktuje standardy złączy oraz rozmieszczenia sygnałów ogromnym koncernom – producentom mikrokontrolerów lub płytek ewaluacyjnych. Co to jest Arduino i dlaczego stało się ono nieformalnym standardem w edukacji i przy tworzeniu prototypów? I wreszcie, jakie są rodzaje Arduino, co można zrobić z Arduino i jak wykorzystać je do własnych potrzeb?

ARDUINO – IDEALNY WYBÓR DLA POCZĄTKUJĄCYCH PROGRAMISTÓW

Jeśli mamy zamiar nauczyć się programowania mikrokontrolerów, to platforma Arduino jest kapitalnym wyborem. Podobnie, jeśli jesteśmy pasjonatami elektroniki, mamy jakiś pomysł i chcemy szybko wykonać urządzenie bazujące na mikrokontrolerze oraz na standardowych peryferiach, takich jak: wyświetlacze alfanumeryczne, graficzne, LED, LCD z towarzyszącymi im przyciskami lub bez nich, czujniki, moduły transmisyjne, drivery silników lub elektrozaworów i wiele, wiele innych. Po platformę Arduino warto również sięgnąć, jeśli chcemy wyprodukować krótką serię urządzeń, w których „sercem” będzie mikrokontroler, niekoniecznie współpracujący z modułami rozszerzenia Arduino.

Programowanie w Arduino

Składnia języka umożliwiającego programowanie Arduino zbliżona jest do języka C++ i stała się bardzo popularna wśród programistów mikrokontrolerów. Mocna strona środowiska programistycznego Arduino to dostępność licznych gotowych bibliotek ułatwiających tworzenie programu oraz niezliczonej wprost ilości gotowych aplikacji opracowywanych przez użytkowników tej platformy z całego świata. Co ważne, środowisko programistyczne jest ogólnodostępne, bez względu na to, do jakich celów będzie używane. Podobnie sama płytka bazowa – jeśli nie chcemy jej kupować, możemy ją wykonać samodzielnie na podstawie dostępnej dokumentacji.

Krótka historia powstania Arduino

Idea Arduino narodziła się we Włoszech, w Ivrea Interaction Design Institute. Platforma Arduino miała być przeznaczona do szybkiego tworzenia prototypów oraz nauki programowania przez studentów, którzy dotychczas nie mieli do czynienia z elektroniką i programowaniem. Twórcy Arduino mieli kapitalny pomysł, ponieważ sprawdziło się ono nie tylko na uczelni, ale także poza nią, pomagając wielu osobom w nauce czy w szybkiej realizacji pomysłów.

Po tym jak platforma Arduino wyszła poza uczelnię i została przyjęta przez znacznie szersze grono użytkowników, musiała zaadoptować się do nowych wyzwań i zaspokoić nowe potrzeby. Jednocześnie oferta płytek bazowych została znacznie zróżnicowana, obejmując nie tylko proste jednostki 8-bitowe, ale również bardziej rozbudowane, przeznaczone do zastosowania w urządzeniach IoT, przenośnych, do drukarek 3D oraz innych, jeszcze bardziej wymagających aplikacji. Wszystkie płytki Arduino są oparte na zasadach licencji open source, co umożliwia użytkownikom ich samodzielne wykonywanie oraz dostosowywanie do konkretnych potrzeb. Również oprogramowanie jest typu open source i rozwijane dzięki pracy użytkowników na całym świecie.

DLACZEGO WŁAŚNIE ARDUINO?

Jeszcze kilka lat temu każdy z producentów płytek ewaluacyjnych czy mikrokontrolerów miał jakiś własny standard złączy, dziś większość z nich dopasowuje się do nieformalnego „standardu” wprowadzonego przez Arduino. Zapewne głównym powodem, obok popularności samego Arduino, jest dostępność ogromnej liczby modułów rozszerzeń (tzw. shield – tutaj). Jeśli wyprowadzenia oferowanej płytki ewaluacyjnej są zgodne z wyprowadzeniami Arduino, użytkownik ma możliwość swobodnego korzystania z ogromnej oferty modułów rozszerzeń dla Arduino, co pozwala na łatwe, tanie i szybkie uzyskanie oczekiwanej funkcjonalności prototypu. Daje to też korzyść producentowi płytki ewaluacyjnej, ponieważ może on skupić się na aplikacji samego mikrokontrolera, otaczając go jedynie minimalnym zestawem współpracujących komponentów i co pozwala obniżyć jej ostateczną cenę.

Fot. 2. Moduł rozszerzenia z modemem GSM. Przyda się do zbudowania alarmu z powiadomieniem.

Ze względu na łatwość użycia, dostępność, a także różnorodne potrzeby użytkowników, wśród projektów realizowanych za pomocą Arduino można znaleźć rozwiązania licznych problemów i realizacje niemal dowolnych urządzeń. Można się nimi posłużyć wprost lub wykorzystać w funkcji projektu referencyjnego. Oprogramowanie do tworzenia aplikacji (Arduino IDE) jest bardzo łatwe w użyciu przez początkujących, a jednocześnie elastyczne i dające wiele możliwości zaawansowanym użytkownikom. Można je uruchomić pod kontrolą systemów operacyjnych Mac OS, Windows i Linux. Dzięki temu jest dostępne dla użytkowników o różnych preferencjach sprzętowych i o różnej zasobności kieszeni.

Nie sposób policzyć wszystkich zastosowań Arduino, ponieważ jest ono równie chętnie używane przez profesjonalistów, jak i hobbystów. Nauczyciele i studenci używają Arduino do realizacji niedrogich przyrządów pomiarowych, nie tylko wielkości elektrycznych, ale również przeznaczonych do zastosowania w eksperymentach chemicznych i fizycznych. W szkołach na całym świecie jest ono stosowane do nauki programowania oraz robotyki. Projektanci i architekci budują za pomocą Arduino prototypy interaktywnych budynków, muzycy i artyści tworzą przy jego użyciu interaktywne instalacje artystyczne oraz eksperymentują z nowymi rodzajami instrumentów muzycznych. Dla wielu osób platforma Arduino jest kluczowym narzędziem do nauki nowych umiejętności. Każdy może jej użyć: dzieci, hobbyści, artyści, programiści, konstruktorzy urządzeń i wiele innych osób. Każdy może zbudować jakieś urządzenie wykonując instrukcje zestawu krok po kroku lub dzielić się pomysłami online z innymi członkami społeczności Arduino.