O que é a plataforma Arduino e para que serve?

O que é Arduino?

Arduino é uma plataforma de hardware e software pronta para uso cujos principais componentes são uma pequena placa de controle de E/S e um ambiente de desenvolvimento baseado em processamento/fiação.

O primeiro protótipo do controlador foi lançado em 2005, quando Massimo Banzi o projetou para alunos do Institute of Interaction Design em Ivrea, Itália. O nome do dispositivo vem do nome do rei Arduino, que governou a Itália por apenas dois anos no início do século 11, após o qual o bar de cerveja "di Re Arduino", de propriedade de Massimo Banzi, também é nomeado e está localizado exatamente onde , de acordo com a lenda, o rei Arduin nasce.

O objetivo do Arduino é criar um ambiente acessível para desenvolvedores de software para permitir que eles entrem no mundo da programação de microcontroladores. A programação dos controladores desta empresa é feita em um ambiente de programação simples e intuitivo — Arduino IDE. Este ambiente é conveniente tanto para iniciantes quanto para usuários experientes.É utilizada a linguagem de programação C ++, complementada com diversas bibliotecas, o que facilita o trabalho com o dispositivo.

Arduino fez uma verdadeira revolução no campo do design eletrônico em escala internacional. Tanto os esquemas quanto os códigos-fonte estão disponíveis gratuitamente, e é por isso que o Arduino ganhou tanta popularidade. Uma placa pronta pode ser comprada por apenas alguns dólares ou você mesmo pode montá-la.

A placa Arduino possui processador e memória próprios, é equipada com muitas entradas e saídas às quais vários sensores podem ser conectados, além de atuadores e mecanismos. Atualmente, existem mais de 20 principais mods de placa Arduino disponíveis.

Microcontroladores da plataforma Arduino

A peculiaridade do Arduino é que você não precisa ser um programador para trabalhar com ele, não precisa de conhecimentos especiais de como funciona um microcontrolador para construir um projeto simples. As bibliotecas padrão do Arduino abrem muita criatividade em termos de automação de qualquer coisa.

A programação aqui é feita por meio de um ambiente de software especial (IDE), que pode ser baixado gratuitamente no site do Arduino. Escrito em Java, este shell amigável roda em Windows, Mac OS X e Linux e contém um editor de texto, gerenciador de projeto, compilador de pré-processador e ferramentas para carregar o programa diretamente no microcontrolador.

Os microcontroladores utilizados no Arduino já possuem bootloader, portanto não é necessário um programador, basta conectar a placa a um computador via USB ou através de um adaptador UART-USB e baixar o programa.

A placa também tem a capacidade de piscar o bootloader no microcontrolador usando um programador, o Arduino IDE possui suporte integrado para os programadores de baixo custo mais populares, há um conector de pinos para programação em circuito (ICSP para AVR, JTAG para ARM).

A maioria dos dispositivos Arduino usa microcontroladores Atmel AVR ATmega328, ATmega168, ATmega2560, ATmega32U4, ATTiny85 com uma frequência de clock de 16 ou 8 MHz. Há também placas baseadas em ARM Cortex M.

portas arduino

Placa Arduino UNO R3

As portas de E/S são usadas para conectar quaisquer componentes eletrônicos (LEDs, motores, sensores, etc.) à placa controladora. Eles também são chamados de pinos. São interfaces digitais, analógicas ou digital-analógicas que possuem função própria.

Como o nome sugere, temos um sinal digital nos pinos digitais. Eles podem produzir apenas dois valores: um zero lógico (0, BAIXO) e um lógico (1, ALTO).

Analógico — semelhante ao digital, com a diferença de que seu principal objetivo é conectar sensores analógicos.

Para usar (passar um sinal) por essas portas, precisamos inicializá-las em nosso programa usando a função pinMode (<número do pino>, <modo: ENTRADA / SAÍDA>), onde o número do pino é o número do conector especificado na placa Arduino … INPUT é necessário para ler dados, OUTPUT para transmitir. Caso utilizemos tais pinos sem especificar previamente o pinMode, os valores obtidos podem estar errados.

Portas digital-analógicas (ou PWM — E/S com modulação por largura de pulso) — uma interface mais inteligente. Eles estão sempre prontos para receber/transmitir dados e não requerem inicialização prévia.Sua principal vantagem é a capacidade de transferir valores na faixa de 0 a 255, o que permite muito mais
interferem precisamente com a operação dos elementos conectados. Essas portas são indicadas na placa (e na documentação) como PWM ou com «~» (til).

Pinos digitais e analógicos — comutação (conexão) de portas. PWM — portas de controle. Caso seja necessário alterar os parâmetros de operação do elemento rádio, este deve ser conectado ao PWM. Se for suficiente apenas ligar/desligar um elemento do circuito, você pode usar qualquer porta do Arduino.

Outro e último critério importante para as portas da placa Arduino é sua composição física. Lembre-se que cada pino: tem uma saída de 5V. Pode fornecer uma corrente máxima de 0,02A

Esses são pequenos critérios que é importante ter em mente para economizar muito tempo.

Programação

Para dominar a base de programação do Arduino, um iniciante precisa de apenas algumas horas, pois a rede já possui um grande número de tutoriais em vídeo, publicações temáticas, notas e artigos sobre o desenvolvimento do Arduino. A base é C ++, complementada por funções simples de controle de E / S na placa, e usuários mais exigentes poderão trabalhar até no Visual Studio, pelo menos no Eclipse, ou mesmo através da linha de comando.

Unidades externas e placas de expansão

Na verdade, o Arduino oferece enormes possibilidades para criar todos os tipos de dispositivos, você pode conectar sensores, fechaduras, motores, displays, roteadores e até chaleiras. Você pode expandir o produto com placas adicionais - escudos, por exemplo, para trabalhar com GPS, para conectar via rede local ou Internet, para bluetooth, Wi-Fi, etc. Arduino é especialmente popular em robótica.

Convenientemente, você não precisa de um ferro de solda para conectar extensões, são usadas conexões de pinos simples, o que facilita o design de layouts, torna-os tão complicados quanto você deseja, em geral, o espaço para criatividade é infinito.

Os cartões de expansão (escudos) agora são vendidos para muitas funções diferentes, eles podem ser conectados como um sanduíche, graças à localização conveniente dos conectores. Podem ser placas de comunicação sem fio, placas de controle motor de passo, e quaisquer outros controladores com finalidades diferentes.

Por que usar o Arduino é tão popular

A plataforma Arduino tem sido amplamente reconhecida pelos desenvolvedores de novos dispositivos eletrônicos, professores e estudantes de engenharia, bem como estudantes com experiência em criatividade técnica.

O uso do Arduino simplifica o processo de trabalho com microcontroladores. Em termos de equipamentos técnicos, é ideal para o processo educacional de projetar vários sistemas mecatrônicos e robôs, graças a um ambiente de programação compreensível e à capacidade de monitorar processos físicos em tempo real, além de um ambiente de programação compreensível e uma série de outras vantagens.

Pode ser utilizado como ferramenta de ensino e pesquisa em processamento digital de sinais, eletrônica, circuitos, robótica, automação, etc. Placas Arduino mais poderosas são aplicáveis ​​para resolver problemas técnicos complexos relacionados ao desenvolvimento de grandes projetos e sua complexa automação.

Arduino é a tendência mais popular que torna os microcontroladores acessíveis a um grande número de pessoas para entender e usar, até mesmo especialistas do setor.Com a ajuda dessa plataforma popular, você pode criar um grande número de projetos interessantes e úteis.

Podemos dizer que o Arduino é um controlador-construtor programável extensível universal que pode se tornar um assistente indispensável na resolução de qualquer tarefa criativa relacionada à eletrônica de qualquer finalidade, até mesmo um despertador, até mesmo um robô complexo, até mesmo um motor de passo - tudo isso, e não só, ele pode controlar de acordo com o algoritmo desejado usando o Arduino.

Um grande número de todos os tipos de dispositivos periféricos: botões, sensores, LEDs, indicadores LCD e outros órgãos para interação com o mundo exterior estão disponíveis para trabalhar com o Arduino.

Centenas de programas Arduino estão agora disponíveis na Internet que podem ajudar usuários iniciantes e avançados a realizar seus projetos.