Qu'est-ce que la plate-forme Arduino et à quoi sert-elle ?
Qu'est-ce qu'Arduino ?
Arduino est une plate-forme matérielle et logicielle prête à l'emploi dont les principaux composants sont une petite carte de contrôle d'E/S et un environnement de développement basé sur le traitement/le câblage.
Le premier prototype du contrôleur a été publié en 2005 lorsque Massimo Banzi l'a conçu pour les étudiants de l'Institut de design d'interaction d'Ivrea, en Italie. Le nom de l'appareil vient du nom du roi Arduino, qui a régné sur l'Italie pendant seulement deux ans au début du XIe siècle, après quoi le bar à bière "di Re Arduino", propriété de Massimo Banzi, porte également le nom et est situé exactement là où , selon la légende, le roi Arduin est né.
L'objectif d'Arduino est de créer un environnement accessible pour les développeurs de logiciels afin de leur permettre d'entrer dans le monde de la programmation de microcontrôleurs. La programmation des contrôleurs de cette société se fait dans un environnement de programmation simple et intuitif - Arduino IDE. Cet environnement convient aussi bien aux débutants qu'aux utilisateurs expérimentés.Le langage de programmation C ++ est utilisé, qui est complété par de nombreuses bibliothèques, ce qui facilite le travail avec l'appareil.
Arduino a opéré une véritable révolution dans le domaine de la conception électronique à l'échelle internationale. Les schémas et les codes sources sont disponibles gratuitement, c'est pourquoi Arduino a gagné en popularité. Une planche prête à l'emploi peut être achetée pour seulement quelques dollars, ou vous pouvez l'assembler vous-même.
La carte Arduino possède son propre processeur et sa propre mémoire, elle est équipée de nombreuses entrées et sorties auxquelles divers capteurs peuvent être connectés, ainsi que des actionneurs et des mécanismes. Il existe actuellement plus de 20 mods majeurs de carte Arduino disponibles.
Microcontrôleurs de la plate-forme Arduino
La particularité d'Arduino est que vous n'avez pas besoin d'être programmeur pour travailler avec, vous n'avez pas besoin de connaissances particulières sur le fonctionnement d'un microcontrôleur pour construire un projet simple. Les bibliothèques standard d'Arduino ouvrent beaucoup de créativité en termes d'automatisation de tout.
Ici, la programmation se fait via un environnement logiciel spécial (IDE), qui peut être téléchargé gratuitement sur le site Web d'Arduino. Écrit en Java, ce shell convivial fonctionne sous Windows, Mac OS X et Linux et contient un éditeur de texte, un gestionnaire de projet, un compilateur de préprocesseur et des outils pour charger le programme directement dans le microcontrôleur.
Les microcontrôleurs utilisés dans Arduino ont déjà un chargeur de démarrage, donc un programmeur n'est pas nécessaire, il suffit de connecter la carte à un ordinateur via USB ou via un adaptateur UART-USB et de télécharger le programme.
La carte a également la capacité de flasher le chargeur de démarrage dans le microcontrôleur à l'aide d'un programmeur, l'IDE Arduino a un support intégré pour les programmeurs à faible coût les plus populaires, il y a un connecteur à broches pour la programmation en circuit (ICSP pour AVR, JTAG pour ARM).
La plupart des appareils Arduino utilisent des microcontrôleurs Atmel AVR ATmega328, ATmega168, ATmega2560, ATmega32U4, ATTiny85 avec une fréquence d'horloge de 16 ou 8 MHz. Il existe également des cartes basées sur ARM Cortex M.
Ports Arduino
Carte Arduino UNO R3
Les ports d'E/S sont utilisés pour connecter tous les composants électroniques (LED, moteurs, capteurs, etc.) à la carte contrôleur. Ils sont aussi appelés épingles. Ce sont des interfaces numériques, analogiques ou numériques-analogiques qui ont leur propre fonction.
Comme son nom l'indique, nous avons un signal numérique sur les broches numériques. Ils ne peuvent produire que deux valeurs : un zéro logique (0, LOW) et un un logique (1, HIGH).
Analogique - similaire au numérique, à la différence que leur objectif principal est de connecter des capteurs analogiques.
Pour utiliser (passer un signal) à travers ces ports, nous devons les initialiser dans notre programme en utilisant la fonction pinMode (<numéro de broche>, <mode : INPUT / OUTPUT>), où le numéro de broche est le numéro de connecteur spécifié sur la carte Arduino… INPUT est nécessaire pour lire les données, OUTPUT pour les transmettre. Dans le cas où nous utilisons de telles broches sans spécifier pinMode au préalable, les valeurs obtenues peuvent être erronées.
Ports numériques-analogiques (ou PWM — I/O avec modulation de largeur d'impulsion) — une interface plus intelligente. Ils sont toujours prêts à recevoir/transmettre des données et ne nécessitent pas d'initialisation préalable.Leur principal avantage est la possibilité de transférer des valeurs dans la plage de 0 à 255, ce qui permet beaucoup plus
interférer précisément avec le fonctionnement des éléments connectés. Ces ports sont indiqués sur la carte (et dans la documentation) comme PWM ou avec «~» (tilde).
Broches numériques et analogiques - ports de commutation (connexion). PWM — ports de contrôle. S'il est nécessaire de modifier les paramètres de fonctionnement de l'élément radio, il doit être connecté au PWM. S'il suffit d'allumer/éteindre un élément de circuit, vous pouvez utiliser n'importe quel port de l'Arduino.
Un autre et dernier critère important pour les ports de la carte Arduino est leur composition physique. Rappelez-vous que chaque broche : a une sortie 5V. Il peut donner un courant maximum de 0.02A
Ce sont des petits critères qu'il est important de garder à l'esprit pour gagner beaucoup de temps.
La programmation
Pour maîtriser la base de programmation d'Arduino, un débutant n'a besoin que de quelques heures, car le réseau dispose déjà d'un grand nombre de didacticiels vidéo, de publications thématiques, de notes et d'articles sur le développement d'Arduino. La base est C ++, complétée par de simples fonctions de contrôle d'E / S sur la carte, et les utilisateurs plus exigeants pourront travailler même dans Visual Studio, au moins dans Eclipse, ou même via la ligne de commande.
Disques durs externes et cartes d'extension
En fait, Arduino offre d'énormes possibilités pour créer toutes sortes d'appareils, vous pouvez connecter des capteurs, des serrures, des moteurs, des écrans, des routeurs et même des bouilloires. Vous pouvez étendre le produit avec des cartes supplémentaires - des boucliers, par exemple, pour travailler avec le GPS, pour se connecter via un réseau local ou Internet, pour Bluetooth, Wi-Fi, etc. Arduino est particulièrement populaire en robotique.
De manière pratique, vous n'avez pas besoin d'un fer à souder pour connecter les extensions, des connexions à broches simples sont utilisées, ce qui facilite la conception des mises en page, les rend aussi compliquées que vous le souhaitez, en général, les possibilités de créativité sont infinies.
Les cartes d'extension (shields) sont maintenant vendues pour de nombreuses fonctions différentes, elles peuvent être connectées en sandwich, grâce à l'emplacement pratique des connecteurs. Il peut s'agir de cartes de communication sans fil, de cartes de contrôle moteur pas à pas, et tout autre contrôleur à des fins différentes.
Pourquoi utiliser Arduino est si populaire
La plate-forme Arduino a été largement reconnue par les développeurs de nouveaux appareils électroniques, les enseignants et les étudiants en ingénierie, ainsi que les étudiants issus de la créativité technique.
L'utilisation d'Arduino simplifie le processus de travail avec les microcontrôleurs. En termes d'équipement technique, il est idéal pour le processus pédagogique de conception de divers systèmes mécatroniques et robots, grâce à un environnement de programmation compréhensible et à la capacité de surveiller les processus physiques en temps réel, ainsi que grâce à un environnement de programmation compréhensible et à de nombreux autres avantages.
Il peut être utilisé comme outil d'enseignement et de recherche dans le traitement numérique du signal, l'électronique, les circuits, la robotique, l'automatisation, etc. Des cartes Arduino plus puissantes sont applicables pour résoudre des problèmes techniques complexes liés au développement de grands projets et à leur automatisation complexe.
Arduino est la tendance la plus populaire qui rend les microcontrôleurs accessibles à un grand nombre de personnes à comprendre et à utiliser, même les experts de l'industrie.Avec l'aide de cette plate-forme populaire, vous pouvez réaliser un grand nombre de projets intéressants et utiles.
Nous pouvons dire qu'Arduino est un contrôleur-constructeur programmable extensible universel qui peut devenir un assistant indispensable pour résoudre toutes les tâches créatives liées à l'électronique de n'importe quel but, même un réveil, même un robot complexe, même un moteur pas à pas - tout cela, et non seulement, il peut contrôler selon l'algorithme souhaité à l'aide d'Arduino.
Un grand nombre de périphériques de toutes sortes : boutons, capteurs, LED, indicateurs LCD et autres organes d'interaction avec le monde extérieur sont disponibles pour fonctionner avec Arduino.
Des centaines de programmes Arduino sont maintenant disponibles sur Internet qui peuvent aider les utilisateurs débutants et avancés à réaliser leurs projets.