Jetzt gibt es in der Welt der technikbegeisterten Menschen eine echte "Arduinomanie". Tausende von Artikeln, Hunderte von Blogs und Foren sind diesem kleinen mysteriösen Gerät gewidmet. Also, was ist das - Arduino? Und warum wurde es so beliebt?
Arduino ist ein kleines elektronisches Gerät, bestehend aus einer Leiterplatte, das verschiedene Sensoren, Motoren, Lichter steuern, Daten senden und empfangen kann … Arduino ist eine ganze Familie von Geräten unterschiedlicher Größe und Leistungsfähigkeit. Und auch dies ist ein ganzer Zoo von Arduino-Klonen und die Welt der arduino-kompatiblen Geräte. Aber reden wir über alles der Reihe nach.
Arduino "Gehirn"
Das "Gehirn" des Arduino ist ein Atmega-Mikrocontroller. Der Mikrocontroller ist ein Mikroprozessor mit Speicher und verschiedenen Peripheriegeräten, die auf einem einzigen Mikroschaltkreis implementiert sind. Tatsächlich handelt es sich um einen Einchip-Mikrocomputer, der relativ einfache Aufgaben ausführen kann. Verschiedene Modelle der Arduino-Familie sind mit unterschiedlichen Mikrocontrollern ausgestattet.
Das Foto zeigt einen Atmega328-Mikrocontroller. Solche Mikrocontroller sind an und (aber in einem anderen Fall).
Arduino "Hände"
Aber was nützt ein Gehirn, wenn es keine Hände hat? Die Hände sind in diesem Fall die elektrischen Leitungen, die um den Umfang der Arduino-Platine gelegt werden. Es gibt Boards mit einer großen Anzahl von Pins und es gibt Boards mit weniger. Zum Beispiel hat das größte Board der Arduino-Familie - - mehr als 70 unabhängige Pins und das kleinste hat nur 22 Pins.
Das Foto zeigt einen Vergleich zwischen dem Arduino Mega und dem Arduino Pro Mini.
Digitale und analoge Ausgänge
Nicht alle Arduino-Pins sind gleich. Es gibt digitale Ausgänge und es gibt analoge. Der grundlegende Unterschied zwischen ihnen besteht darin, dass es an den digitalen Pins nur zwei Werte geben kann: entweder eine logische "1" (TRUE, von 3 bis 5 Volt) oder eine logische "0" (FALSE, von 0 bis 1,5 Volt).) und an analogen Ausgängen - der Bereich von logisch 1 bis 0 ist in viele kleine Abschnitte unterteilt.
Warum wird das benötigt? Schauen wir uns ein solches anschauliches Beispiel an. Wenn Sie eine LED an den digitalen Pin des Arduino anschließen und eine logische "1" an den Pin anlegen, dann leuchtet die LED mit maximaler Helligkeit; wenn Sie "0" eingeben, erlischt die LED. Es gibt keine Zwischenoptionen. Wird die LED an den Analogausgang angeschlossen, kann die Helligkeit der LED stufenlos geregelt werden. In der Praxis werden analoge Ausgänge meistens mit einer Art analoger Sensoren verbunden.
Was Arduino steuern kann
Dadurch hat der Arduino so viele "Hände", dass man eine Vielzahl unterschiedlicher Peripheriegeräte daran anschließen kann. Darunter zum Beispiel:
- Tasten,
- LEDs,
- Mikrofone und Lautsprecher,
- Elektromotoren und Servos,
- LCD-Anzeigen,
- RFID- und NFC-Lesegeräte,
- Ultraschall- und Laserentfernungsmesser,
- Bluetooth-, WLAN- und Ethernet-Module,
- SD-Kartenleser,
- GPS- und GSM-Module …
Und auch Dutzende verschiedener Sensoren:
- Erleuchtung,
- Magnetfeld,
- Gyroskope und Beschleunigungsmesser,
- Rauch- und Luftqualitätssensoren,
- Temperatur und Luftfeuchtigkeit und vieles mehr.
All dies macht den Arduino zu einem vielseitigen Systemkern, der auf vielfältige Weise konfiguriert werden kann. Möchten Sie einen funkgesteuerten Futterautomat für Haustiere herstellen? Bitte schön! Sie möchten, dass sich das Fenster Ihrer Loggia schließt, wenn es anfängt zu regnen? Bitte schön! Möchten Sie die Helligkeit der Beleuchtung im Raum von Ihrem Smartphone aus steuern? Einfach!
Das Foto zeigt nur einen winzigen Bruchteil der Peripheriegeräte, die an den Arduino angeschlossen werden können. Tatsächlich gibt es noch viele, viele mehr.
Kommunikation mit Arduino
Woher weiß der Prozessor genau, was zu tun ist? Das musst du ihm sagen. Es gibt eine Sprache für die Kommunikation mit dem Mikrocontroller, vereinfacht und speziell für Arduino angepasst. Diese Sprache zu beherrschen ist mit der Lust und einer gewissen Ausdauer gar nicht schwer, auch wenn Sie noch nie zuvor programmiert haben.
Das Schreiben von Nachrichten für Arduino wird als Programmieren bezeichnet. Und um diesen Prozess zu vereinfachen, wurde eine spezielle Softwareumgebung entwickelt – Arduino IDE. Es enthält Dutzende von Beispielen für gute, funktionierende Programme. Nachdem Sie sie studiert haben, werden Sie sehr schnell viel über die Sprache der Kommunikation mit Arduino lernen.
Arduino ermöglicht es Ihren Programmen, aus der virtuellen Welt in die reale Welt zu gelangen. Sie können sehen, wie die von Ihnen geschriebenen Programme die LED zum Blinken bringen oder die Motorwelle drehen, und dann komplexere und nützlichere Dinge tun. Arduino ermöglicht es Ihnen, viele neue und interessante Dinge sowohl in der Elektronik als auch in der Programmierung zu lernen. Dadurch kann es für Sie zu einem hervorragenden Hobby, einer spannenden Aktivität mit Kindern, einem wunderbaren und lohnenden Zeitvertreib werden.
