Arduino

Arduino
Informace
Chlap	Jednodeskový počítač (SBC)
Technická data
Plošina	AVR
Procesor	Atmel AVR (8bit), ARM Cortex-M0+ (32bit), ARM Cortex-M3 (32bit), Intel Quark ( x86 ) (32bit)
Paměť	SRAM
Úložný prostor	Flash , EEPROM
Podpěra, podpora	Dilatační desky (štíty)
Software
Operační systém	více platformě
Jiné údaje
Arduino
https://www.arduino.cc/

Arduino je společnost zabývající se vývojem svobodného softwaru a hardwaru a také mezinárodní komunita, která navrhuje a vyrábí desky pro vývoj hardwaru pro vytváření digitálních zařízení a interaktivních zařízení, která dokážou snímat a ovládat objekty reálného světa. Arduino se zaměřuje na přinášení a usnadnění používání elektroniky a programování vestavěných systémů v multidisciplinárních projektech. Produkty prodávané společností jsou distribuovány jako bezplatný hardware a software , pod licencí GNU General Public License (GPL) a GNU Lesser General Public License (LGPL), Povolení výroby desek Arduino a distribuce softwaru jakýmkoli jednotlivcem. Desky Arduino jsou komerčně dostupné jako sestavené desky nebo jako DIY sady .

Návrhy desek Arduino využívají různé mikrokontroléry a mikroprocesory. Obecně se hardware skládá z mikrokontroléru Atmel AVR , připojeného v konfiguraci "minimální systém" na desce s plošnými spoji, ke které lze připojit rozšiřující desky (stínění) pomocí vstupních a výstupních portů na zvolené desce. Štíty doplňují funkčnost použitého modelu desky a přidávají k původní desce externí obvody, senzory a komunikační moduly. Většinu desek Arduino lze napájet přes USB port nebo 2,5mm barel jack port. Většinu desek Arduino lze naprogramovat přes sériový port, který obsahují, pomocí Bootloaderu, který mají naprogramovaný ve výchozím nastavení. Software Arduino se skládá ze dvou prvků: vývojového prostředí ( IDE ) (založeného na procesním prostředí a frameworku programovacího jazyka Wiring ) a bootloaderu ( bootloader ), který se automaticky spouští v mikrokontroléru, jakmile je zapnut. Desky Arduino jsou programovány počítačem pomocí sériové komunikace.

Projekt Arduino má svůj původ v projektu Wiring , který se objevil kolem roku 2003 jako nástroj pro studenty na Interaction Design Institute Ivrea v Ivrea v Itálii s cílem poskytnout snadný a nenákladný způsob vytváření začátečníků i profesionálů. zařízení, která by mohla interagovat se svým okolím pomocí senzorů a aktuátorů. První komerční deska Arduino byla představena v roce 2005 a nabízí nízkou cenu a snadné použití pro nováčky i profesionály. Od října 2012 byly začleněny nové modely vývojových desek, které využívaly 32bitové mikrokontroléry ARM Cortex M3, tyto modely koexistují s těmi původními, které integrují 8bitové mikrokontroléry AVR. Je třeba poznamenat, že architektury ARM a AVR nejsou stejné, což je důvod, proč jejich sada instrukcí na úrovni sestavení není stejná, a proto některé knihovny vytvořené pro provoz na jedné architektuře mají komplikace při použití na druhé. Navzdory výše uvedenému lze všechny modely desek Arduino naprogramovat a zkompilovat pod výchozím Arduino IDE bez jakýchkoli změn, protože IDE zkompiluje původní kód do vybrané verze desky.

Název Arduino pochází z baru v italské Ivrei; kde se scházeli někteří zakladatelé projektu. Bar byl pojmenován po Arduinovi z Ivrey , který byl markrabětem z Ivree a králem Itálie v letech 1002 až 1014. ]

Historie

Deska Arduino UNO s komunikací RS232 ]

Přesně řečeno, projekt „Arduino“ začal v roce 2005 jako projekt zaměřený na studenty na Interaction Design Institute Ivrea (IDII), Ivrea, Itálie . V těchto letech studenti používali mikrokontrolér BASIC Stamp , který stál 100 USD , což je pro průměrného studenta značně vysoká cena. Před rokem 2005, konkrétně během roku 2003, vytvořil Hernando Barragán vývojovou platformu Wiring jako výsledek projektu své diplomové práce na IDII, pod dohledem Massima Banziho a Caseyho Rease, o kterých bylo známo, že pracovali v jazyce Processing a vedli kurzy v IDII. Cílem projektu bylo vytvořit jednoduché a levné nástroje pro tvorbu digitálních projektů lidmi bez vysokých technických znalostí nebo bez inženýrského profilu. Projekt Wiring byl hardwarová vývojová deska skládající se z desky plošných spojů (PCB) s mikrokontrolérem ATmega168, integrovaného vývojového prostředí (IDE) založeného na funkcích zpracování a knihovny funkcí pro snadné programování mikrokontroléru. Když se vrátíme do roku 2005, Massimo Banzi spolu s Davidem Mellisem (další student IDII) a Davidem Cuartiellesem přidali podporu Wiring pro mikrokontrolér ATmega8 , levnější než původní (Atmega168). Místo pokračování vývoje na Wiringu se ale s projektem rozešli a přejmenovali jej na Arduino. ]

Název Arduino pochází z baru v italské Ivrei; kde se scházeli někteří ze zakladatelů projektu Arduino. Bar má jméno "Bar di Re Arduino" a byl pojmenován po Arduinovi z Ivrey , který byl markrabětem z Ivree a králem Itálie v letech 1002 až 1014. ]

Počáteční tým Arduino se skládal z Massimo Banzi, David Cuartielles, Tom Igoe, Gianluca Martino a David Mellis. Hernando Barragán nebyl pozván k účasti. ]

Projekt Wiring se následně posunul vpřed s méně hustými a drahými deskami, které byly distribuovány v rámci komunity s otevřeným zdrojovým kódem. ]

Adafruit Industries, dodavatel elektronických součástek se sídlem v New Yorku a výrobce desek s plošnými spoji, včetně desek Arduino, odhadoval k polovině roku 2011, že bylo komerčně vyrobeno více než 300 000 oficiálních desek Arduino. V roce 2013 odhadl, že v rukou uživatelů bylo 700 000 oficiálních desek Arduino. ]

V říjnu 2016, Federico Musto (v současnosti bývalý generální ředitel Arduino), získal 50% společnosti poté, co získal akcie jednoho ze zakládajících členů týmu. V dubnu 2017 časopis Wired uvedl, že Musto si „vymyslel svůj vlastní akademický záznam“ a zveřejnil jej na webu Arduino, osobním účtu LinkedIn a dokonce i v oficiálních italských obchodních dokumentech. Musto tvrdil, že má doktorát z informatiky na Massachusetts Institute of Technology (MIT) a titul MBA na New York University . Magazín Wired uvedl, že žádná z univerzit, kde tvrdil, že studoval, neměla žádný záznam o Mustově docházce. Musto později v rozhovoru pro Wired tvrdil, že nikdy nezískal tituly. ]

V roce 2017 Massimo Banzi oznámil vytvoření „Arduino Foundation“ a prohlásil, že to bude „nový začátek pro Arduino“. Uvedená nadace, slovy samotného Banziho, „nám umožní bránit základní hodnoty komunity Arduino v rámci open source ekosystému a učinit náš závazek (s odkazem na společnost Arduini) s open source pevnější než kdy předtím. Existuje však určitá nejistota ohledně současného vývoje této iniciativy. ]

Kontroverze kolem Federica Musta pokračovaly v červenci 2017 a údajně odstranil open source licence, schémata a kód z webu Arduino, což vyvolalo kontrolu a pobouření ze strany komunity tvůrců. ]

V říjnu 2017 Arduino oznámilo své partnerství s nadnárodní ARM Holdings (ARM). Oznámení zčásti uvedlo, že „ARM uznává nezávislost jako základní hodnotu Arduina...bez výhradní smlouvy o používání s architekturou ARM“. Arduino hodlá pokračovat ve spolupráci se všemi dodavateli technologií a architekturami. ]

Pro sériovou výrobu první verze se počítalo s tím, že cena nebyla vyšší než 30 eur, aby byla sestavena na modré desce, měla by být Plug and Play a aby fungovala se všemi počítačovými platformami jako např. MacOSX , Windows a GNU/Linux . Prvních 300 jednotek Arduino dostali studenti institutu IVREA, aby je mohli otestovat a začít navrhovat své první prototypy. ^{[ vyžaduje citaci ]}

Spor o ochrannou známku Arduino

Na začátku roku 2008 vytvořilo pět spoluzakladatelů projektu Arduino společnost Arduino LLC, jejímž účelem bylo zahrnout ochranné známky spojené s deskami Arduino. Výroba a prodej desek Arduino měly být prováděny externími společnostmi a Arduino LLC by od nich dostávalo honorář (provizi). Stanovy, podle kterých byla Arduino LLC vytvořena, specifikovaly, že každý z pěti původních zakladatelů převede vlastnictví značky Arduino na nově vzniklou společnost (Arduino LLC). ]

Na konci roku 2008 si společnost Gianluca Martino, Smart Projects, zaregistrovala ochrannou známku Arduino v Itálii a držela ji v tajnosti před ostatními spoluzakladateli po dobu přibližně dvou let. To bylo objeveno, když se společnost Arduino LLC pokusila zaregistrovat ochrannou známku v jiných částech světa (původně byla registrována pouze v USA), přičemž zjistila, že je již registrována v Itálii. Jednání s Gianlucou a jeho firmou o převedení značky pod kontrolu společnosti Arduino LLC se nezdařilo. V roce 2014 začala společnost Smart Projects odmítat platit licenční poplatky. Poté jmenovali nového generálního ředitele Federica Musta, který přejmenoval společnost na Arduino SRL a vytvořil webovou stránku arduino.org kopírující grafiku a rozvržení původního arduino.cc. To vedlo ke zlomu ve vývojovém týmu Arduina. ]

V lednu 2015 Arduino LLC podala žalobu proti Arduino SRL. ]

V květnu 2015 Arduino LLC vytvořilo celosvětovou značku Genuine, která se používá jako značka mimo Spojené státy. ]

V červenci 2017 nová společnost BCMI LABS LLC, kterou založili Massimo Banzi, David Cuartielles, David Mellis a Tom Igoe, získala Arduino AG a všechny ochranné známky Arduino. Novým generálním ředitelem se stal Fabio Violante, který nahradil Federica Musta, který by již nepracoval pro Arduino AG. ]

Během „World Maker Faire“ v New Yorku dne 1. října 2016 spoluzakladatel a generální ředitel společnosti Arduino LLC (Massimo Banzi) a generální ředitel společnosti Arduino SRL (Federico Musto) oznámili spojení obou společností. ]

Hardware

Arduino deska s Ethernet Shield a snímačem srdečního tepu

Arduino je bezplatný hardware. Referenční návrhy hardwaru jsou licencovány pod licencí Creative Commons Attribution Share-Alike 2.5 a jsou dostupné na webu Arduino. K dispozici jsou také schémata a soubory sestavení komponent (PCB) pro některé verze desek.

Přestože návrhy hardwaru a softwaru jsou k dispozici pod licencemi copyleft , vývojáři požadovali, aby název Arduino byl výhradní pro oficiální produkt a nebyl používán pro odvozená díla bez předchozího vyžádání povolení. Oficiální politický dokument o používání názvu Arduino zdůrazňuje, že projekt je otevřený začlenění práce ostatních do oficiálního produktu. Různé komerčně vydané produkty kompatibilní s Arduino se vyhýbaly zahrnutí názvu projektu Arduino do svých zařízení pomocí názvů končících na „-duino“. ]

Většina desek Arduino se skládá z Atmel-8bitového mikrokontroléru AVR (ATmega8, ATmega168, ATmega328, ATmega1280, ATmega2560), přičemž každý mikrokontrolér se skládá z různých množství flash paměti, pinů a funkcí. Desky používají jedno nebo dvouřadé kolíky/záhlaví, které usnadňují připojení a začlenění do jiných obvodů. ]

Desky Arduino lze propojit s přídavnými moduly nazývanými shieldy ( shields , pro překlad do španělštiny), tyto štíty zvyšují technické vlastnosti používané desky Arduino, protože mají specifické obvody, které přidávají k desce Arduino desky jednu nebo více funkcí navíc ve kterých se používá, jsou také známé jako expanzní desky . Většina těchto stínění je připojena přes sériovou sběrnici I²C, i když existují i ​​ta, která používají připojení přes sběrnici UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter ) a také pomocí sběrnice SPI (Serial Peripheral Interface, pro jeho překlad do španělštiny Serial ). Periferní rozhraní ).

Většina desek obsahuje 5V lineární regulátor a 16MHz krystalový oscilátor, případně keramický rezonátor. Některé designy, jako je LilyPad, běží na 8 MHz a z důvodu specifických omezení formátu/velikosti se obejdou bez zabudovaného regulátoru napětí.

Modely Arduino se dělí na vývojové desky, rozšiřující desky ( štíty ), sady, příslušenství a 3D tiskárny.

• Desky: Arduino Galileo, ​Arduino Uno , Arduino Leonardo, Arduino Due, Arduino Yún, Arduino Tre (ve vývoji), Arduino Zero, Arduino Micro, Arduino Esplora, Arduino Mega ADK, Arduino Ethernet, Arduino Mega 2560, Arduino Robot , Arduino Mini, Arduino Nano, LilyPad Arduino Simple, LilyPad Arduino SimpleSnap, LilyPad Arduino, LilyPad Arduino USB, Arduino Pro Mini, Arduino Fio, Arduino Pro, Arduino MKR1000/Genuino MKR1000, Arduino/1RO1ICROen, Arduino/1RO10en, Arduino MICROen Arduino Gemma.
• Rozšiřující desky ( štíty ): Arduino GSM Shield, Arduino Ethernet Shield, Arduino WiFi Shield, Arduino Wireless SD Shield, Arduino USB Host Shield, Arduino Motor Shield, Arduino Wireless Proto Shield, Arduino Proto Shield.
• Sady: Arduino Starter Kit, Arduino Materia 101.
• Příslušenství: TFT LCD obrazovka, USB/Serial a MiniUSB/Serial adaptér, Arduino ISP.
• 3D tiskárny: Arduino Materia 101.

Typy a specifikace

Arduino one

Deska má 7 napájecích pinů, 14 digitálních pinů a 6 analogových pinů programovatelných pomocí Arduino IDE ( Integrated Development Environment ) přes USB kabel. Může být napájen kabelem USB nebo externí 9voltovou baterií, i když přijímá napětí mezi 7 a 20 volty. Je to vlajková loď Arduina, protože je to nejoblíbenější deska, ta, kterou každý používá k zahájení a nejjednodušší na použití. Je výchozím bodem pro mnoho nadšenců elektronického programování.

Arduino Mega

Deska s nejvýkonnějším mikrokontrolérem v rodině Arduino. S 54 digitálními piny, které fungují jako vstup a výstup; 16 analogových vstupů, 7 napájecích pinů, 16 MHz krystalový oscilátor, USB připojení, resetovací tlačítko a vstup pro napájení desky. Arduino MEGA je deska, která se používá, když Arduino UNO nepokrývá potřeby projektu. Je široce používán jako řídicí a výpočetní centrum ve 3D tiskárnách...

Arduino Esplora

Deska využívá mikrokontrolér Atmega32U4 AVR s 16 MHz krystalovým oscilátorem a micro USB připojením schopným fungovat jako USB klientské zařízení, jako je myš nebo klávesnice. ]

Arduino Leonardo

Deska má 20 digitálních vstupních/výstupních pinů (z nichž 7 lze použít jako PWM výstupy a 12 jako analogové vstupy), 16 MHz krystalový oscilátor, micro USB připojení, napájecí jack, ICSP header a resetovací tlačítko. ]

K čemu jsou  

Arduino je bezplatná hardwarová elektronická deska, která používá přeprogramovatelný mikrokontrolér se sérií pinů, které umožňují navázání spojení mezi ovladačem a různými senzory, tedy „mozkem“ nějakého obvodu nebo stroje.  

V obvodu se obvykle používá jako zdroj energie a "most" mezi různými součástmi, aby se vzájemně ovlivňovaly.

V robotickém těle přestává sloužit jako zdroj energie a stává se zcela mozkem těla pomocí vnějších desek známých jako štíty.

Vývojový tým

Jádro vývojového týmu Arduina tvoří Massimo Banzi , David Cuartielles , Tom Igoe , Gianluca Martino , David Mellis a Nicholas Zambetti .

Aplikace

Platforma Arduino byla použita jako základ v různých elektronických aplikacích:

• Xoscillo: Open source osciloskop . ]
• Vědecké vybavení pro výzkum. ]
• Arduinome: MIDI kontrolér . ]
• OBDuino - Ekometr , který používá palubní diagnostické rozhraní, které se nachází v moderních autech.
• SCA-ino: Automobilový počítačový systém schopný monitorovat senzory jako TPS, MAP a 03S a ovládat automobilové pohony, jako je zapalovací cívka, IAC ventil a elektronické škrticí klapky.
• Humane Reader: levné elektronické zařízení s výstupem TV signálu, které zvládne knihovnu 5 000 titulů na microSD kartě . ]
• Humane PC: zařízení, které používá modul Arduino k emulaci osobního počítače s televizním monitorem a klávesnicí počítače. ]
• Ardupilot: Software a hardware bezpilotních letadel .
• ArduinoPhone – Mobilní telefon postavený na modulu Arduino. ]
• Počítačové číslicově řízené (CNC) stroje .
• Open Theremin One: Bezplatná hardwarová digitální verze nástroje Theremin .
• 3D tiskárny .
• Ambilight , systém podsvícení LED napodobující televizní systém Philips . ]

Příklad programu

void setup(){ 
   pinMode(8,VYSTUP); 
}

void loop(){
   digitalWrite(8,HIGH);
   zpoždění(500);
   digitalWrite(8,LOW);
   zpoždění(500);
}

Další programovací rozhraní

Aplikaci běžící na Arduinu je možné komunikovat s jinými zařízeními, na kterých běží další oblíbené programovací jazyky a aplikace, protože Arduino využívá sériový přenos dat, který je podporován většinou níže uvedených jazyků. A pro ty, kteří sériový formát nativně nepodporují, je možné použít zprostředkující software, který překládá zprávy odesílané oběma stranami, aby umožnil bezproblémovou komunikaci. Některé příklady jazyků jsou:

• 3DVIA Virtools: interaktivní aplikace a aplikace v reálném čase.
• ředitel Adobe
• BlitzMax (s omezeným přístupem).
• C
• C++ (přes libSerial nebo ve Windows).
• C#
• Kakao / Objective-C (pro Mac OS X ).
• Flash (přes ActionScript).
• krevety
• Isadora (Audiovizuální interaktivita v reálném čase).
• Okamžitá realita (X3D).
• Jáva
• Liberlab (software pro měření a experimentování).
• LabView
• matematika
• matlab
• MaxMSP : Grafické programovací prostředí pro hudební, zvukové a multimediální aplikace.
• Minibloq : Grafické programovací prostředí, běží i na počítačích OLPC .
• Perla
• php
• Physical Etoys : Grafické programovací prostředí používané pro vzdělávací robotické projekty.
• zpracovává se
• PureData
• krajta
• Rubín
• Scratch for Arduino (S4A): Grafické programovací prostředí, úprava dětského prostředí Scratch , od MIT .
• Squeak : Bezplatná implementace Smalltalku.
• SuperCollider : Syntéza zvuku v reálném čase.
• VBScript
• Visual Basic .NET
• VVVV : Syntéza videa v reálném čase.

Viz také

• BASIC-Razítko
• 3D tisk
• gumstix
• MiniPC
• OOPIC
• PICAX
• malina pí
• Fyzické Etoys
• Robot
• x10
• Optimistický
• bezplatný hardware
• Fritzing

Reference

Bibliografie

• Banzi, Massimo (24. března 2009). Začínáme s Arduinem (v angličtině) (1. vydání). MakeBooky . p. 128. ISBN  9781449363291 . 

• Noble, Joshua (15. července 2009). Interaktivita programování: Průvodce návrháře pro zpracování, Arduino a openFramework (1. vydání). O'Reilly Media . p. 768. ISBN  0596154143 . 

• Oxer, jyry; Blemings, Hugh (28. prosince 2009). Praktické Arduino: Skvělé projekty pro hardware s otevřeným zdrojovým kódem (1. vydání). Stiskněte . p. 500. ISBN  1430224770 . Archivováno z [http:/yjyr/www.apress.com/book/view/9781430224778 originál] 5. prosince 2010 . Staženo 17. května 2010 . 

Externí odkazy

• Wikimedia Commons hostí kategorii médií pro Arduino .
• Wikibooks obsahuje knihu nebo příručku o programovacím jazyce Arduino .
• Wikiversity hostí vzdělávací projekty o Arduinu .
• Arduino Project (oficiální stránka společnosti se sídlem v Itálii)