Своїми руками: "Ардуїнов" - електронний конструктор

"Ардуїнов" – це електронний конструктор з можливістю підключення різних периферійних пристроїв і програмування. Він покликаний замінити громіздкі аналогові пристрої або мікросхеми і ідеально підійде в якості подарунка всім радіоаматорам.

Arduino: високотехнологічний конструктор

"Ардуїнов" являє собою плату на мікроконтролерах з безліччю контактів і власним процесором. Плата є основою, до якої можна підключати досить велика кількість так званих шилдов (від англ. shield — щит), що розширюють функціональність плати. Використовується вона в системах автоматизації процесів, але може також запросто застосовуватися і в робототехніці. Областей діяльності плати "Ардуїнов" дуже багато. Але популярність вона отримала серед радіоаматорів саме як недорогий, але простий і дуже багатофункціональний конструктор.


Змусити "Ардуїнов" працювати як потрібно можна за допомогою програмування. Процес цей легкий, і з ним впорається навіть новачок. А якщо користувач володіє навичками мови С++, то запрограмувати плату вийде дуже просто і швидко. Головним плюсом плати є можливість приєднання до неї необмеженого числа периферійних пристроїв, тим самим можна домогтися максимального автоматизації роботи. Крім того, якщо у новачка щось не буде виходити, це не біда. У мережі існує величезна кількість спільнот з масою інформації та інструкцій з програмування та підключення. "Ардуїнов" для радіоаматорів-початківців – це чудовий вибір.


Слід зазначити, що конструктор працює на вільному програмному забезпеченні (наприклад, спеціальний дистрибутив Linux), тому доплачувати за ОС і софт не доведеться.

Робота з shield-платами (шилдами)

Як вже говорилося вище, функціональність пристрою підвищується з допомогою спеціальних плат — шилдов. Це готові плати для управління тим чи іншим процесом. Шилды приєднуються за допомогою роз'ємів - пінів. Діапазон процесів, якими можна управляти з допомогою шилдов досить великий: від передачі даних по Ethernet до управління електродвигунами. Систему контролю процесів з допомогою шилдов можна зібрати своїми руками. "Ардуїнов" лише розподіляє прописану в програмі роль того чи іншого зовнішнього пристрою, а безпосередньо працюють вже самі плати розширення. Бувають випадки, коли потрібно записати в пам'ять якісь дані (наприклад, точки GPS). Сам "Ардуїнов" зробити цього не може, так як в ньому відсутня накопичувач пам'яті. Ось тут і стане в нагоді щит, який додає можливість використання карт micro-SD об'ємом до 64 Гбайт. Як не дивно, але шилды навіть можна створювати самому. Наприклад, простенький LCD-шілд. Взяти екран від калькулятора чи старого пейджера і приєднати до пинам плати. Звичайно, ще доведеться прописати програму, щоб "Ардуїнов" виводив зображення на екран. І все, саморобний щит готовий.

Програмування "Ардуїнов"

Програми для "Ардуїнов" пишуться на мові Wired. Ця мова багато в чому схожий з С++. Однак навіть якщо у вас немає навичок програмування, то розібратися з Wired все одно буде неважко. На форумах, присвячених "Ардуїнов", програми для нього називаються «скетчами». Навіть якщо самому програмувати лінь або не виходить, можна знайти величезну кількість готових скетчів.
Для кожного скетчу потрібен свій набір бібліотек. Їх також можна пошукати на форумах з "Ардуїнов". Для початківців існує дуже непогане довідковий посібник з покроковими інструкціями написання скетчів для того або іншого процесу.

Створення шилдов для "Ардуїнов" своїми руками

Купувати шилды для "Ардуїнов" зовсім не обов'язково. Скажімо, немає у вас зайвих 30$, але є купа непотрібних деталей і величезне бажання що-небудь автоматизувати. Не проблема. Головне, щоб у вас вже була основна плата з прошитою ОС та можливістю написання скетчів. З підручних деталей може вийти схема "Ардуїнов". Своїми руками залишиться тільки спаяти компоненти. Хоча, якщо конструкція передбачається нерухома, то і паяти нічого не треба. Досить просто з'єднати компоненти проводами. Потрібно зауважити, що такий саморобний щит для "Ардуїнов" за собівартістю вийде в рази дешевше заводського. Наприклад, набір "Ардуїнов" для автоматизації роботи електродвигунів обійдеться у 80-90$. Але якщо зайнятися складанням самому, можна знизити собівартість до 30$. Також існує безліч інших наборів, створених для тих чи інших галузей, і в них входять, крім основної плати, всі необхідні деталі. Наприклад, набір для створення «розумного» будинку, відеоспостереження, клімат-контролю або стереосистем. Природно, не всі шилды можна зробити самому. В деяких випадках просто можна не знайти потрібних деталей. Наприклад, щит з розширенням для карти пам'яті доведеться купувати.

Для чого можна використовувати "Ардуїнов"

Областей застосування цього пристрою дуже багато, розглянемо тільки деякі приклади використання. Наприклад, у вас є машина. І вам потрібно, щоб на ЖК-екран магнітоли виводилася інформація про швидкості. Як зробити з "Ардуїнов" спідометр? Дуже просто. Купуємо плату. Приміром, Arduino Mega 2560 GPS-модуль Ublox NEO 6m GPS. Після цього шукаємо в мережі готові скетчі для управління, прописуємо все це в "Ардуїнов", приєднуємо один до одного, і все готово.
Так само легко можна створити цілу систему управління своїми руками. "Ардуїнов" дає таку можливість. Головне — запастися потрібними скетчами і деталями.

Використання "Ардуїнов" в робототехніці

"Ардуїнов" широко використовується в робототехніці. Завдяки тому, що на платі передбачено підключення великої кількості сервоприводів, моторів, датчиків, можна отримати цілого робота, зробленого своїми руками. "Ардуїнов" також дозволяє запрограмувати як вам завгодно. Якщо вас цікавлять плазують, їздять і стрибаючі залізяки, то "Ардуїнов" - безумовно для вас. Крім того, якщо приєднати пристрій укупі з деякими датчиками до квадрокоптеру, може вийти непоганий робот-спостерігач. А це вже досить корисна розробка. Саме в робототехніці можна виявити незвичайну фантазію, а з допомогою "Ардуїнов" - втілити її в життя. Деякі умільці навіть роблять прототипи робота Бендера з "Футурами", використовуючи як раз цей конструктор.

Замість висновку

Плати контролерів "Ардуїнов" ідеально підходять для автоматизації будь-яких процесів завдяки своїй гнучкості в налаштуванні. Крім того, проблем з програмуванням плат не виникне ні в кого завдяки багатому довідкового посібника по даній темі. Якщо що-небудь зламається в процесі роботи, нескладно буде відремонтувати своїми руками. "Ардуїнов" дозволяє людині виявити безмежну фантазію. За допомогою цієї плати можна створити майже все що завгодно, починаючи від системи управління підігрівом підлог через смартфон і закінчуючи роботом.