A gépészet és az elektronika, ezzel együtt az informatika egyre kevesebbszer különül el élesen egymástól. Már a legegyszerűbb eszközök is összetettek annyira, hogy mechatronikáról beszélhessünk. A hobbisták körében jellemzően, de olykor a profik esetében is számításba kerül az arduino panel, ami egyfajta mikrovezérlő. Az első Arduino 2005-ben lett kifejlesztve David Cuartielles és Massimo Banzi közös munkája gyümölcseként. A tervezők célja, hogy nem csak egyszerű, de a kis költségvetésből gazdálkodók számára is elérhető eszközt építsenek. Az eszköz azóta nagyon sok helyen beszerezhető, sőt, a klónjai is megjelentek. Az Arduino felhasználásának leglátványosabb példái a szenzorok érzékelése szerint működő motorok, egyszerű robotok és termosztátok, de számos egyéb helyen is megtalálhatók. A határt pedig a képzelet szab. Az eladott mennyiséget tekintve 2011-ben 3 millió, 2013-ban pedig már 7 millió panel került értékesítésre. A száma azóta növekszik, köszönhetően a fokozódó érdeklődésnek.
Az Arduino technológia
Az Arduino panelek legtöbbek által ismert változata az Arduino Uno. Ez egy ATmega328 típusú mikrovezérlőt, illetve csaknem 28 pin-t tartalmaz.
A panel 14 digitális bemenet / kimenet érintkezőből áll. Ebből hat impulzusszélesség modulálásra szolgál azaz o/ps. Hat pedig analóg i/ps. Van ezen felül USB és tápcsatlakozás is, illetve egy 16MHz-es kristályoszcillátor, valamint egy RESET gomb.
A panel működéséhez szükséges elektromosság USB-n keresztül a számítógépről is érkezhet. Ez egyben egy kommunikációs lehetőség is, például programok átvitelése. De az áramellátás a tápcsatlakozás által is kivitelezhető.
Digitális jelek
14 digitális I/O érintkező található a panelen, melyek egyenként 40mA áramot vesznek fel, és ugyanennyit képesek leadni is. Néhány érintkező speciális funkcióval ellátott, mint például a 0 és 1-es jelölésűek. Ezek adó és vevő szerepet is betölthetnek.
Soros kommunikációhoz a 2-es és 3-as érintkezők külső megszakítások, 1,5,6,9,11 pedig PWM o/p-t biztosítanak. A 13-as érintkező LED csatlakoztatására szolgál.
Analóg oldal
Hat analók bemeneti és kimeneti érintkezővel rendelkezik, melyek mindegyike 10 bites felbontást biztosít.
Az Arduino felépítése
Az Arduino panel processzora a Harvard architektúrát használja, ahol is a programkód és a program által használt adatok külön memóriában foglalnak helyet. Van tehát egy program memória és egy adatmemória egység. Az Atmega 328 mikrovezérlő 32 kb flash memóriával, 2kb SRAM-mal és 1kb EPROM-mal szolgálja a felhasználót. Az órajel pedig 16MHz-es.
Arduino programozása
Az Arduino legnagyobb előnyei közül az egyik, hogy a program rátöltése nem igényel hardver programozót. Köszönhetően a 0,5 kB-os boot-olási lehetőségnek, valójában nem igényel mély szakmai ismeretet. Az Arduino-hoz tartozó szoftver meglehetősen egyszerű, csupán néhány beállítási lehetőséget tartalmaz. Ilyenek az új program létrehozása, meglévő megnyitása, ellenőrzés és a feltöltés.
A programkód bevitele és szerkesztése egy szövegszerkesztőben történik, aminek az alján egy üzenet mező foglal helyet. Innen kap a felhasználó információt a program ellenőrzésével vagy feltöltésével kapcsolatban.
Minden megírt program három részből áll. A változók deklarálása, az inicializálásuk és maga a vezérlő program.
Az inicializálás az ún. setup function-ben történik, a vezérlőkód pedig ciklusokba van megírva.
A program kiterjesztése .ino, és minden művelet, például ezek megnyitása, szerkesztése ellenőrzése az Arduinohoz tartozó szoftverrel elvégezhető.
A helyes működéshez fontos a megfelelő kártya és portszám kiválasztása a feltöltés előtt.
Az Arduino alap funkciói
- ☛ digitális jel beírás
- ☛ digitális jel kiolvasás
- ☛ írási és olvasási mód váltás
- ☛ analóg jel kiolvasás
- ☛ analóg jel beírás
- ☛ soros kommunikáció kezdetések és bit sebességének beállítása
Az Arduino előnyei
- ☛ költséghatékony
- ☛ nyílt forráskódú
- ☛ jól illeszthető bármely op. rendszerhez
- ☛ nagyon egyszerű a használata
- ☛ nagyon sok projektleírás teszi könnyűvé és dinamikussá a fejlődést
Arduino projektek
Akadálykerülő robot megvalósítása Arduino-val
Az elgondolás szerint olyan robot megvalósítása volt a cél, ami ultrahangos szenzorok segítségével képes elkerülni az elé kerülő akadályokat. A robot tulajdonképpen a programutasításokban megjelenő parancsokat hajtja végre a motorok által. A robot intelligensnek mondható, hiszen a váratlanul fellépő akadályok elkerülését önállóan végzi.
Okosotthon Arduino-val
A cél olyan, a mindennapi kényelmet szolgáló megoldás elérése volt, ahol az Arduino-val való kommunikáció bluetooth-on történik, bármely okostelefon használatával. Az Arduino kártyára csatlakoztatott bluetooth eszköz az okostelefon GUI alkalmazása által küldi a jeleket.
Ez tulajdonképpen eszközök, lámpák stb. ki- és bekapcsolását teszi lehetővé távolról.
GépészPresszó
