Arduino mikrokontroler

Arduino mikrokontroler je mikroračunar, open source platforma, koji omogućava spajanje elektronskih komponenti i senzora te upravljanje sa njima pomoću programa upload-ovanog na Arduino ploču putem USB kabla.

Na Arduino je moguće spajati razne senzore, display-e, LED, IR diode, releje, tranzistore, otpornike i ostale aktivne i pasivne elektronske komponente i tako kreirati interaktivne hardware-software kreacije.

Na slici lijevo je Arduino logo.

Nakon završenog kreiranja i upload-a programa - sketcha nije potrebna veza Arduino ploče i računara za programiranje. Arduinu je potrebno samo napajanje od 7V do 12V (plus u sredini konektora).

Za kreiranje sketch-a za Arduino postoji veliki broj open source programa. Najpoznatiji je Arduino IDE.
Sketch za Arduino se kreira u programskom jeziku koji je kombinacija C i C++ jezika. Međutim, sam Arduino nema kompajler tako da se sketch mora kompajlirati na računaru na kome je kreiran i na Arduino ploču se upload-uje binarni kôd.

Arduino ciklično izvršava instrukcije navedene u loop funkciji sve dok ne ostane bez napajanja.

Postoji veliki broj različitih verzija ARDUINO ploča: Nano, Mini, Uno, Mega...
Na slici ispod su obilježeni osnovni elementi Adruino ploče.

1. Digitalni pinovi. Ove pinove koriste funkcije digitalRead(), digitalWrite(), analogRead() i analogWrite(). Funkcija analogWrite radi samo na pinovima sa PWM oznakom (~).
2. LED na pinu 13. Jedini aktuator ugrađen u ploču. Tom LED je moguće upravljati iz sketch-a ali je korisnija za debuging proces.
3. LED indikator napajanja. Indikator postojanja napajanja ploče.
4. ATmega mikrokontroler. Mozak Arduino ploče.
5. Analogni ulazi. Na ovim pinovima koristiti funkciju analogRead().
6. GND i 5V pinovi. Ove pinove koristiti za obezbjeđivanje +5V i mase za uređaje koje spajamo na Arduino ploču.
7. Konektor za napajanje. Preko ovoga konektora se Arduino ploča napaja kada nije priključena na USB port. Prihvata napon od 7V do 12V (plus u sredini konektora).
8. TX (slanje) i RX (primanje) LED diode. Služe za indikaciju komunikacije između Arduino ploče i računara. Brzo trepću tokom upload-a sketch-a ili serijske komunikacije.
9. USB port. Koristi se za napajanje Arduino ploče, upload sketch-a i za serijsku komunikaciju pomoću println() funkcije.
10. Reset tipka. Reset Atmega mikrokontrolera.

Napajanje je moguće vršiti i putem USB kabla sa USB porta računara ili iz adaptera za USB izlazom napona 5V.

Za kreiranje Arduino sketch-a se koristi Arduino IDE - software koji ima tekstualni editor za pisanje kôda i kompajliranje te upload na Arduino.

Prozor prorama Arduino IDE izgleda kao na slici lijevo.

Ako trenutno nemate Arduino ploču, moguće je naučiti programiranje pomoću simulatora Arduino ploče UnoArduSim, kao na slici ispod.

UnoArduSim omogućava kreiranje sketch-a, virtuelno spajanja komponenti na Arduino Uno ploču i simulaciju rada. Ovaj simulator je odličan za učenje osnovnih principa programiranja Arduina bez rizika uništavanja, zbog pogrešnog spajanja, samog Arduina ili senzora koji se priključuju.

Spajanje elektronskih komponenti se vrši bez lemljenja na testnoj ploči koja se naziva breadboard, slika ispod.

Na ploči su rupice u koje se zabadaju elektronske komponente koje čine sklop. Pojedine rupice su povezane u niz (vertikalno).

Na slici iznad je velika ploča (breadboard) sa označenim vrstama i kolonama. Sve kolone označene istim brojem su spojene u niz (kratko spojene). Npr. kratko spojene se rupice od A1 do E1, ako i rupice F1 do J1.

Središnji žlijeb na ploči razdvaja gornje i donje nizove povezanih rupica.

Pojedine nizove rupica povezujemo pomoću žica.

Iznad i ispod središnjeg dijela sa rupicama se nalaze četiri niza rupica koji su povezani drugačije a koji su predviđeni za napajanje komponenti na ploči.

Rupice su ovdje povezane horizontalno. Na nekom pločama se sve povezane u 4 horizontalna niza, dok je na ploči na slici iznad kreirano osam odvojenih nizova (obilježeno crtama i oznakama + i -). Po potrebi ih je moguće povezivati žicama.

Spojeno to izgleda kao na slici ispod.

Za kreiranje električnih šema prije samog spajanja na Arduino ploču možemo kreirati šemu spoja u programu Fritzing.

Program je besplatan i izgleda kao na slici ispod.

Naoružani pomenutim programima i Arduino pločom treba krenuti u istraživanje granica računara i mašte korisnika.