Arduino. Che cos’è ea cosa serve

Arduino è una piattaforma elettronica open source basata su hardware e software di facile utilizzo. Le schede Arduino possono leggere l’input (luce su un sensore, un dito su un pulsante o un messaggio di Twitter) e trasformarlo in un’uscita, attivando un motore, accendendo un LED, postando qualcosa online. Scopri tutto in riferimento ad Arduino, cos’è ea cosa serve.

Puoi dire alla tua scheda cosa fare inviando una serie di istruzioni al microcontrollore sulla scheda. Per farlo, utilizza il linguaggio di programmazione Arduino (basato su Wiring) e il Software Arduino (IDE), basato su Processing.

Origine di Arduino

Nel corso degli anni, Arduino è stato il cervello dietro migliaia di progetti, da oggetti di uso quotidiano a complessi strumenti scientifici. Una comunità mondiale di creatori – studenti, hobbisti, artisti, programmatori e professionisti – si è riunita attorno a questa piattaforma open source, i loro contributi si sono sommati a un’incredibile quantità di conoscenze accessibili che possono essere di grande aiuto sia per i principianti che per i principianti..

Arduino nasce all’Ivrea Interaction Design Institute come uno strumento facile per la prototipazione rapida, rivolto a studenti senza esperienza in elettronica e programmazione. Non appena ha raggiunto una comunità più ampia, la scheda Arduino ha iniziato a cambiare per adattarsi a nuove esigenze e sfide, differenziando la sua offerta da semplici schede a 8 bit a prodotti per IoT, wearable, stampa 3D e applicazioni embedded.

Perché Arduino?

Grazie alla sua esperienza utente semplice e accessibile, Arduino è stato utilizzato in migliaia di progetti e applicazioni diversi. Il software Arduino è facile da usare per i principianti, ma abbastanza flessibile per utenti avanzati. Funziona su Mac, Windows e Linux.

Insegnanti e studenti lo usano per costruire strumenti scientifici a basso costo, testare principi di chimica e fisica o iniziare con la programmazione e la robotica.

Designer e architetti realizzano prototipi interattivi, musicisti e artisti lo utilizzano per installazioni e per sperimentare nuovi strumenti musicali. I maker, ovviamente, lo usano per costruire molti dei progetti presentati alla Maker Faire, ad esempio.

Arduino è uno strumento chiave per imparare cose nuove. Chiunque – bambini, hobbisti, artisti, programmatori – può iniziare ad armeggiare semplicemente seguendo le istruzioni passo passo in un kit o condividendo idee online con altri membri della community Arduino.

Arduino semplifica anche il processo di lavoro con i microcontrollori, ma offre alcuni vantaggi a insegnanti, studenti e hobbisti interessati rispetto ad altri sistemi:

• Economico: le schede Arduino sono relativamente economiche rispetto ad altre piattaforme di microcontrollori. La versione meno costosa del modulo Arduino può essere assemblata a mano e anche i moduli Arduino preassemblati costano meno di $ 50.
• Multipiattaforma: il software Arduino (IDE) funziona su sistemi operativi Windows, Macintosh OSX e Linux. La maggior parte dei sistemi di microcontrollori sono limitati a Windows.
• Ambiente di programmazione semplice e chiaro: il software Arduino (IDE) è facile da usare per i principianti, ma sufficientemente flessibile per essere sfruttato anche da utenti avanzati. Per gli insegnanti, è convenientemente basato sull’ambiente di programmazione di calcolo, quindi gli studenti che imparano a programmare in quell’ambiente avranno familiarità con il funzionamento dell’IDE Arduino.
• Software open source ed estensibile: il software Arduino viene rilasciato come strumenti open source, disponibili per l’estensione da programmatori esperti.
• Il linguaggio può essere ampliato tramite librerie C++ e le persone che vogliono capire i dettagli tecnici possono fare il salto da Arduino al linguaggio di programmazione AVR C su cui si basa. Allo stesso modo, se lo desideri, puoi aggiungere il codice AVR-C direttamente nei tuoi programmi Arduino.
• Hardware open source ed estensibile: i progetti della scheda Arduino sono rilasciati sotto una licenza Creative Commons, quindi i progettisti di circuiti esperti possono creare la propria versione del modulo, estenderla e migliorarla. Anche gli utenti relativamente inesperti possono creare la versione dashboard del modulo per capire come funziona e risparmiare denaro.

Come si usa Arduino?

Se stai cercando ispirazione, puoi trovare un’ampia varietà di tutorial su Arduino Project Hub.

Il testo nella Guida introduttiva di Arduino è concesso in licenza con una licenza Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0. Gli esempi di codice nella guida sono rilasciati nel pubblico dominio.

Prima di discutere cosa rende Arduino un dispositivo così rivoluzionario, è meglio mostrarti alcuni progetti che sono stati realizzati con Arduino.

1. Stampanti 3D: in passato vi abbiamo mostrato MakerBot, una stampante 3D. Bene, questo utilizza un paio di Arduino per controllare cose come l’espulsione della plastica fusa dalla testina di stampa per spostare la piattaforma.
2. Puff The Magic Dragon Fighting Robot: Ovviamente, tutti i tipi di robot sono i primi candidati per essere realizzati con Arduino, ma questo è forse il più carino Usando un telaio per robot di base, 2 motori e 2 sensori di luce, questo piccoletto può trovare una fonte di calore, andateci e spegnete il fuoco, il tutto autonomamente.
3. Arpa laser: fantastici suoni di trance, laser, cosa si può volere di più?
4. Baker Tweet: Un modo semplice per dire ai clienti che il pane fresco è pronto, BakerTweet ha una selezione del quadrante per la scelta del pane e un pulsante tweet. Penso che sarai d’accordo sul fatto che questo sia l’uso più unico di Arduino finora.
5. Cubi LED: il modo migliore per spiegarlo è semplicemente guardare il video: sono assolutamente belli; un cubo LED 8x8x8 (cioè 512 LED), con tutto il controllo svolto da un Arduino.

Divertimento e giochi a parte, cosa rende Arduino così speciale? Sei sicuro che ci siano altri controller programmabili là fuori?

open source

Arduino è un marchio, ma la maggior parte dell’hardware e del software che hanno sviluppato è open source. Gli schemi sono disponibili online, quindi se non vuoi acquistare un Arduino pronto all’uso, puoi acquistare i singoli componenti e realizzarlo da solo, oppure acquistare uno dei tanti dispositivi clone disponibili ora. A questo punto, vale la pena considerare se utilizzare una scheda Arduino ufficiale!

connettività

Come pezzo hardware, Arduino può funzionare in modo indipendente (come in un robot), collegato a un computer (dando così al tuo computer l’accesso ai dati dei sensori dal mondo esterno e fornendo feedback) o collegato ad altri Arduinos., o altri dispositivi elettronici dispositivi, dispositivi e chip del controller. Praticamente qualsiasi cosa può essere collegata ed è limitata solo dalla tua immaginazione, dalla volontà di dedicare un po’ di tempo e fatica a imparare qualcosa di nuovo e dalla disponibilità dei componenti. Se riesci a pensarci, Arduino può farlo.

Versatilità e costo

Una scheda Uno ufficiale completa costa molto e un clone Uno da solo costa meno, rendendo queste piccole meraviglie elettroniche accessibili sia agli hobbisti che alle istituzioni educative.

Il linguaggio di programmazione con cui carica è incredibilmente semplice e dovrebbe essere familiare a chiunque abbia avuto esperienza con Java o linguaggi simili. (In realtà, si basa sull’elaborazione.)

È anche un fantastico strumento di apprendimento, con il quale puoi sperimentare l’elettronica e imparare le basi.

Molte opzioni

Dal rilascio di Arduino, molte altre aziende hanno abbracciato lo spirito dell’hardware open source. Oltre alle numerose schede clone che sono arrivate sul mercato, sono disponibili diversi design unici compatibili con l’IDE Arduino. Queste schede prendono lo spirito generale delle schede Arduino originali e aggiungono funzionalità aggiuntive.

Uno dei nostri microcontrollori preferiti è la linea di schede di sviluppo Teensy. Queste piccole schede hanno un ingombro di elaborazione molto più elevato rispetto alle schede Arduino, con un fattore di forma minuscolo che le rende perfette per piccoli progetti che si basano su un’elaborazione potente al loro interno.

Scegliere un Arduino per principianti

Esistono molte schede Arduino diverse che possono creare confusione per i principianti interessati a iniziare con Arduino. Il numero di diverse schede Arduino può essere un po’ schiacciante. Controlla l’elenco delle schede Arduino disponibili sul sito web di Arduino.

Arduino consigliati per i principianti

I due Arduino più popolari e consigliati per i principianti sono Arduino Uno e Arduino MEGA 2560. Entrambe le schede sono spiegate in questa sezione, seguite da informazioni sul motivo per cui potresti voler scegliere una scheda rispetto all’altra.

arduino uno

Un Arduino Uno è una scheda Arduino di base con cui molti principianti inizieranno. R3 è il numero di revisione di questo Arduino, il che significa che è la terza edizione della scheda. In altre parole, sono state apportate modifiche all’Arduino Uno originale per migliorarlo. L’edizione R2 è stata seguita da ulteriori modifiche in Arduino R3. Vedi Differenze tra Arduino Uno, R2 e R3 originali per i dettagli sulle differenze tra le varie revisioni di Arduino Uno.

Scegliere un Arduino per principianti – Arduino Uno R3

Di seguito sono riportati alcuni motivi per scegliere un Arduino Uno.

Facile da usare

Questo Arduino può essere alimentato dallo stesso cavo USB utilizzato per programmarlo. Per questo motivo non è necessario disporre di un alimentatore esterno, anche se se necessario è possibile utilizzarlo.

I connettori di intestazione su entrambi i lati della scheda facilitano il collegamento della scheda a una scheda elettronica. Tutto ciò che serve per effettuare i collegamenti sono i cavi di collegamento. Una scheda consente di collegare un circuito sperimentale esterno ad Arduino per la sperimentazione e l’apprendimento.

Le schede aggiuntive, chiamate shield, si collegheranno alle intestazioni di Arduino Uno, consentendo di estendere la funzionalità della scheda.

Chip microcontrollore sostituibile

Una presa sulla scheda contiene il microcontrollore, che è il componente principale di qualsiasi Arduino. La spina facilita la sostituzione del microcontrollore, se necessario. Nelle situazioni in cui il microcontrollore va in crash o viene «bloccato» dal software, è facile sostituire il microcontrollore estraendolo dalla presa e inserendone uno nuovo.

Prezzo

Rispetto ad alcune delle schede Arduino più grandi, Arduino Uno è relativamente economico. Alcune schede clone Arduino o Uno sono anche più economiche delle schede Arduino originali, quindi ci sono opzioni per molti budget diversi.

Arduino Mega 2560

Un Arduino MEGA 2560 è fondamentalmente un Arduino Uno più grande in termini di numero di pin o connessioni header, dimensioni della scheda e dimensioni della memoria.

Scegliere un Arduino per principianti – Arduino MEGA 2560

Tutti i vantaggi dell’Arduino Uno si applicano all’Arduino MEGA 2560, tranne il prezzo. Di seguito sono riportati alcuni motivi per scegliere un Arduino MEGA 2560.

Più pin di input/output

Le schede Arduino MEGA 2560 hanno più pin I/O (input/output) rispetto a Arduino Uno, come puoi vedere dalle intestazioni extra sui lati e all’estremità della scheda. Questi pin aggiuntivi consentono di collegare dispositivi hardware aggiuntivi.

Più pin analogici

Un MEGA 2560 ha 16 pin di ingresso analogico rispetto ai 6 trovati su un Arduino Uno.

più memoria

Le schede MEGA 2560 hanno molta più memoria rispetto alle schede Uno, consentendo di caricare schizzi molto più grandi su Arduino.

Scudi Arduino

Gli shield Arduino standard che funzionano con un Arduino Uno funzioneranno con un Arduino MEGA 2560. Come puoi vedere nelle immagini di Arduino Uno e MEGA sopra, Arduino MEGA ha pin identici a Arduino Uno e quindi alcuni pin aggiuntivi.

Scegliere tra Arduino Uno e MEGA 2560

Un Arduino Uno è una buona scheda per principianti, ma devi essere consapevole dei suoi limiti. I limiti di memoria possono diventare un problema su Arduino Uno, soprattutto quando lo si utilizza per progetti più grandi come la creazione di un server Web Arduino. Sebbene un Arduino Uno possa essere utilizzato come server Web Arduino, non appena il server Web viene espanso, Uno esaurirà le risorse di memoria.

Per i principianti con un budget limitato, un Arduino Uno è una buona opzione. Ci sono molti schizzi che verranno eseguiti su Uno, consentendo al principiante di valutare Arduino e usarlo come piattaforma di apprendimento. Molti piccoli progetti possono essere realizzati utilizzando un Arduino Uno.

Se hai un’esigenza specifica per un Arduino con più memoria e/o pin, il MEGA 2560 è una buona opzione. Costerà poco più di uno Uno.

La maggior parte degli utenti di Arduino inizierà con un Arduino Uno e finirà con una MEGA 2560 e/o qualche altra scheda Arduino, dopo aver progredito dalle basi dell’apprendimento di Arduino.

Altre schede Arduino

A meno che non ci sia un progetto specifico che desideri creare che richieda un Arduino diverso da Uno o MEGA 2560, un Arduino o MEGA 2560 funzionerà perfettamente.

Alcune delle altre schede Arduino richiedono la saldatura, con cui i principianti potrebbero non essere a proprio agio. Sebbene alcune delle altre schede possano essere facilmente utilizzate dai principianti, sono più costose. Il rischio di danneggiare una tavola costosa durante l’apprendimento è uno dei motivi per non iniziare con una di queste tavole.