Arduino là gì? Tổng quan về bo mạch vi điều khiển Arduino

Arduino là gì?

Arduino là một bo mạch vi điều khiển do một nhóm giáo sư và sinh viên nước Ý phong cách thiết kế và đưa ra tiên phong vào năm 2005. Mạch Arduino được sử dụng để cảm nhận và điều khiển nhiều đối tượng người tiêu dùng khác nhau. Nó hoàn toàn có thể thực thi nhiều trách nhiệm lấy tín hiệu từ cảm ứng đến điều khiển đèn, động cơ, và nhiều đối tượng người tiêu dùng khác. Ngoài ra mạch còn có năng lực link với nhiều module khác nhau như module đọc thẻ từ, ethernet shield, sim900A, …. để tăng khả ứng dụng của mạch .
Phần cứng gồm có một board mạch nguồn mở được phong cách thiết kế trên nền tảng vi giải quyết và xử lý AVR Atmel 8 bit, hoặc ARM, Atmel 32 – bit, …. Hiện phần cứng của Arduino có tổng thể 6 phiên bản, Tuy nhiên phiên bản thường được sử dụng nhiều nhất là Arduino Uno và Arduino Mega .
Phần mềm để lập trình cho mạch Arduino là ứng dụng IDE .

Cấu tạo Arduino

Thông số cơ bản của Arduino Uno R3

Vi điều khiển
Atmega 328 (họ 8 bit)

Điện áp hoạt động
5V – DC (cấp qua cổng USB)

Tần số hoạt động
16 MHz

Dòng tiêu thụ
30mA

Điện áp vào khuyên dùng
7 – 12V – DC

Điện áp vào giới hạn
6 – 20V – DC

Số chân Digital I/O
14 (6 chân PWM)

Số chân Analog
6 (độ phân giải 10 bit)

Dòng tối đa trên mỗi chân I/O
30 mA

Dòng ra tối đa (5V)
500 mA

Dòng ra tối đa (3.3V)
50 mA

Bộ nhớ flash
32 KB (Atmega328) với 0.5KB dùng bởi bootloader

SRAM
2KB (Atmega328)

EEPROM
1KB (Atmega328)

Các loại Board Arduino phổ biến

Không giống như hầu hết những board mạch lập trình trước đó, Arduino không nhu yếu một phần cứng riêng để lập trình mã mới lên board mà bạn chỉ cần sử dụng cáp USB. Đồng thời, ứng dụng Arduino IDE sử dụng phiên bản cơ bản của C + +, giúp việc học chương trình trở nên đơn thuần hơn. Chúng ta hoàn toàn có thể tổng hợp 1 số ít loại Arduino thông dụng như sau :

#1. Arduino Uno

Đây chính là loại board đơn thuần nhất nên rất tương thích với những người mới mở màn tìm hiểu và khám phá về nghành này. Dữ liệu số gồm có 14 chân, đầu vào gồm 6 chân 5V, năng lực phân giải là 1024 mức, vận tốc 16MH z, điện áp từ 7V đến 12V. Kích thước của Board này là 5,5 x7cm .

#2. Arduino Micro

Bao gồm có đến 20 chân, trong đó có 7 chân hoàn toàn có thể phát PWM. Loại này có phong cách thiết kế khá nhỏ gọn, size chỉ 5×2 cm .

#3. Arduino Nano

Có thể nói đây chính là loại board có size nhỏ nhất chỉ 2×4 cm, việc lắp ráp được thực thi thuận tiện .

#4. Arduino Pro

Đây là một phong cách thiết kế mới lạ khi chân số không có sẵn, tùy vào số chân bạn sử dụng để gắn trực tiếp và giúp tiết kiệm ngân sách và chi phí được khoảng chừng không lớn, ta thường thấy hai loại có nguồn 3.3 V và 5V .

#5. Arduino Mega

Chân số lên đến 64, 14 chân hoàn toàn có thể phát PWM, 4 cổng truyền tiếp cùng size khá lớn 5×10 cm .

#6. Arduino Leonardo

Là board không có cổng nối USB dùng lập trình. Được phong cách thiết kế tại một chip nhỏ điều khiển. Kết nối qua COM ảo và hoàn toàn có thể liên kết với chuột và bàn phím .

#7 Arduino LilyPad

Board mạch Lily Pad Arduino là một công nghệ tiên tiến dệt điện tử hoàn toàn có thể đeo được được lan rộng ra bởi Leah Sang Buechley, và được phong cách thiết kế một cách cẩn trọng bởi dòng Lea Leah và SparkFun. Mỗi board được phong cách thiết kế một cách tưởng tượng với những miếng liên kết khổng lồ và một mặt sau mịn màng để cho chúng được khâu vào quần áo bằng chỉ. Arduino này cũng gồm có I / O, nguồn và cả board cảm ứng được sản xuất đặc biệt quan trọng cho hàng dệt may điện tử .

#8 Arduino RedBoard

Board mạch RedBoard Arduino hoàn toàn có thể được lập trình bằng cáp USB Mini-B bằng Arduino IDE. Nó sẽ hoạt động giải trí trên Windows 8 mà không phải sửa đổi setup bảo mật thông tin của bạn. Nó không đổi do chip USB hoặc FTDI chúng tôi sử dụng và nó trọn vẹn phẳng ở mặt sau. Tạo nó rất đơn thuần để sử dụng trong phong cách thiết kế dự án Bất Động Sản. Chỉ cần cắm board, chọn tùy chọn menu để chọn Arduino UNO và bạn đã chuẩn bị sẵn sàng để tải lên chương trình. Bạn hoàn toàn có thể điều khiển RedBoard qua cáp USB bằng giắc cắm thùng .
Ngoài ra, còn hoàn toàn có thể kể đến : Arduino Diecimila, Arduino Duemilanove, Arduino Due, v.v.

Ứng dụng Arduino

Arduino có nhiều ứng dụng trong đời sống, trong việc sản xuất những thiết bị điện tử chất lượng cao. Một số ứng dụng hoàn toàn có thể kể đến như :

• Lập trình robot: Arduino chính là một phần quan trọng trong trung tâm xử lí giúp điều khiển được hoạt động của robot.
  Lập trình máy bay không người lái. Có thể nói đây là ứng dụng có nhiều kì vọng trong tương lai.
• Game tương tác: chúng ta có thể dùng Arduino để tương tác với Joystick, màn hình,… để chơi các trò như Tetrix, phá gạch, Mario… và nhiều game rất sáng tạo nữa
• Arduino điều khiển thiết bị ánh sáng cảm biến tốt. Là một trong những bộ phần quan trọng trong cây đèn giao thông, các hiệu ứng đèn nháy được cài đặt làm nổi bật các biển quảng cáo.
• Arduino cũng được ứng dụng trong máy in 3D và nhiều ứng dụng khác tùy thuộc vào khả năng sáng tạo của người sử dụng.

Phần mềm lập trình Arduino IDE

Arduino phân phối đến thiên nhiên và môi trường lập trình tích hợp mã nguồn mở tương hỗ người dùng viết code và tải nó lên bo mạch Arduino. Đây là thiên nhiên và môi trường đa nền tảng, tương hỗ một loạt những bo mạch Arduino cùng rất nhiều tính năng độc lạ. Ứng dụng lập trình này có giao diện được sắp xếp hài hòa và hợp lý, tương thích với cả những người dùng chuyên nghiệp lẫn không chuyên .
Arduino có môi trường tự nhiên lập trình được viết bằng java, hiện đang được sử dụng cho những bo mạch Arduino và Genuido, được nhiều công ty trên quốc tế sử dụng để lập trình cho những thiết bị của họ. Java 2 Platform Standard Edition cũng là một IDE tương hỗ Java. Hiện Java 2 Platform Standard Edition được rất nhiều người sử dụng .
Arduino là thiên nhiên và môi trường tăng trưởng tích hợp đa nền tảng, tương hỗ cho một loạt những bo mạch Arduino như Arduino Uno, Nano, Mega, Esplora, Ethernet, Fio, Pro hay Pro Mini cũng như LilyPad Arduino. Phần mềm này cũng tương thích cho những lập trình viên C và C + + là thay thế sửa chữa tuyệt đối cho những IDE khác. Với những ai muốn học lập trình PHP, thì PHP Designer 2007 Personal là lựa chọn tốt. Phần mềm PHP Designer 2007 Personal phân phối những giải pháp hiệu suất cao trong phong cách thiết kế website .

Các tính năng chính của Arduino IDE:

• Viết code cho bo mạch Arduino
• Hỗ trợ nhiều loại bo mạch Arduino
• Giao diện được sắp xếp hợp lý
• Bộ sưu tập các ví dụ mẫu
• Mảng thư viện hỗ trợ phong phú
• .v.v.

Giao diện phần mềm IDE

Cấu trúc một chương trình trong phần mềm IDE

Phần 1: Khai báo biến

Đây là phần khai báo kiểu biến, tên các biến, định nghĩa các chân trên board một số kiểu khai báo biến thông dụng: #define

Nghĩa của từ “define” là định nghĩa, hàm #define có tác dụng định nghĩa, hay còn gọi là gán, tức là gán một chân, một ngõ ra nào đó với 1 cái tên.

Ví dụ:  #define led 13

Chú ý : sau # define thì không có dấu “, ” ( dấy phẩy )
Khai báo những kiểu biến khác như : int ( kiểu số nguyên ), float, …

Phần 2: Thiết lập (void setup())

Phần này dùng để thiết lập cho chương trình, cần nhớ rõ cấu trúc của nó

void setup()
{
…..
}

Cấu trúc của nó có dấu ngoặc nhọn ở đầu và ở cuối, nếu thiếu phần này khi kiểm tra chương trình thì chương trình sẽ báo lỗi .
Phần này dùng để thiết lập những vận tốc truyền tài liệu, kiểu chân là chân ra hay chân vào. Trong đó :

 Serial.begin(9600);
 Dùng để truyền dữ liệu từ board Arduino lên máy tính

 pinMode(biến, kiểu và hoặc ra)

Ví dụ: pinMode(ChanDO, INPUT);

 Dùng để xác định kiểu chân là đầu vào hay đầu ra

Phần 3: Vòng lặp

Dùng để viết các lệnh trong chương trình để mạch Arduino thực hiện các nhiệm vụ mà chúng ta mong muốn, thường bắt đầu bằng:
void loop()
{
……………….
}

Một số ký hiệu và câu lệnh thường gặp

Ký hiệu, câu lệnh
Ý nghĩa

//
Dấu // dùng để giải thích, khi nội dung giải thích nằm trên 1 dòng, khi kiểm tra chương trình thì phần kiểm tra sẽ bỏ qua phần này, không kiểm tra

/*
….
*/
Ký hiệu này cũng dùng để giải thích, nhưng giải thích dành cho 1 đoạn, tức có thể xuống dòng được

#define biến chân
Define nghĩa là định nghĩa, xác định. Câu lệnh này nhằm gán tên 1 biến vào 1 chân nào đó. Ví dụ #define led 13

digitalWrite(chân, trạng thái);
Dùng để tắt, mở 1 chân ra. Cú pháp của nó là digitalWrite(chân,trạng thái chân);. Ở đây trạng thái chân có thể là HIGH hoặc LOW. Ví dụ: digital(led,HIGH);, hoặc digital(led,LOW);. Chú ý dấu chấm phẩy đằng sau câu lệnh.

analogWrite(chân, giá trị);
Có ý nghĩa dùng để băm xung (PWM), thường dùng để điều khiển tốc độ động cơ, độ sáng led,..

digitalRead(chân);
Read nghĩa là đọc, lệnh này dùng để đọc giá trị digital tại chân muốn đọc

analogRead(chân);
Read nghĩa là đọc, lệnh này dùng để đọc giá trị analog tại chân muốn đọc

delay(thời gian);
Delay nghĩa là chờ, trì hoãn, duy trì. Lệnh này dùng để duy trì trạng thái đang thực hiện chờ một thời gian. Thời gian ở đây được tính bằng mili giây, 1 giây bằng 1 ngàn mili giây.

if()
{
Các câu lệnh}
else (){
Các câu lệnh}
if nghĩa là nếu, sau if là dấu (), bên trong dấu ngoặc là một biểu thứ so sánh. Ví dụ trong bài về cảm biến độ ẩm đất (phần 5) thì: if (giatriAnalog>500) //nếu giá trị đọc được của biến giatriAnalog lớn hơn 500
{
digitalWrite(Led,HIGH); //Ra lệnh cho led sáng
delay(1000);//chờ 1s}
else nghĩa là ngược lại

Serial.print()
In ra màn hình máy tính, lệnh này in không xuống dòng

Serial.println()
In ra màn hình máy tính, in xong xuống dòng, giá trị tiếp theo sẽ được in ở dòng kế tiếp

Mô phỏng Arduino điều khiển Stepper Motor trên Proteus

Trên đây, MESIDAS đã san sẻ cho những bạn những kiến thức và kỹ năng tổng quan nhất về vi điều khiển Arduino. Hy vọng rằng, với những kiến thức và kỹ năng mà MesiDas san sẻ phía trên sẽ giúp ích được cho những bạn trong quy trình khám phá, nghiên cứu và điều tra, học tập và thao tác với vi điều khiển Arduino. Xin cảm ơn !

0
0
votes

Article Rating

Source: https://baoduongdieuhoa24h.com
Category: Điện Tử