Какво представлява Arduino UNO?

Ардуино е платформа с отворен код, която се използва за създаване на различни проекти, свързани с електроника. Ардуино се състои както от физическа, програмируема платка (наричана „микроконтролер“), така и от софтуерна част, която вие пускате на своя компютър. От там вие пишете своя код, който качвате след това на самата платка (микроконтролера).

Платформата Ардуино се превърна в доста популярна сред хора, които правят своите първи стъпки в електрониката, при това не без причина. За разлика от предхождащите я програмируеми платки, платката на Ардуино не се нуждае от допълнителен хардуер за да зарежда нов код в платката – вие просто използвате най-обикновен USB кабел. Самото Ардуино IDE (integrated development environment – софтуерната среда, в която вие пишете своя код) предлага опростена версия на С++, което прави програмирането доста лесно и бързоусвоимо.

Освен всичко това Ардуино предлага различни видове платки(микроконтролери), в зависимост от функциите, от които имате нужда. Такъв е микроконтролерът Uno – един от най-популярните представители в Ардуино фамилията и отличен избор за отправна точка в програмирането с Ардуино. Нека го разгледаме по-подробно. За целта публикуваме снимка на Arduino платка Uno, върху която с цифри сме обозначили ключовите елементи, обяснени по-долу:

Power (USB / Barrel Jack)

Всяка платка Ардуино има нужда да се свърже с източник на ток. В случая с UNO, това става или чрез USB кабел, като платката се захранва дори при връзка с вашия компютър, или директно от електропреносната мрежа, но с адаптер и кръгъл накрайник. На снимката USB порта е обозначен с 1, а другия вход – с 2. Никога не използвайте ток с напрежение над 20 волта, в противен случай вие рискувате да пренатоварите (и съответно – да унищожите) своята платка Ардуино. Препоръчителното напрежение за повечето модели Ардуино е между 6 и 12 волта.

Другата роля на USB порта, разбира се е да качите своя код в Arduino платката.

Щифтове (5V, 3.3V, GND, Analog, Digital, PWM, AREF)

Щифтовете на вашата Arduino платка са местата, където вие свързвате кабелите, за да създадете верига. Те обикновено имат черни накрайници, чрез които вие с лекота включвате кабела към платката. Arduino платката има няколко различни типа от щифтове, всеки от които е обозначен на самата платка и може да се използва за различни функции. Ето кои са те:

• GND (3): Съкратено от „Ground” или преведено „Заземяване“. Всяка Arduino платка има няколко GND щифта, всеки от които може да се използва, за да заземите своята верига.
• 5V (4) & 3.3V (5): Както може би се досещате щифтът 5V осигурява 5 волта напрежение, а 3.3V – 3.3 волта. И двата типа напрежение биха били предостатъчни за допълнителните компоненти, от които (евентуално) бихте имали нужда към вашата Ардуино платка.
• Аналог (6): Зоната със щифтове, сложена под етикета „Analog In“ (при UNO – A0 до A5) са щифтове за аналогов вход. Чрез тях вие можете да свържете различни аналогови сензори (като температурни сензори) и да преобразувате входящия сигнал в дигитална стойност, която ние можем да прочетем.
• Дигитален (7): От другия край, срещу аналоговите щифтове, се намират дигиталните щифтове (номерирани от 0 до 13). Тези щифтове служат както за дигитален вход (входящ сигнал от натиснат бутон), така и за дигитален изход (като захранване на LED или други подобни).
• PWM (8): Ако погледнете отново картинката, ще забележите, че някои от дигиталните щифтове имат знака „~“ пред номера си (3, 5, 6, 9, 10 и 11 на UNO платката). Тези щифтове работят също както нормалните (необозначени) дигитални щифтове, но освен това те могат да се използват за нещо, наречено модулация на мощността (Pulse-Width Modulation).
• AREF (9): Означава „Аналогова връзка“. Малко вероятно е този щифт да ви потрябва, но все пак такава вероятност съществува. Той служи за да настроите външна връзка на напрежението, като и зададете лимит до 5 волта за аналоговите щифтове.

Бутон за рестарт

Също като старите конзоли „Нинтендо“ и Ардуино предлага бутон за рестарт(10). Натискайки го вие временно ще свържете рестартиращия щифт със заземяването и по този начин ще рестартирате всеки код, зареден в самата платка. За разлика от оригиналното Нинтендо обаче, ако тук нещата не сработят с рестарт, то духането по платката няма да ви помогне.

LED индикатор за мощността

Точно под думата “UNO” и малко в дясно от нея върху вашата платка, има малък светодиод (LED) (11). Този светодиод би трябвало да свети, когато вашата платка е включена към захранването. Ако платката ви е включена и светодиода не свети, то вероятността нещо да не е наред е голяма. Време е да проверите цялата си верига отново!

TX/RX Светодиоди

TX е съкратено от „transmit“, а RX – от „receive“. Тези обозначения се използват в електрониката, за да обозначат щифтовете, които отговарят за серийната комуникация. В нашия случай – има две места върху платката UNO, където TX и RX се намират – веднъж при щифтове 0 и 1 за дигиталния вход/изход и още веднъж до съответния светодиод за TX или RX (12). Тези светодиоди предоставят визуална информация за това, дали Ардуино получава или предава данни (като например когато зареждаме нова програма на платката).

Главна интегрална схема

Черното нещо с множеството метални „крачета“ е интегралната схема (13). Това е „мозъкът“ на вашата Ардуино платка. В зависимост от вида Arduino платка, който ползвате тя може да е различна, но предимно са от ATmega интегралните схеми, произвеждани от компанията ATMEL. Тази информация е от значение, тъй като може да ви се наложи да знаете типът на интегралната схема, с която разполагате (заедно с типа на вашата платка) преди да заредите нова програма от Ардуино софтуера. Тази информация обикновено можете да откриете изписана върху самата интегрална схема, на платката, но ако искате да се запознаете в детайли със схемата – тогава най-добре отделете време и се запознайте с документацията, която съпътства вашата Ардуино платка.

Регулатор на напрежението

Регулатора на напрежението (14) не е нещо, с което вие ще можете (или трябва) да взаимодействате при работа с вашата платка. Но може да ви е от полза да знаете каква е неговата функция. Регулатора на напрежението прави точно това, което името му казва – той регулира напрежението, което влиза в платката. Възприемайте го като пазител на портата към вашата платка – в случай, че входящото напрежение надвишава допустимите стойности, регулатора ще отклони излишното количество. Разбира се, регулатора има своите лимити, затова не прекалявайте и не експериментирайте с ток над 20 волта.

Това са най-основните неща, които има една платка Arduino UNO. Ако искате да се запознаете с нея в по-големи детайли, а също така и да придобиете умения в създаването на различни проекти с Arduino UNO, не губете време, а запишете курса "Роботика с Arduino - юни 2018". Очакваме ви!