Arduino – co jest potrzebne?
Na początek potrzebne jest serce projektu, czyli moduł Arduino UNO R3. W ofertach można znaleźć zestawy startowe Arduino, na przykład kosztujący około 50 złotych Arduino MEGA2560 R3 AVR. Zawiera on wszystko, co niezbędne do uruchomienia – mikrokontroler Atmel ATMega2560, 54 cyfrowych pinów IO (w tym 15 PWM), 16 wejść analogowych, 4 sprzętowe interfejsy UART, kwarc 16MHz, złącze USB, gniazdo zasilania, złącze ICSP oraz przycisk RESET. ATmega2560 posiada 256kB pamięci flash do przechowywania kodu (w tym 8kB zajęte przez bootloader). Dodatkowo posiada 8kB pamięci SRAM i 4kB pamięci EEPROM. Zasilanie może odbywać się przez przewód USB lub zasilacz wtyczkowy (7-12 V), zaś w przypadku urządzeń mobilnych posłużą ku temu baterie. Sam mikrokontroler to oczywiście nie wszystko. Niezbędne jest także nabycie przycisków oraz diod LED w razie potrzeby. Bardziej zaawansowane mechanizmy wymagać mogą serwomechanizmów i silniczków, a także czujników (odległości, światła, itp.).
Środowisko programowania
Do programowania kontrolera niezbędna jest znajomość języka C lub C++. Posłuży do tego Arduino IDE, czyli rozbudowane środowisko programistyczne, które przeznaczone jest do pisania kodu na mikrokontrolery. Działa ono pod Windowsem, Mac OS X oraz dystrybucjami Linuksa. Odpowiednią dla siebie wersję należy pobrać z oficjalnej strony projektu. Oczywiście, aby używać tego środowiska i wprowadzać w nie odpowiednie komendy, niezbędna jest pewna wiedza programistyczna. Znaleźć ją można zarówno na oficjalnej stronie projektu, jak i na stronach poświęconych temu zagadnieniu. Ale warto zauważyć, ze samo środowisko zawiera masę przykładowych programów wraz z komentarzami, na bazie których można nauczyć się tworzenia prostych poleceń i akcji. Warto zacząć od tego typu ćwiczeń i nauczyć się np. jak sterować mruganiem diody LED. Pozwoli to przejść do coraz bardziej złożonych zagadnień, np. mrugania kilku diod w określonej kolejności. Oczywiście stworzone w środowisku na komputerze polecenia należy przesłać do płytki, wykorzystując jedną z komend w programie. Płytka potwierdza otrzymanie informacji przez krótkie migotanie dwóch diod – TX i RX. Oznaczają one wysyłanie i odbieranie danych.
Podłączanie urządzeń zewnętrznych
Płytka Arduino powinna mieć swoje wejście USB, a jeżeli go nie posiada, wówczas należy zaopatrzyć się w konwerter UART-USB. Pozwala to m.in. podpiąć płytkę do komputera, aby przesyłać nim wspomniane dane oraz podpinać dodatkowe urządzenia, które będą sterowane przez Arduino. Jednak w wielu przypadkach potrzeba innego rodzaju połączenia. Na przykład, gdy chcemy stworzyć mechanizm pomiarowy, wypada podpiąć do niego analogowy wskaźnik. Przy budowie prostego czujnika światła potrzebne będą rezystor i fotorezystor, które łączy się z dzielnikiem napięcia. W przypadku wyświetlaczy tekstowych LCD pracę z mikrokontrolerem ułatwia fakt, że są one wyposażone we własne sterowniki. Najczęściej podpina się je za pomocą wtyczki mającej 16 pinów (3 zasilają układ, 11 służy do sterowania, 2 do podświetlania). Potrzebna jest także płytka stykowa i potencjometr, który występuje w roli dzielnika napięcia. To, jakie konkretnie będą potrzebne elementy, zależy tylko i wyłącznie od projektu, jaki ma się zamiar wykonać.
Jak się przygotować do tego wszystkiego?
Trudno się spodziewać, abyśmy zaraz po zakupie zestawu startowego byli gotowi do projektowania skomplikowanych mechanizmów i maszyn. Naukę budowy robotów i innych urządzeń za pomocą Arduino należy zacząć od prostych rzeczy, aczkolwiek w każdym przypadku sercem procesu jest program. Dlatego warto zapoznać się ze wspomnianymi przykładami, znajdującymi w środowisku i na ich bazie próbować tworzyć swoje komendy oraz programy. Dobrze też sprawdzić w sieci kursy online dotyczące budowania Arudino, a także obejrzeć wideo poradniki, pokazujące wszystko krok po kroku. Stanowią one nieocenione źródło wiedzy dla każdego początkującego, pozwalają także na uniknięcie najczęściej popełnianych błędów.
Arduino to otwarta platforma dla mikrokontrolerów, przygotowana z myślą o majsterkowiczach oraz amatorach projektujących roboty. Dzięki temu każdy może zostać twórcą diod LED wyświetlających informacje, prostych robotów mobilnych czy nawet zabawek. Oczywiście trzeba wiedzieć, od czego zacząć i jak przygotować się do działania. Oto pierwsze kroki, które należy wykonać.