1. diel - Zoznámenie s Arduino

Pár slov úvodom ...

Vitajte v novej sérii, v ktorej by som vás rád oboznámil s Arduino, naučil vás v ňom programovať a priblížil vám jeho možnosti, ktoré sú skoro neobmedzené. Mojím cieľom je naučiť vás používať čo možno najviac periférií k Arduino. Pre pochopenie nasledujúceho seriálu predpokladám, že máte aspoň základné znalosti programovania. Ak nie, odporúčam vám pozrieť sa na diely 11 a 12:
Arduino - Jazyk
Arduino - Jazyk 2

A pamätá, že ak vám niečo nepôjde, vždy môžete skúsiť požiadať o radu na tunajšom fórum o elektrotechnike.

Čo je vlastne Arduino?

Arduino je open-source platforma, založená na mikroprocesora ATmega, určená pre návrh technologických hračiek a podobných vecí. Vďaka open-source sa môžete stretnúť s množstvom lacných čínskych klonov, napr. Funduino, Femtoduino, FreeDuino a ďalších. Všetko má ale rovnaký základ, len sú niektoré dosky inak stavané a nemusí na ne pasovať všetky Shield (rozširujúce moduly).

Aurduino vzniklo pred nejakou dobou v Taliansku ako lacné riešenie pre študentov technológií a rýchlo sa rozšírilo. V Taliansku však stále zostáva, lebo je využívaná tunajšia lacná pracovná sila, aby zostala zachovaná cenová dostupnosť.

Hlavnými vývojári Arduino sú Massimo Banzi, David Cuartielles, Tom Igoe, Gianluca Martino, David Mellis a Nicholas Zambetti. V Taliansku (najčastejšie) sú tiež poriadané vývojárskej konferencie. Ak by vás zaujímali fotografie, tak ich je plná oficiálna FB stránka Arduino.

Ak vám Arduino pripomína Raspberry Pi, tak nie ste ďaleko, ale odlišnosť je pomerne veľká. Kým Raspberry je funkčný počítač, tak Arduino je len návrhárska doska s mikroprocesorom. Zvládne toho veľa, ale Linux na tom jednoducho nepohne, nepozriete sa na itnetwork, jednoducho sa ako počítač použiť nedá (aj keď sa v dielňach Arduino chystá ďalší model, ktorý by bežal na akomsi hybridu Linuxe a existujúcim jazyku, na ktorom Arudino beží. Ten sa už Raspberry podobať bude trochu viac, hoci ani toto Arduino počítač nenahradí, ale ja sa hodlám venovať normálnym modelom).

Čo Arudino vie

Možnosti Arudina sú obmedzené len vašou predstavivosťou (a pri niektorých modeloch počtom pinov ). Doska samotná vám toho veľa neposkytne, ale akonáhle začnete pripájať súčiastky (čo nenájdete v šuplíku, to za pár korún z EBAY), tak využitie rapídne stúpa - ovládanie domu cez internet, zalievanie kvetov počas sucha, alarm s volaním na mobil, ja s tým ovládam obyčajné rolety k oknu ... Vďaka veľkej komunite by možnosti vystačili na niekoľko stránok ... Ale o tom všetkom (ani zďaleka nemáme šancu všetko stihnúť) až v ďalších tutoriáloch.

Modely a SHIELD

Arduino má teraz už 10 modelov (ak prirátame aj robota a ďalšie verzie existujúcich, dostaneme sa momentálne na 21. Všetky môžete nájsť tu: http://store.arduino.cc/category/11), ďalšie sa pripravujú a Shield je ešte viac .

Medzi najznámejšie model patrí Arduino UNO (Rev 3), u nás sa pohybuje okolo 650 Sk. Ďalej tu je Arduino Mega a Mega 2560 (ktoré budem používať v tutoriáloch), obaja cenovo okolo 1000 Sk. Ako už názov napovedá, jedná sa o väčšiu verziu, ktorá má viac pinov, väčšie Flash a väčšie EEPROM (stála pamäť, nevymaže sa po odpojení prúdu). Ďalej sú modely Nano či Lilypad. Lilypad je pomerne neobvyklý, pretože sa jedná a špeciálne dosku pre nosenie na oblečenie. Najznámejší projekt s ňou je blikacie mikina pre cyklistov.

Arduio UNO .<>

Arduino MEGA (Hoci sa to z fotiek nezdá, je väčšia ) .<>

Arduino Lilypad

Na tabuľke nižšie je podrobný prehľad špecifikácií väčšiny aktuálne predávaných dosiek (zdroj: Wikipedia):

Shield by vydali na samostatný článok, možno niekedy v budúcnosti, teraz ale len okrajovo. Ako som už spomenul, ide o rozširujúce moduly, ktoré sa na Arduino iba nasadí.

Arduino UNO s Ethernet SHIELD.

SHIELD existuje celý rad - Ethernet Shield je na obrázku, ďalej treba Wifi Shield, GSM Shield (pre použitie so SIM), Bluetooth Shield, Sensor Shield, Motor Driver Shield a ďalšie. Väčšina SHIELD existuje aj ako moduly, ktoré sa len pripojí pomocou pár kablík, ale väčšinou nemajú také možnosti.

Arduino UNO s Ethernet modulom. Na rozdiel od Shield nemá slot pre SD kartu.

Okrem Shield a modulov existujú aj ďalšie periférie, napríklad senzor pohybu, teplotný snímač, klávesnica, hodinový modul pre čas, bluetooth, slot na SD kartu či LCD display. Mám ich pomerne dosť a chcel by som tu spomenúť všetky.

Kde Arduino zohnať?

Arduino sa dá v Česku celkom ľahko zohnať, zoženiete ho aj u zelené potvorky. Hoci v čase môjho nákupu nebola Alza na stránkach Arduino uvádzaná ako dôveryhodný predajca ( zoznam tu), Arduino som dostal originálny. Na eBay ho zoženiete tiež, len prekročíte hranicu 600 Sk, teda sa už platí nejaké to clo a úspora nie je zas tak veľká. A keď pripočítate možnosť straty tých čínskych balíkov a dobu doručenia, je naozaj lepšie kupovať v Česku, eBay odporúčam skôr na periférie (ak budete potrebovať čokoľvek ohľadom eBay poradiť, tak napíšte správu). K Arduino odporúčam kúpiť tiež nepájivé kontaktné pole (na eBay hľadajte "breadboard"), vďaka ktorému možno všetko ľahko prepájať, ako už názov napovedá, bez spájkovanie. Ako vodiče postačí aj kusy drôtu, po nejakej dobe som ale zakúpil prepojovacie vodiče upravené na tieto účely (na eBay "Arduino jumper wires").

Ako sa s Arduino zaobchádza?

Arduino je programované cez sériový port, ale teraz sú už dosky väčšinou s prevodníkom na USB, takže možno dosku pripojiť klasickým káblom. Naopak pripojenie k sériovému portu je dnes problém. U niektorých dosiek prevodník nie je, ale to je preto, že sa tam nevojde a tak chýba aj konektor a ten je s prevodníkom potom na zvláštnu doske, ktorá sa pripájajte cez piny. K programovaniu Arduino bohato vystačí základné IDE od výrobcu, ktoré zvládne všetko čo potrebujeme, vrátane pridávanie knižníc, ktoré nám umožnia ďalšie funkcie dosky. Programovací jazyk je odvodený z Wiring a je pomerne jednoduché ho pochopiť, ale toto všetko podrobnejšie až nabudúce.

Takže, to by bolo pre dnešné diel všetko a nabudúce opustíme teóriu a naprogramujeme si prvý program do Arduino.