Arduino (platforma)

Arduino

logo
Zrzut ekranu Arduino IDE w wersji 1.0.1
Zrzut ekranu Arduino IDE (wersja 1.6.0)
Podstawowe dane

deweloper Arduino
system operacyjny Windows , Linux , macOS
język programowania Asembler C i C++ oraz AVR (IDE: Java)
Kategoria Bezpłatny sprzęt
Licencja LGPL / GPL ( darmowe oprogramowanie )
www.arduino.cc

Arduino jest jedną z istniejących programowo i sprzętowo fizycznych platform obliczeniowych . Oba komponenty są open source . Sprzęt składa się z prostej płytki I/O z mikrokontrolerem oraz analogowymi i cyfrowymi wejściami i wyjściami. Środowisko programistyczne opiera się na przetwarzaniu i ma na celu ułatwienie dostępu do programowania i mikrokontrolerów nawet osobom mniej doświadczonym technicznie. Samo programowanie odbywa się w języku programowania podobnym do C lub C++ , przy czym szczegóły techniczne, takie jak pliki nagłówkowe, są w dużej mierze ukryte przed użytkownikiem, a rozbudowane biblioteki i przykłady upraszczają programowanie. Arduino może służyć do sterowania samodzielnymi obiektami interaktywnymi lub do interakcji z aplikacjami na komputerach (np. Adobe Flash , Processing, Max/MSP , Pure Data , SuperCollider , różne języki skryptowe , terminal , vvvv itp.). Arduino jest również używane w szkołach artystycznych, na przykład do tworzenia interaktywnych instalacji.

Projekt Arduino otrzymał wyróżnienie w kategorii Społeczności Cyfrowe na konkursie Prix ​​Ars Electronica 2006 .

fabuła

Opierając się na płycie opracowanej przez Hernando Barragana, Wiring , który był oparty na ATmega168, Massimo Banzi i David Cuartielles opracowali pierwsze Arduino oparte na tańszym ATmega8 w 2005 roku. Nazwa „Arduino” została zaczerpnięta z baru w Ivrea , gdzie spotykali się niektórzy założyciele projektu (sam bar został nazwany na cześć Arduina von Ivrea , który był również królem Włoch od 1002 do 1014 ). David Mellis rozszerzył dykcję opartą na C/C++, która również była oparta na pracy Barragana. Schemat obwodu został opublikowany w sieci i umieszczony na licencji Creative Commons . Pierwsza edycja planszy liczyła 200 sztuk, z czego 50 trafiło do szkoły. Do 2008 roku sprzedano około 50 000 płyt.

Spory dotyczące marki Arduino

Od stycznia 2015 r. do końca sierpnia 2016 r. grupa założycielska platformy Arduino (Arduino LLC) oraz producenci oficjalnych płytek Arduino (Arduino Srl) toczyli spór prawny o własność znaku towarowego Arduino. W związku z tym Arduino Srl zarejestrował markę Arduino dla Nice Classes 9 i 42, podczas gdy Arduino LLC zarejestrował markę w USA tylko dla Nice Class 9. Nie było teraz jasne, czy te równoległe rejestracje znaków towarowych były zgodne z prawem i do kogo należy teraz marka Arduino.

W marcu 2015 roku założyciel Arduino Massimo Banzi poinformował, że producent płytek Arduino Arduino Srl od roku nie płacił firmie Arduino LLC żadnych opłat licencyjnych, co jednak wcześniej uzasadniało stosunkowo wysokie ceny płytek Arduino.

Czasami istniały dwie strony Arduino: arduino.org, zarządzane przez Arduino Srl, oraz arduino.cc, założone przez Arduino LLC. Od czasu sporu prawnego na tych stronach internetowych oferowane są różne warianty Arduino IDE z różnymi informacjami o wersji. Nie były one w pełni kompatybilne ze sprzętem innej firmy. W wersji 1.8 oba warianty zostały ponownie połączone. Od tego czasu ponownie pojawiła się oficjalna wersja, która obsługuje zarządy obu firm.

Stworzenie marki Genuino

Oryginalne logo

Podczas wydarzenia zorganizowanego przez amerykański magazyn Make w San Mateo w Kalifornii 16 maja 2015 r. Massimo Banzi zaprezentował nową nazwę marki dla projektu Arduino: „Genuino”. Ta nowa nazwa marki ma być używana tam, gdzie prawa do znaku towarowego rzeczywistej marki Arduino są niejasne. Zapowiedział też, że w przyszłości deski będą produkowane przez kilku producentów, a nie jak dotychczas tylko jednego. Banzi nazwał firmę Adafruit Industries pierwszym oficjalnym producentem. Założyciel firmy Adafruit Industries Limor Fried potwierdził współpracę. To czyni Arduino LLC niezależnym od faktycznego producenta płytek Arduino Arduino Srl

W czerwcu 2015 Banzi w Shenzhen ogłosiło współpracę z producentem Seeedstudio , który ma produkować płytki mikrokontrolerów pod nowo powstałą marką „Genuino”. Deski produkowane przez Seeedstudio przeznaczone są na rynek azjatycki, w szczególności rynek chiński.

Na targach Maker Faire w Rzymie w październiku 2015 roku po raz pierwszy sprzedano płytki Genuino z produkcji europejskiej. Wyprodukowały je firmy Watterott electronic z Niemiec i AXEL Elettronica z Włoch.

Marka Genuino ma być teraz używana dla tych płytek mikrokontrolerów sprzedawanych poza Stanami Zjednoczonymi . Z wyjątkiem nowej marki sprzedawane płytki nie powinny różnić się od poprzednich płyt Arduino. Najwyraźniej sytuacja prawna dotycząca praw do znaku towarowego Arduino jest jasna tylko w Stanach Zjednoczonych.

Na targach World Maker Faire 2016 w Nowym Jorku firmy Arduino Srl i Arduino LLC zgodziły się rozstrzygnąć spory, a wszystkie produkty mają być sprzedawane wyłącznie za pośrednictwem nowo utworzonego komercyjnego Holdingu Arduino . Ponadto ma zostać założona fundacja non-profit Arduino Foundation , która jako organizacja non-profit napędza dalszy rozwój oprogramowania open source Arduino Desktop IDE. Dlatego pod koniec 2016 roku Arduino Srl i Arduino LLC połączyły się w Arduino AG. Jednak to samo zostało kupione po zarzutach oszustwa przeciwko dyrektorowi zarządzającemu i głównemu udziałowcowi Federico Musto przez BCMI założone przez założycieli projektu Arduino.

sprzęt komputerowy

Arduino UNO R3 - wersja SMD z interfejsem USB i mikrokontrolerem ATmega328

Sprzęt typowej płytki Arduino oparty jest na mikrokontrolerze Atmel AVR z serii megaAVR, takim jak ATmega328. Są od tego odstępstwa między innymi z płytkami Arduino Arduino Due ( 32-bitowy procesor Arm Cortex-M3 typu Atmel SAM3X8E), Yún, Tre, Gemma i Zero, gdzie zastosowano inne mikrokontrolery firmy Atmel. Kolejną specjalnością są płytki Arduino Yún i Tre, które oprócz mikrokontrolera mają mocniejszy mikroprocesor. Wszystkie płytki są zasilane przez USB (5 V) lub zewnętrzne źródło napięcia (7–12 V) i mają 16 MHz oscylator kwarcowy . Istnieją również warianty z napięciem zasilania 3,3 V oraz warianty z innym cyklem. Szereg innych mikrokontrolerów, takich jak ESP8266 , ESP32 , STM32 lub MSP430, można również zaprogramować za pośrednictwem Arduino IDE za pomocą rozszerzeń .

Wersja przemysłowa kompatybilna z Arduino do montażu na szynie typu top-hat

W międzyczasie dostępny jest również sprzęt kompatybilny z Arduino innych producentów w wersjach przemysłowych z montażem na szynie DIN i napięciem 24 V. Mogą one przejąć niektóre zadania ze sterownika PLC .

Koncepcyjnie wszystkie karty są programowane przez interfejs szeregowy po aktywacji resetowania. Mikrokontroler jest wstępnie zaprogramowany bootloaderem , co oznacza, że programowanie może odbywać się bezpośrednio przez interfejs szeregowy bez zewnętrznego programatora . W starszych płytach używano do tego interfejsu RS-232 , a w nowszych wersjach konwersja z USB na szeregowy odbywa się za pomocą specjalnie opracowanego konwertera USB-szeregowego opartego na ATmega8u2. Zostało to wcześniej zaimplementowane za pomocą popularnego komponentu FT232RL firmy FTDI . Wersja Arduino Leonardo wykorzystuje ATmega32u4 jako procesor, który zapewnia natywną obsługę USB i dlatego może być również używany jako klawiatura lub mysz na komputerze PC.

Wszystkie płytki Arduino, z wyjątkiem Arduino Esplora, posiadają cyfrowe piny wejścia i wyjścia (w skrócie: piny I/O ) mikrokontrolera do zastosowania w układach elektronicznych. Często zdarza się, że niektóre z nich mogą wysyłać sygnały PWM . Dodatkowo użytkownik ma do dyspozycji kilka wejść analogowych. Do rozbudowy oferowane są wstępnie zmontowane lub częściowo niezmontowane płytki - tzw. „shieldy”, które można wpiąć na płytkę Arduino. Ale może też z. B. płytki stykowe mogą być wykorzystane do budowy obwodów.

oprogramowanie

Arduino wprowadza własne zintegrowane środowisko programistyczne (IDE) oparte na Wiring IDE . Jest to aplikacja Java dostępna bezpłatnie dla popularnych platform Windows, Linux i macOS. Opiera się na IDE firmy Processing , środowisku programistycznym specjalizującym się w grafice, symulacji i animacji. Arduino IDE jest dostarczane z edytorem kodu i integruje gcc jako kompilator . Ponadto zintegrowana jest biblioteka avr-gcc i inne biblioteki Arduino, co znacznie upraszcza programowanie w C i C++ .

Dla w pełni funkcjonalnego programu wystarczy zdefiniować dwie funkcje:

  • setup()- wywoływane jednorazowo na początku programu (albo po przeniesieniu go na tablicę, albo po naciśnięciu przycisku reset) do np. B. zdefiniować piny jako wejście lub wyjście.
  • loop() - jest powtarzany w kółko tak długo, jak włączona jest płytka Arduino.

Oto przykład programu (w dykcji Arduino : Sketch ), który powoduje miganie diody LED podłączonej do płytki Arduino: 

int ledPin = 13;               // Die LED ist an Pin 13 angeschlossen, was in der Integer-Variable ledPin gespeichert wird.
                               // Bei vielen Boards ist auf der Platine eine LED integriert, welche sich über diesen Pin 13 ansteuern lässt.

void setup() {
  pinMode(ledPin, OUTPUT);     // legt den LED-Pin als Ausgang fest
}

void loop() {
  digitalWrite(ledPin, HIGH);  // LED anschalten
  delay(1000);                 // 1000 Millisekunden warten
  digitalWrite(ledPin, LOW);   // LED ausschalten
  delay(1000);                 // weitere 1000 Millisekunden warten
}

Dzięki S4A ( Scratch for Arduino) i mblock (oparte na scratch) dostępne są modyfikacje scratch, które zapewniają darmowy wizualny język programowania ze środowiskiem programistycznym dla mikrokontrolera Arduino.

Dzięki Arduino Create Arduino oferuje również internetowe rozwiązanie do programowania w przeglądarce. Napisane skecze są przechowywane online w chmurze. Komunikacja między przeglądarką a płytą Arduino jest możliwa dzięki wtyczkom dla odpowiedniego systemu operacyjnego. Płyty Arduino mogą być adresowane przez USB i połączenie sieciowe. Korzystanie z Arduino Create wymaga bezpłatnej rejestracji w tej usłudze. Platforma jest obsługiwana przez Amazon Web Services .

Galeria

  • Różne płytki Arduino

  • Arduino Diecimila

  • Arduino Duemilanove (wersja 2009b)

  • Arduino UNO

  • Oryginalne UNO

  • Arduino Leonardo

  • Arduino MEGA 2560 R3 (przód)

  • Arduino MEGA 2560 R3 (tył)

  • Arduino Nano

  • Arduino Due

  • LilyPad Arduino (wersja 2007)

  • Robot Arduino

  • Arduino Esplora

  • Arduino

  • Ethernet Arduino

Podobne urządzenia

Zobacz też

literatura

  • Erik Bartmann: Odkryj elektroniczny świat z Arduino. Trzecie, całkowicie zmienione nowe wydanie. Bombini-Verlag, Bonn 2017, ISBN 978-3-946496-00-7
  • Erik Bartmann: Odkryj elektroniczny świat z Arduino . Mierz, kontroluj i baw się z Arduino, łatwo zrozum elektronikę, naucz się kreatywnie programować. O'Reilly, Kolonia 2011, ISBN 978-3-89721-319-7 (obejmuje Arduino 1.0). Nie dostępny.
  • Thomas Brühlmann: Arduino: wprowadzenie praktyczne . mitp, Heidelberg 2012, ISBN 978-3-8266-9116-4 .
  • Kimmo Karvinen, Tero Karvinen, Ville Valtokari: Czujniki - mierz i eksperymentuj z Arduino i Raspberry Pi . dpunkt, Heidelberg 2014, ISBN 978-3-86490-160-7 .
  • Michael Margolis: Książka kucharska Arduino . O'Reilly, Kolonia 2012, ISBN 978-3-86899-353-0 .
  • Simon Monk: 30 projektów Arduino DIY , Franzis, Haar 2012, ISBN 978-3-645-65136-3 .
  • Manuel Odendahl, Julian Finn, Alex Wenger: Arduino - obliczenia fizyczne dla hobbystów, projektantów i geeków . O'Reilly, Kolonia 2009, ISBN 978-3-89721-893-2 .
  • Mike Riley: Podstawy O'Reillys: Inteligentny dom - automatyka domowa z Arduino, Androidem i PC . O'Reilly, Kolonia 2012, ISBN 978-3-86899-363-9 .
  • Maik Schmidt: Arduino Szybkie wprowadzenie do rozwoju mikrokontrolerów . Wydanie II. dpunkt, Heidelberg 2015, ISBN 978-3-86490-126-3 .
  • Danny Schreiter: Kompendium Arduino: Elektronika, Programowanie i Projekty . BMU Verlag, Landshut 2019, ISBN 978-3-96645-038-6 .
  • Ulli Sommer: Arduino: Programowanie mikrokontrolerów z Arduino, Freeduino . Franzis, Poing 2010, ISBN 978-3-645-65034-2 .
  • Günter Spanner: Arduino: projekty obwodów dla profesjonalistów . Elektor, Akwizgran 2012, ISBN 978-3-89576-257-4 .
  • Harold Timmis: Arduino w praktyce . Franzis, Haar 2012, ISBN 978-3-645-65132-5 .
  • Dale Wheat: Wewnętrzne elementy Arduino . Apress, Nowy Jork NY 2011, ISBN 978-1-4302-3882-9 (angielski).

linki internetowe

Commons : Arduino  - kolekcja zdjęć, filmów i plików audio

Indywidualne dowody

  1. ^ Archiwum Ars Electronica. Źródło 27 marca 2015 .
  2. ↑ David Kushner: Tworzenie Arduino. W: Widmo IEEE. Źródło 5 stycznia 2021 .
  3. ↑ Hernando Barragán: Prawdziwie prawdziwa historia Arduino. 2016, dostęp 5 stycznia 2021 (autoilustracja Hernando Barragán).
  4. ↑ David Kushner: Tworzenie Arduino. 26 października 2011, dostęp 29 kwietnia 2019 .
  5. ^ Clive Thompson: Zbuduj. Podziel się. Zysk. Czy sprzęt open source może działać? Magazyn Wired, 16 listopada, 20 października 2008
  6. ↑ Alexander Merz: spór o imię wśród hobbystów rozwiązany pokojowo. W: golem.de . Klaß & Ihlenfeld Verlag, 1 października 2015, dostęp 24 grudnia 2016 .
  7. ↑ Alexander Merz: Wojna Róż: Arduino pozwał Arduino. W: golem.de . Klaß & Ihlenfeld Verlag, 16 lutego 2015, dostęp 5 kwietnia 2015 .
  8. ↑ Massimo Banzi: Walka o Arduino. W: makezine.com. Maker Media, 19 marca 2015, dostęp 13 stycznia 2017 .
  9. ↑ Alexander Merz: Arduino kontra Arduino: Bitwa o Arduino IDE. W: golem.de . Klaß & Ihlenfeld Verlag, 4 kwietnia 2015, dostęp 5 kwietnia 2015 .
  10. ↑ Alexander Merz: Arduino IDE: Wersja 1.8 kończy dezorientację użytkowników. W: golem.de . Klaß & Ihlenfeld Verlag, 24 grudnia 2016, dostęp 11 marca 2017 .
  11. ^ A b Mike Senese: Arduino ogłasza nową markę, Genuino, współpracę produkcyjną z firmą Adafruit. W: makezine.com. Maker Media, 16 maja 2015, dostęp 13 stycznia 2017 .
  12. ↑ a b Alexander Merz: Arduino jest teraz również nazywane Genuino. W: golem.de . Klaß & Ihlenfeld Verlag, 17 maja 2015, dostęp 18 maja 2015 .
  13. ^ Adafruit produkuje Arduino dla Arduino.cc w Nowym Jorku, Nowy Jork, USA. Adafruit Industries, 16 maja 2015, dostęp 18 maja 2015 .
  14. ↑ Zoe Romano: OGŁOSZENIE WSPÓŁPRACY PRODUKCYJNEJ Z Adafruit. Arduino LLC, 16 maja 2015, dostęp 13 stycznia 2017 .
  15. ↑ Zoe Romano: ARDUINO I SEEEDSTUDIO OGŁASZAJĄ WSPÓŁPRACĘ W SHENZHEN. Arduino LLC, 20 czerwca 2015, dostęp 27 czerwca 2015 .
  16. ↑ Alexander Merz: Oficjalne Arduino teraz także z Niemiec i Włoch. W: golem.de . Klaß & Ihlenfeld Verlag, 18 października 2015, dostęp 31 października 2015 .
  17. ↑ Prawdziwa marka. Arduino LLC, dostęp 27 czerwca 2015 .
  18. ↑ Alexander Merz: Pierwszy kalkulator rękodzieła z logo Genuino. W: golem.de . Klaß & Ihlenfeld Verlag, 21 czerwca 2015, dostęp 27 czerwca 2015 .
  19. ↑ Alexander Merz: Oficjalne Arduino teraz także z Niemiec i Włoch. W: golem.de . Klaß & Ihlenfeld Verlag, 18 października 2015, dostęp 10 kwietnia 2016 .
  20. ↑ Arduino Blog - Dwa Arduino stają się jednym. Pobrano 4 października 2016 .
  21. ↑ Helga Hansen: Pojednanie: Arduino.org i Arduino.cc ponownie współpracują. W: Marka: w Heise online . Pobrano 4 października 2016 .
  22. ↑ Helga Hansen: Cofnij: Arduino jest teraz własnością BCMI. W: Marka: w Heise online . Źródło 23 sierpnia 2017 .
  23. ↑ S4A - Scratch dla Arduino ( Memento z 8 stycznia 2015 w Internet Archive ) - (Scratch na dachu). Źródło 30 lipca 2015.
  24. ↑ Peter Eisner: wypróbowany edytor sieciowy Arduino. W: heise.de . 4 lipca 2016, dostęp 11 kwietnia 2018 .
  25. ↑ Jeff Bar: Edytor sieciowy Arduino i platforma w chmurze — obsługiwane przez AWS | Usługi internetowe Amazon. 20 maja 2016, dostęp 11 kwietnia 2018 .