Arduino on populaarne avatud lähtekoodiga elektroonikaplatvorm, mis ühendab endas riistvara (mikrokontrolleriplaadid) ja tarkvara (programmeermiskeskkond). Selle eesmärk on võimaldada kasutajatel lihtsalt ja soodsalt luua erinevaid elektroonikaseadmeid, kasutades andureid, mootoreid, valgusteid ja muid seadmeid.
Arduino sobib nii algajatele kui ka edasijõudnutele, aidates mõista ja rakendada elektroonika ning programmeerimise aluseid praktilisel viisil.
Arduino projekt sai alguse 2005. aastal Itaalias, Ivrea linnas, Interaction Design Institute Ivrea koolis. Selle lõid Massimo Banzi, David Cuartielles, Tom Igoe, Gianluca Martino ja David Mellis. Esialgne eesmärk oli pakkuda lihtsat ja taskukohast tööriista disaini- ja tehnoloogiaõpilastele, et nad saaksid hõlpsasti luua interaktiivseid projekte.
Nimi „Arduino” pärineb baarist „Arduin of Ivrea”, kus projekti loojad sageli kohtusid. See baar omakorda sai nime ajaloolise Itaalia kuninga Arduinuse järgi, kes valitses aastatel 1002–1014.
Arduino põhineb Wiring-nimelisel projektiplatvormil, mille töötas välja Hernando Barragán 2003. aastal oma magistritööna. Wiring hõlmas programmeerimiskeelt, IDE-t ja mikrokontrolleriplaati. Selle edasiarendusena sündiski Arduino, kasutades soodsamat ATmega8 kiipi.
Tänaseks on Arduino platvorm levinud üle maailma ning 2022. aastal ületas selle aastane käive 237 miljonit USA dollarit, suuresti tänu veebimüügile ja suurele kasutajaskonnale.
Arduino on mikrokontrolleriplaat, mida saab programmeerida teatud ülesannete täitmiseks. Tüüpiline Arduino projekt järgib järgmist loogikat:
Arduino on plug-and-play: ühendad USB kaudu arvutiga, kirjutad programmi, laadid selle plaadile ja näed, kuidas see tööle hakkab.
Arduinot programmeeritakse spetsiaalse tarkvaraga, mida nimetatakse Arduino IDE. See võimaldab kirjutada koodi (tuntud kui sketch) ja laadida selle USB-kaabli kaudu Arduino plaadile.
Arduino kasutab lihtsat C/C++ põhist programmeerimiskeelt ning koosneb kahest põhifunktsioonist:
setup() – siin tehakse algseadistused, mis käivitatakse korra seadme sisselülitamisel.loop() – see funktsioon töötab lõputus tsüklis ja täidab seadme põhiloogika.Näide lihtsast koodist, mis vilgutab LEDi:
void setup() { pinMode(13, OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(13, HIGH); delay(1000); digitalWrite(13, LOW); delay(1000); }
Arduino sobib erinevateks praktilisteks ja õppimiseks mõeldud projektideks:
Arduino on aastate jooksul arenenud ning loodud on palju erinevaid plaate, sealhulgas:
Sõna vooluring võib kõlada keeruliselt, aga mõtle sellele nagu autode ringrajale. Ringrada algab ja lõpeb samas kohas ning autod liiguvad mööda kindlat teed — see ongi ring.
Samamoodi liigub elektrivool vooluringis mööda teatud trajektoori. Elektronid liiguvad vooluallikast (nt patarei) läbi erinevate komponentide ja jõuavad lõpuks tagasi vooluallika teise otsa. Ainult siis, kui see ring on suletud, saab vool liikuda ja seadmed (nt LED-tuluke) töötada.
Mõtle kodus olevatele lülititele. Kui tahad tuld põlema panna, pead vajutama lülitit — see sulgeb või katkestab vooluringi.
Arduino teeb sama asja, ainult et tema saab juhtida elektroonikaseadmeid ise, ilma et inimene peaks lülitit vajutama. Selleks peab Arduino ise olema osa vooluringist.
Vooluringi kaudu saab Arduino:
Kui sa suudad ühendada Arduino mõne seadmega ja sul on korralik vooluring, saab Arduino seda kontrollida nii elektri kui programmikoodi abil.
Vooluring koosneb kahest olulisest osast:
Tinkercad Circuits on Autodesk’i loodud tasuta veebirakendus, mis võimaldab elektroonikaprojekte simuleerida ilma füüsilisi komponente vajamata. See on ideaalne tööriist neile, kes soovivad õppida elektroonikat ja programmeerimist, eriti Arduino Uno platvormi kasutades.
Keskkond töötab veebis, vajamata spetsiaalset tarkvara, ja sobib suurepäraselt nii klassiruumi kui koduõppe konteksti. Lisaks pakub Tinkercad rikkalikku komponentide valikut, visuaalset ühenduste loomise võimalust ning interaktiivset koodiredaktorit koos simulatsioonivõimekusega.
Tinkercadi kasutamiseks tuleb esmalt sisse logida. Pärast seda avaneb töölaud, kust saab valida vooluringide vaate (Circuits). Uue projekti alustamiseks klõpsatakse nupule Create > Circuits.
Tööala koosneb kahest osast: vasakul on skeemilaua lõuend ning paremal komponentide paneel. Komponente saab lohistada, ühendada juhtmetega ja seadistada.
Kui skeem koos, vajuta Start Simulation
Lisaks üksikosadele pakub Tinkercad ka eelvalmistatud näiteid ehk „Starters“, mis jagunevad näiteks järgmistesse kategooriatesse:
Starteritega saab alustada kiirelt ja lihtsalt, muutes ning kohandades olemasolevaid projekte enda õpieesmärkidele vastavaks.
Töökeskkond võimaldab ka:
Arduino Uno on üks populaarsemaid mikrokontrollereid hariduses. Tavaliselt tähendab selle kasutuselevõtt eraldi riistvara ühendamist, Arduino IDE installi ja portide seadistamist. Tinkercadis saab kõik selle läbi viia virtuaalselt ja märksa kiiremini.
Arduino Uno lohistatakse skeemile komponentide paneelist, sellele saab ühendada näiteks LED-i, takisteid või mootoreid ning seejärel avada koodiredaktori. Koodi saab kirjutada kolmel viisil:
Tinkercad loob automaatselt ühenduse plokikoodi ja tekstipõhise koodi vahel, mis aitab õppijatel mõista programmeerimise loogikat ja ülesehitust.
Samuti on olemas valik sisseehitatud raamatukogusid, mida saab kasutada lisafunktsioonide lisamiseks, näiteks:
Kui mõni koodijupp sisaldab viga, kuvatakse see kohe redaktoris koos selgitusega. Lisaks saab kasutada pausikohti (breakpoints), et simulatsiooni ajal näha muutujate väärtusi ja leida vigu loogikas.
Hakkame pihta väga lihtsa projektiga: LED-lambike patareiga. Kui LED süttib, siis tead, et vooluring töötab!
Selleks vajad:
LED’e tuleb erinevates värvides, kujul ja suurustes. LED’e leiad indikaatoritena erinevates tehnikaseadmetes, pultides infrapunasaatjana, valgusfoorides, LED ekraanidel, autolampides jne. LED eeliseks on tema väiksus, võimalus vahetada värve, reguleerida värvust ning on põrutus- ja töökindlad. Negatiivseks peetakse sõltuvust temperatuurist, mis võib LED’i läbipõletada. Lisaks eraldavad need palju soojust, eriti võimsad LED’id.
Takisteid on ka erinevaid liike, kuid nendest edaspidi. Meie keskendume hetkel oma püsitakistile.
Arendusplaatide all on elektrilised kontaktid, mis on teatud korrapärasusega ja moodustavad sektoreid. Reeglina kaks poolt, kus pikad äärmised on mõeldud toite jaoks. Keskmised skeemi komponentide jaoks.
Kui kõik on õigesti ühendatud, voolab vool Arduino 5V pinni kaudu läbi makettplaadi + siini → LED → takisti → GND. See loob suletud vooluringi, mis võimaldab elektril liikuda ja paneb LED-i särama.
Kui ei tööta, siis kontrolli kindlasti, et LED pikem jalg läheks + siinile.
Salvesta kuvatõmmis töötavast LED’ist.
