Arduino, l'azienda che ha rivoluzionato il mondo dell'elettronica

Il mondo della tecnologia ruota attorno a componenti elettronici che svolgono compiti automatizzati. Per questo, è necessario disporre di dispositivi facile da programmare e adattare ai compiti necessario.

Arduino è un dispositivo il cui software e hardware sono open source , che lo rende uno strumento ideale per questo tipo di lavoro. In questo articolo ti mostreremo cosa cos'è un Arduino e quali sono i vantaggi più importanti di uso di questa tecnologia.

Inoltre, ti insegneremo gli elementi più importanti di una piastra e le diverse applicazioni che puoi dare a questo tipo di dispositivo. Non perderti nulla se vuoi diventare un esperto di meccanizzazione automatizzata.

Cos'è Arduino e qual è la storia dietro questo marchio?

L'esclusivo circuito stampato e le piattaforme elettroniche software open source, prodotte dall'azienda che porta quel nome, si chiamano Arduino . Sono caratterizzati dall'avere un unico microprocessore, a Memoria RAM e porte di ingresso che insieme formano un dispositivo completo che viene utilizzato per costruire componenti elettronici di diverse discipline. Porta anche lo stesso nome della community dedicata a far durare questo progetto.

Lo sviluppo hardware e software è distribuito gratuitamente freely ed è concesso in licenza sotto la GNU General Public License e la GNU Lesser General Public License. Pertanto, la produzione, distribuzione e commercializzazione di queste schede per computer può essere effettuata gratuitamente da qualsiasi persona o azienda.

Questi dispositivi sono nati nel 2003 da un gruppo di studenti italiani la cui missione era quella di trovare uno strumento che ne facilitasse l'implementazione per tutti gli utenti, siano essi principianti o che abbiano una determinata professione. L'obiettivo principale era che il suo costo di acquisizione fosse il più basso possibile e che ha la massima versatilità possibile. Il suo nome deriva da un bar italiano che citava il marchese Arduino I, in cui i creatori si sono incontrati durante il progetto.

Nel 2005 è stata la prima scheda ad essere venduta con un microcontrollore AVR a 8 bit. . Ma è stato solo 7 anni dopo che ha visto una grande evoluzione, generando nuovi modelli che hanno iniziato a utilizzare i controller ARM Cortex M32 a 3 bit. All'inizio, ciò ha comportato alcuni inconvenienti nell'assemblaggio delle schede, poiché le architetture AVR e ARM non sono le stesse, quindi le istruzioni per ciascuna di esse avevano specifiche diverse per l'assemblatore.

Dopo la costituzione di Arduino LLC, queste schede iniziarono a essere prodotte e vendute da società esterne, pagando una commissione al proprietario dello sviluppo IT. . Alla fine del 2008, anno della sua creazione, i soci fondatori hanno iniziato ad avere problemi interni tra di loro. Infatti, il marchio "Arduino" ha stato depositato in Italia da uno di loro, generando una complicazione quando la società Arduino LLC ha voluto registrare il proprio marchio in tutto il mondo. In questo modo, nel gennaio 2015, sono iniziate le cause per problemi economici.

Nel 2013 si stima che siano state vendute più di 700mila lastre dal fornitore Adafruit Industries. Questo dimostra il successo e l'accettazione di questi dispositivi tecnologici da parte del pubblico.

La Fondazione Arduino viene creata lo stesso anno in cui viene annunciata un'associazione d'affari con ARM Holdings , con sede a Cambridge, continuerebbe a gestire una parte significativa di questa nuova società. Si generano così fondamentali cambiamenti strategici che consentono ulteriori progressi nella commercializzazione di questi piatti di circa 30 €.

Quali sono i principali vantaggi dell'hardware e del software Arduino?

La prima cosa che dobbiamo sottolineare come caratteristica di questi dispositivi è la semplicità al sia nei linguaggi di programmazione che nelle schede che vengono sviluppate per far funzionare il software nel modo più semplice possibile. Come ti abbiamo già detto, Arduino è un progetto open source . Pertanto, qualsiasi utente può accedere alla programmazione e apportare miglioramenti gratuitamente e indipendentemente dal livello di conoscenza che ha.

Supporta diversi sistemi operativi come Windows, Linux e MacOS. In questo modo diventa uno strumento molto utile per eseguirlo o programmarlo con qualsiasi computer, indipendentemente dal sistema operativo. Par conséquent, Arduino genera compatibilità tra utenti perché, rimuovendo la barriera dei sistemi operativi, consente alle persone di interagire più frequentemente senza avere alcuna limitazione esterna allo sviluppo di Arduino.

Quando hai bisogno programma il microcontrollore, utilizzerai un linguaggio basato sul cablaggio , mentre se vuoi programmare l'ambiente, sarà necessario utilizzare Processing . Ciò consente di sviluppare progetti in modo semplice, poiché questi linguaggi di programmazione sono relativamente semplici, soprattutto quando li hai già utilizzati C (o C++) o Java .

Vi abbiamo già detto che ci sono 2 microcontrollori generalmente usati da Arduino. Uno è l'AVR che ha una tensione elettrica di 5 volt mentre l'ARM CortexM3 utilizza 3,3v. Cela significa che c'è un'ampia varietà di piastre con porte di ingresso e uscita che consentono una maggiore versatilità per la destinazione d'uso.

Affinché questi dispositivi funzionino e interagiscano con altri elementi, hanno necessitano di sensori o attuatori , che può dirti che Arduino funziona indipendentemente da un computer. Oppure Arduino indica le azioni che questo computer dovrebbe intraprendere.

Come funzionano le schede Arduino? Elementi più importanti

L'Arduino consiste in una carta basato su un microcontrollore che può essere ARM Cortex M3 o AVR . a 32 bit e di chi? linguaggio di programmazione sarà in un ambiente Arduino IDE . Lui ha circuiti integrati che vengono utilizzati per creare istruzioni che formeranno un programma che verrà utilizzato in modo che Arduino possa interagire con altri dispositivi.

Diverse periferiche possono essere collegate al microcontrollore , sia sull'interfaccia di input che di output. Spetta al controllore elaborare i dati, secondo la programmazione che ha installato, ed estrarre le informazioni per eseguire le istruzioni.

Gli altri componenti di un Arduino sono PIN di tipo analogico, digitale, di massa e PWM . Inoltre, ha un pulsante di ripristino, indicatori di alimentazione e un regolatore di tensione.

Quali tipi di dispositivi e app posso creare con Arduino? Tutto quello che puoi fare

L'Arduino può essere utilizzato in due grandi gruppi. Uno è quando questo strumento viene utilizzato come microcontrollore , che dispone di un software che funziona indipendentemente da qualsiasi computer. Ciò consente di controllare i dispositivi che interagiscono con Arduino tramite attuatori.

L'altro gruppo è quando la scheda viene utilizzata come interfaccia con un dispositivo , che deve svolgere un determinato compito. Per questo è necessario collegare i vari sensori o attuatori Arduino, che emetterà un segnale alla scheda e questo informerà il computer che deve eseguire una determinata azione. Questo è ampiamente utilizzato nei videogiochi.

Ti spieghiamo più nel dettaglio tutti gli usi che puoi dargli:

Robotique

La robotica è un'area ideale per Arduino. Questa affermazione è dovuta al fatto che tramite queste placche si possono costruire movimenti meccanici ad impulsi elettronici tramite comandi eseguiti da software. I comandi vengono creati da un computer e vengono inviati da Arduino per eseguirli , come richiesto.

Essendo open source, facilita l'integrazione di questi dispositivi, in quanto possono essere adattati a qualsiasi tipo di progetto. . Sia per le sue dimensioni che per la distribuzione dei suoi pin, che consentono l'ingresso e l'uscita della corrente elettrica in modo versatile.

Utilizzare come microcontrollore

Quando si utilizza Arduino come microcontrollore, quello che stai cercando è controllare o automatizzare un determinato processo di un dispositivo . Per eseguire questa attività, sono necessarie un'interfaccia di input e un'interfaccia di output. Per questi, sarà necessario collegare le periferiche che aiuteranno a svolgere l'attività in modo efficiente.

Le periferiche vengono inserite nella memoria del microcontrollore in modo che, attraverso l'unità di elaborazione, possa inviare le informazioni attraverso le porte di uscita. In altre parole, quando leggono le informazioni dall'esterno, passano attraverso un certo processo e inviare una risposta automatica, basata sulla lettura.

Usa come interfaccia

Viene utilizzato come interfaccia con Arduino, ad esempio, quando le luci si accendono automaticamente a causa del movimento rilevato . Per questo, dovrai utilizzare un computer in cui comunicherai, tramite a porta USB , che dovrebbe accendere i LED quando rileva informazioni catturate dai sensori di detta interfaccia Arduino.

La programmazione per questo tipo di operazione può essere eseguita in C/C++ o Java o una programmazione che non è difficile per te.

XOscillo

Puoi trasformare il tuo computer in un oscilloscopio Arduino che raggiunge fino a 1 MHz di larghezza di banda. In questo modo avrete sullo schermo la rappresentazione grafica dei segnali elettrici su un piano dell'asse XY. Cela Vous aiutare sapere quando vengono date le regolazioni nell'ingresso di tensione di una data frequenza .

Attrezzature per la ricerca scientifica

Un altro degli usi frequenti e molto utili di Arduino è l'attrezzatura scientifica che può misurare diversi aspetti della scienza. Per esempio, lui è ampiamente utilizzato nei sismografi moderni o in meteorologia , con cui vengono prodotte le apparecchiature con schede Arduino. Ciò consente di ottenere, a seconda dei sensori o degli attuatori, informazioni specifiche che vengono utilizzate nello studio scientifico.

La medicina è un'altra branca della scienza che utilizza Arduino per ottenere risultati favorevoli per la salute umana. Per esempio, puoi creare un microscopio e fargli raccogliere informazioni per memorizzarle su un computer , secondo determinati parametri.

Arduino

Gli studi di registrazione musicale utilizzano Arduino come dispositivo che controlla l'interconnessione tra gli strumenti . Inoltre, apporta modifiche a microfoni, computer, console di controllo audio e qualsiasi altra attrezzatura necessaria per produrre un'interfaccia digitale.

Con un Arduino è possibile emettere segnali musicali fino a 16 canali, consentendo il collegamento di diversi dispositivi in ​​ciascuno di essi. In questo modo si ottiene un perfetto equilibrio nella coordinazione delle note musicali , frequenza del suono o invio in modalità stereo o multicanale, tra gli altri.

Obduino

Sicuramente li vedi tutti i giorni quando guidi e non ti sei accorto di essere davanti ad un Arduino. OBDuino è un controller del carburante utilizzato nelle auto per guidare nel modo più economico possibile . Mostra istantaneamente i chilometri percorsi e i libri utilizzati. In questo modo, genera risultati medi, storici e attuali.

In Europa vengono utilizzati gli standard diagnostici EOBD che servono anche per avere un monitoraggio completo dei vari componenti del motore, come pressione olio, tensione di carica del regolatore, ecc.

SCA-ino

Viene utilizzato anche nelle automobili e Utilizzato per monitorare il regime minimo del motore e controllare i sensori del motore prima dell'accensione . Un altro uso è conoscere la quantità di aria che entra nel collettore di aspirazione. In questo compito, Arduino lavora direttamente con la ECU del veicolo.

Lettore umano

Il lettore umano è fait una libreria che può contenere fino a 5000 titoli di libri che possono essere letti su una TV di casa . Ciò che serve è una connessione tramite una porta USB che permetta l'interazione tra l'utente e il grande schermo. Ciò ti consentirà di scegliere rapidamente e facilmente il campione di cui hai bisogno. È caratterizzato da un basso prezzo di vendita.

Il PC umano

Con un dispositivo Arduino, puoi emulare una macchina che funziona come un computer, che avrà un tastiera normale e uno schermo , che può essere un televisore nel tuo soggiorno.

Sebbene un Arduino abbia microcontrollori, RAM, uscita audio, porte di ingresso e uscita e persino memoria esterna con una scheda MicroSD e svolge la funzione di un PC completo, non può essere utilizzato per grandi compiti di programmazione. Il suo utilizzo è ideale per il gioco.

Ardupilota

Arduino è presente anche nella navigazione aerea ed è utilizzato per assistere un veicolo aereo senza equipaggio, cioè quello che comunemente chiamiamo il droni . Grazie a questi dispositivi, l'aereo può essere controllato da telecomandi, hanno sensori per emettere e ricevere segnali a radiofrequenza.

Ma non viene utilizzato solo nei veicoli aerei, ma anche a terra. Le auto telecomandate ne sono un esempio. Gli eserciti utilizzano una tecnologia originariamente basata su componenti Arduino.

Arduino Phone

La versatilità che offre Arduino è così ampia che puoi persino creare telefoni cellulari che si ricaricano con pannelli fotovoltaici. Con questa tecnologia, la durata della batteria può essere aumentata fino a 50 ore. Supporta anche l'inclusione di microfoni e altoparlanti per effettuare una chiamata.

Anche se la sua costruzione non è facile , non è impensabile avere un ArduinoPhone con utenti principianti che conoscono alcune regole di base della saldatura e dell'integrazione dei circuiti.

Macchine a controllo numerico computerizzato (CNC)

Il CNC è un programma che si installa in un Arduino e ti permette di controllare la posizione di un elemento in qualsiasi momento . In altre parole, si usa per avere una precisione straordinaria nei processi meccanizzati che vengono montati su una macchina per ottenere un risultato preciso su un oggetto.

La programmazione avviene in quota 3D con gli assi XYZ , determinando l'altezza, la profondità e la larghezza dell'elemento fisico da ottenere. Ecco perché il controllo numerico computerizzato di diverse macchine è chiamato CNC.

Apri Theremin One

Con un Arduino, puoi controllare un theremin senza dover avere un contatto fisico con lo strumento , grazie alla programmazione che puoi effettuare preventivamente e incorporarla nel dispositivo. In questo modo avrai uno strumento musicale elettronico molto preciso con una programmazione semplice.

Stampanti 3d

Una stampante 3D è un chiaro esempio in cui è possibile utilizzare la robotica con una scheda Arduino . Questo viene fatto indipendentemente da qualsiasi computer. Hai solo bisogno di incorporare le istruzioni in modo che questo dispositivo informatico possa eseguire in modo indipendente tutti i comandi che esegui esternamente.

È molto simile a un CNC in termini di programmazione perché utilizza gli assi XYZ. Ma il loro lavoro è svolto al contrario. Questo perché con un 3D devi creare l'elemento da zero, mentre con il controllo numerico devi lucidare questo elemento fisico per mantenere il risultato desiderato.

Ambilight

In modo che tu possa régler le contrasto sulla tua TV , a seconda del livello di illuminazione della stanza in cui si trova il televisore , è necessario avere un Arduino. Il dispositivo monitorerà il ritorno di luce emanato dallo schermo rispetto alla luce naturale dell'ambiente. Questo si chiama Ambilight.

Per questo lui sono necessari sensori esterni in grado di determinare quanta correzione dovrebbe eseguire il grande schermo.

Se hai domande, lasciale nei commenti, ti risponderemo il prima possibile e sarà di grande aiuto anche per più membri della community. Grazie!