Arduino — торговая марка аппаратно-программных средств для построения простых систем автоматики и
робототехники, ориентированная
на непрофессиональных пользователей. Программная часть состоит из бесплатной программной оболочки
(IDE) для написания программ, и
х компиляции и программирования аппаратуры. Аппаратная часть представляет собой набор смонтированных печатных плат, продающихся
как официальным производителем, так и сторонними производителями. Полностью открытая архитектура системы позволяет свободно
копировать или дополнять линейку продукции Arduino.
Arduino может использоваться как для создания автономных объектов автоматики, так и подключаться к программному обеспечению
на компьютере через стандартные проводные и беспроводные интерфейсы.
Название платформы происходит от названия одноимённой рюмочной в Иврее, часто посещавшейся учредителями проекта, а название
это в свою очередь было дано в честь короля Италии Ардуина Иврейского.
С 2008 года в компании-разработчике начался раскол, выразившийся в существовании двух независимых ветвей развития и продаж
под одной торговой маркой: одна на сайте arduino.cc, другая на arduino.org. Докризисные изделия на обоих сайтах продаются
под одинаковыми названиями. Набор новых изделий на сайтах различается. На сайтах некоторое время были две разных ветви Arduino
IDE с поддержкой разного набора плат и библиотек. Одинаковые названия и пересекающиеся номера версий IDE вносили путаницу.
Но, начиная с версии 1.8.0 (от 2016.12.20), оба сайта объединили ветки IDE в одну. Тем не менее, говоря об Ардуино, обычно
подразумевают первоначальную ветвь проекта на сайте arduino.cc.
Arduino Uno - это устройство на основе микроконтроллера ATmega328. В его состав входит все необходимое для удобной работы с микроконтроллером: 14 цифровых входов/выходов (из них 6 могут использоваться в качестве ШИМ-выходов), 6 аналоговых входов, кварцевый резонатор на 16 МГц, разъем USB, разъем питания, разъем для внутрисхемного программирования (ICSP) и кнопка сброса. Для начала работы с уcтройством достаточно просто подать питание от AC/DC-адаптера или батарейки, либо подключить его к компьютеру посредством USB-кабеля.
Arduino Leonardo - это устройство на базе микроконтроллера ATmega32U4. В его состав входит все необходимое для
работы с данным микроконтроллером: 20 цифровых входов/выходов (7 из которых могут работать в качестве ШИМ-выходов,
12 - в качестве аналоговых входов), кварцевый резонатор на 16 МГц, разъем микро-USB, разъем питания, разъем для внутрисхемного
программирования ICSP (In-Circuit Serial Programming) и кнопка сброса. Для начала работы с Leonardo достаточно просто подать
питание от AC/DC-адаптера или батареи, либо подключить его к компьютеру посредством USB-кабеля.
Отличие Leonardo от всех предыдущих плат заключается в том, что его USB-контроллер встроен непосредственно в микроконтроллер
ATmega32U4, что исключает необходимость в дополнительном процессоре. Благодаря этому при подсоединении к компьютеру Leonardo
может определяться не только как виртуальный (CDC) COM-порт, но и как обычная мышь или клавиатура. Кроме того, такая
архитектура оказывает влияние и на поведение платы; подробнее об этом см. страницу.
Arduino Robot - первая официальная версия Ардуино, в конструкции которого предусмотрены колеса. Робот состоит из двух плат, каждая из которых содержит свой микропроцессор. Плата приводов (Motor Board) контролирует работу двигателей, в то время, как управляющая плата (Control Board) считывает показания датчиков и принимает решения о дальнейших операциях. Каждая из двух плат представляет собой полноценное устройство Ардуино, программируемое с помощью среды разработки Arduino IDE.
Обе платы построены на базе микроконтроллера ATmega32U4, выводы которого связаны с различными приводами и датчиками на плате.
Процесс прошивки Arduino Robot полностью аналогичен Arduino Leonardo. Оба микропроцессора ATmega32U4 имеют встроенный USB-контроллер, что исключает необходимость в дополнительном процессоре. Благодаря этому, при подсоединении к компьютеру Robot может определяться как виртуальный (CDC) последовательный COM-порт.
По традиции, любой элемент платформы Ардуино - будь то аппаратные, программные средства либо документация - имеет открытый исходный код и полностью бесплатен. Благодаря этому у вас есть возможность не только детально изучить устройство Arduino Robot, но и создавать своих роботов на основе его проекта. Ардуино Robot - результат совместных усилий людей из разных стран, желающих сделать процесс познания науки доступным и захватывающим. Теперь Ардуино на колесах, поехали!
Arduino Esplora - это микропроцессорное устройство, спроектированное на основе Arduino Leonardo. Esplora отличается от всех предыдущих плат Arduino наличием множества встроенных, готовых к использованию датчиков для взаимодействия. Он спроектирован для тех, кто предпочитает сразу начать работу с Ардуино, не изучая перед этим электронику. Пошаговую инструкцию к Esplora вы сможете найти в руководстве Начало работы с Esplora.
Esplora имеет встроенные звуковые и световые индикаторы (для вывода информации), а также несколько датчиков (для ввода информации), таких, как джойстик, слайдер, датчик температуры, акселерометр, микрофон и световой датчик. Помимо этого, на плате есть два входных и выходных разъема Tinkerkit, а также гнездо для подключения жидкокристаллического TFT-экрана, позволяющие значительно расширить возможности устройства.
Как и на плате Leonardo, в Esplora используется AVR-микроконтроллер ATmega32U4 с кварцевым резонатором 16 МГц, а также разъем микро-USB, позволяющий устройству быть USB-гаджетом, подобно мыши или клавиатуре.
В левом верхнем углу платы находится кнопка сброса для перезагрузки устройства, а также четыре светодиода, отображающих текущее состояние:
Плата содержит все необходимое для микроконтроллера; для начла работы просто подключите ее к компьютеру посредством USB-кабеля.
В Esplora встроены узлы, обеспечивающие связь через USB; при подключении к компьютеру устройство может определиться как мышь, клавиатура или виртуальный (CDC) последовательный COM-порт - в зависимости от типа устройства, плата будет вести себя по разному. Подробнее об этом написано в руководстве "Начало работы с Esplora".
Arduino Mega 2560 - это устройство на основе микроконтроллера ATmega2560. В его состав входит все необходимое для удобной работы с микроконтроллером: 54 цифровых входа/выхода (из которых 15 могут использоваться в качестве ШИМ-выходов), 16 аналоговых входов, 4 UART (аппаратных приемопередатчика для реализации последовательных интерфейсов), кварцевый резонатор на 16 МГц, разъем USB, разъем питания, разъем ICSP для внутрисхемного программирования и кнопка сброса. Для начала работы с устройством достаточно просто подать питание от AC/DC-адаптера или батарейки, либо подключить его к компьютеру посредством USB-кабеля. Arduino Mega совместим с большинством плат расширения, разработанных для Arduino Duemilanove и Diecimila.
Mega 2560 - это обновленная версия Arduino Mega.
Ардуино Mega 2560 отличается от всех предыдущих плат тем, что в нем для преобразования интерфейсов USB-UART вместо микросхемы FTDI используется микроконтроллер ATmega16U2 (ATmega8U2 в версиях платы R1 и R2).
На плате Mega 2560 версии R2 добавлен резистор, подтягивающий к земле линию HWB микроконтроллера 8U2. Подобная мера позволяет упростить процесс обновления прошивки и переход устройства в режим DFU.
Изменения на плате версии R3 перечислены ниже:
Arduino Mini - это маленькое микропроцессорное устройство, ориентированное на использование с макетными платами или в приложениях, предъявляющих высокие требования к габаритным размерам. Первоначально устройство было спроектировано на базе микроконтроллера ATmega168, который в настоящее время заменен на микроконтроллер ATmega328. В состав устройства входит: 14 цифровых входов/выходов (из которых 6 могут использоваться в качестве ШИМ-выходов), 8 аналоговых входов и кварцевый резонатор на 16 МГц. Arduino Mini можно прошить с помощью специального USB-Serial адаптера или любого другого преобразователя интерфейсов USB-Serial либо RS232-Serial с TTL-уровнями напряжения.
В новой версии Arduino Mini (R5) обновлена печатная плата под микроконтроллер ATmega328, благодаря чему все компоненты теперь расположены на лицевой стороне платы. Помимо этого, добавлена кнопка сброса. При этом в новой версии Ардуино Mini расположение выводов полностью аналогично предыдущей версии R4.
Внимание: напряжение питания Arduino Mini не должно превышать 9В или не должно быть отрицательным. При несоблюдении этого условия плата может выйти из строя.
Arduino YUN - это первый представитель новейшей серии плат Ардуино со встроенным WiFi, сочетающих в себе широчайшие возможности Linux и простоту использования Ардуино. Arduino YUN представляет собой комбинацию классического Arduino Leonardo (на базе микроконтроллера ATmega32U4) и WiFi-системы на кристалле, работающей под управлением Linino (дистрибутив ОС GNU/Linux на основе OpenWRT для микропроцессоров MIPS). Технически мы поместили Linux-машину на печатную плату Arduino Leonardo, связав их таким образом, чтобы у программиста Ардиуно была возможность удобно и просто запускать команды на стороне Linux, используя его в качестве интерфейса Ethernet или WiFi. Следует отметить, что из-за ограниченного объема памяти взаимодействие Ардуино с различными веб-сервисами всегда было довольно сложной задачей. Это объясняется тем, что многие веб-технологии зачастую основаны на объемных текстовых форматах (подобных XML), для анализа которых требуется достаточно много памяти. Поэтому для Arduino YUN мы создали специальную библиотеку Bridge, использование которой позволяет переложить обработку HTTP-транзакций и всех сетевых подключений на сторону Linux.
Arduino Ethernet - это устройство на основе микроконтроллера ATmega328. В его состав входит 14 цифровых выводов, 6 аналоговых входов, кварцевый резонатор на 16 МГц, разъем RJ45, разъем питания, разъем для внутрисхемного программирования ICSP, а также кнопка сброса.
В качестве дополнительной опции с платой может быть приобретен специальный модуль, реализующий технологию Power over Ethernet (PoE). Данная технология позволяет потреблять электрическую энергию через витую пару в сети Ethernet.
Arduino Ethernet отличается от других плат Ардуино тем, что у него нет встроенного USB-UART преобразователя, но есть Ethernet-контроллер Wiznet, который также используется в Ethernet-платах расширения.
Встроенный MicroSD-кардридер позволяет хранить файлы, к которым можно организовать сетевой доступ. Управление кардридером осуществляется с помощью библиотеки SD. Вывод 10 используется для взаимодействия с чипом Wiznet, линия SS для выбора SD-карты соединена с выводом 4.
6-контактный разъем для программирования совместим не только с USB-Serial адаптером от Ардуино, но и с USB-кабелями от FTDI и аналогичными USB-UART переходниками от Sparkfun и Adafruit. Разъем спроектирован таким образом, чтобы обеспечивать возможность автоматического сброса микроконтроллера во время прошивки - это освобождает пользователя от необходимости вручную нажимать кнопку сброса. При подключении USB-Serial адаптера, питание Arduino Ethernet осуществляется от адаптера.
3 версия Arduino Ethernet удовлетворяет требованиям стандартной распиновки 1.0:
