Arduino

редактировать
Аппаратная и программная платформа с открытым исходным кодом
Arduino
Arduino Logo.svg Genuino Logo.svg
Arduino Uno - R3.jpg Arduino Uno SMD R3
Разработчикarduino.cc
ПроизводительArduino
ТипОдноплатный микроконтроллер
Операционная система Нет
ЦП Atmel AVR (8 -бит),. ARM Cortex-M0 + (32-бит),. ARM Cortex-M3 (32-бит),. Intel Quark (x86 ) (32-бит)
ПамятьSRAM
ХранилищеFlash, EEPROM
Веб-сайтwww.arduino.cc

Arduino () - это оборудование с открытым исходным кодом и программное обеспечение, проект и сообщество пользователей, которое занимается разработкой и производством одноплатных микроконтроллеров и микроконтроллеров для создания цифровых устройств. Его аппаратные продукты лицензированы по лицензии CC-BY-SA, а программное обеспечение - по Стандартной общественной лицензии ограниченного применения GNU (LGPL) или Стандартной общественной лицензии GNU (GPL), что разрешает кому угодно производить платы Arduino и распространять программное обеспечение. Платы Arduino можно приобрести на официальном сайте или у официальных дистрибьюторов.

В конструкциях плат Arduino используются различные микропроцессоры и контроллеры. Платы оснащены наборами цифровых и аналоговых входов / выходов (I / O) контактов, которые могут быть подключены к различным платам расширения («экраны») или макетным платам (для прототипирования). и другие схемы. Платы оснащены интерфейсами последовательной связи, включая универсальную последовательную шину (USB) на некоторых моделях, которые также используются для загрузки программ с персональных компьютеров. Микроконтроллеры можно программировать с использованием языков программирования C и C++ , используя стандартный API, который также известен как «язык Arduino». В дополнение к использованию традиционных наборов инструментов compiler , проект Arduino предоставляет интегрированную среду разработки (IDE) и инструмент командной строки (arduino-cli ), разработанный в Go.

. Проект Arduino стартовал в 2005 году как инструмент для студентов Института дизайна взаимодействия Ивреа в Ивреа, Италия, с целью предоставления недорогих и простой способ для новичков и профессионалов создавать устройства, которые взаимодействуют со своей средой с помощью датчиков и исполнительных механизмов. Типичные примеры таких устройств, предназначенные для начинающих любителей, включают простые роботы, термостаты и датчики движения.

Название Arduino происходит от строки в Иврея, Италия, где раньше встречались некоторые из основателей проекта. Бар был назван в честь Ардуина из Ивреи, который был маркграфом маршем Ивреи и королем Италии с 1002 по 1014 год..

Содержание
  • 1 История
    • 1.1 Спор о товарных знаках
    • 1.2 Пост-спор
  • 2 Аппаратное обеспечение
    • 2.1 Официальные платы
    • 2.2 Щиты
  • 3 Программное обеспечение
    • 3.1 IDE
    • 3.2 Pro IDE
    • 3.3 Sketch
    • 3.4 Библиотеки
  • 4 Приложения
  • 5 Распознавания
  • 6 См. Также
  • 7 Примечания
  • 8 Ссылки
  • 9 Дополнительная литература
  • 10 Внешние ссылки
История
Первый Arduino, когда-либо созданный

Проект Arduino был начат в Институте дизайна взаимодействия Ивреа (IDII) в Иврее, Италия. В то время студенты использовали микроконтроллер BASIC Stamp по цене 50 долларов, что было значительными расходами для многих студентов. В 2003 году Эрнандо Барраган создал платформу разработки Wiring в качестве проекта магистерской диссертации в IDII под руководством Массимо Банци и Кейси Реаса. Кейси Риас известен тем, что вместе с Беном Фраем создал платформу разработки Processing. Целью проекта было создание простых и недорогих инструментов для создания цифровых проектов не инженерами. Платформа Wiring состояла из печатной платы (PCB) с микроконтроллером ATmega 168, IDE, основанной на функциях обработки и библиотеки для простого программирования микроконтроллера. В 2005 году Массимо Банци вместе с Дэвидом Меллисом, другим студентом IDII, и Дэвидом Куартьелесом расширили проводку, добавив поддержку более дешевого микроконтроллера ATmega8. Новый проект, разветвленный Wiring, назывался Arduino.

Первоначальная основная команда Arduino состояла из Массимо Банци, Дэвида Куартиэльеса, Тома Иго, Джанлуки Мартино и Дэвида Меллиса.

После завершения платформы, более легкие и менее дорогие версии распространялись в сообществе с открытым исходным кодом. По оценкам, в середине 2011 года было коммерчески произведено более 300 000 официальных плат Arduinos, а в 2013 году в руках пользователей находилось 700 000 официальных плат.

Спор о товарных знаках

В начале 2008 года пять соучредители проекта Arduino создали компанию Arduino LLC, которая будет владеть торговыми марками, связанными с Arduino. Изготовлением и продажей плат должны были заниматься внешние компании, и компания Arduino LLC получала от них роялти. В уставе Arduino LLC было указано, что каждый из пяти учредителей передает право собственности на бренд Arduino вновь созданной компании.

В конце 2008 года компания Джанлуки Мартино, Smart Projects, зарегистрировала торговую марку Arduino в Италии. и держал это в секрете от других соучредителей около двух лет. Это стало известно, когда компания Arduino попыталась зарегистрировать товарный знак в других регионах мира (изначально они регистрировались только в США) и обнаружила, что он уже зарегистрирован в Италии. Переговоры с Джанлукой и его фирмой о передаче торговой марки под контроль исходной компании Arduino провалились. В 2014 году «Смарт проекты» стали отказываться от выплаты роялти. Затем они назначили нового генерального директора Федерико Мусто, который переименовал компанию в Arduino SRL и создал веб-сайт arduino.org, скопировав графику и макет оригинального arduino.cc. Это привело к расколу в команде разработчиков Arduino.

В январе 2015 года Arduino LLC подала иск против Arduino SRL.

В мае 2015 года Arduino LLC создала всемирную торговую марку Genuino, используется как торговая марка за пределами США.

На Всемирной Maker Faire в Нью-Йорке 1 октября 2016 года соучредитель и генеральный директор Arduino LLC Массимо Банци и Arduino SRL Генеральный директор Федерико Мусто объявил о слиянии двух компаний. Примерно в то же время Массимо Банзи объявил, что в дополнение к компании будет запущен новый Arduino Foundation как «новое начало для Arduino». Но это решение было отозвано позже.

В апреле 2017 года Wired сообщил, что Мусто «сфабриковал свою академическую успеваемость...». На веб-сайте его компании, в личных учетных записях LinkedIn и даже в итальянских деловых документах Мусто до недавнего времени значился как обладатель докторской степени Массачусетского института медицины. Технологии. В некоторых случаях в его биографии также упоминается степень магистра делового администрирования Нью-Йоркского университета ". Wired сообщил, что ни один из университетов не имел сведений о посещаемости Мусто, и позже Мусто признался в интервью Wired, что он никогда не получал этих степеней. Споры вокруг Мусто продолжились, когда в июле 2017 года он, как сообщается, вытащил множество лицензий с открытым исходным кодом, схем и кода с веб-сайта Arduino, что вызвало критику и протесты.

К 2017 году Arduino AG принадлежала многие торговые марки Arduino. В июле 2017 года BCMI, основанная Массимо Банци, Дэвидом Куартиелесом, Дэвидом Меллисом и Томом Айго, приобрела Arduino AG и все торговые марки Arduino. Фабио Виоланте - новый генеральный директор, заменивший Федерико Мусто, который больше не работает в Arduino AG.

Пост-спор

В октябре 2017 года Arduino объявила о партнерстве с ARM Holdings (РУКА). В объявлении, в частности, говорилось: «ARM признала независимость как основную ценность Arduino... без какой-либо привязки к архитектуре ARM ». Arduino намерена продолжать работать со всеми поставщиками технологий и архитектурами.

Под руководством Виоланте компания снова начала расти и выпускать новые разработки. Торговая марка Genuino была упразднена, и все продукты снова получили название Arduino. По состоянию на февраль 2020 года сообщество Arduino насчитывало около 30 миллионов активных пользователей на основе загрузок IDE.

В августе 2018 года Arduino анонсировала свой новый инструмент командной строки с открытым исходным кодом (arduino-cli ), который можно использовать в качестве замены IDE для программирования плат из оболочки.

В феврале 2019 года Arduino анонсировала свой облачный сервис IoT Cloud как расширение онлайн-среды Create.

Оборудование.
Arduino-совместимая плата R3 Uno, произведенная в Китае, без логотипа Arduino, но с идентичной маркировкой, включая текст «Сделано в Италии»

Arduino - это оборудование с открытым исходным кодом Эталонные образцы оборудования распространяются по лицензии Creative Commons Attribution Share-Alike 2.5. лицензии и доступны на сайте Arduino. Также доступны файлы макета и производственные файлы для некоторых версий оборудования.

Хотя оборудование и программное обеспечение свободно доступны по лицензиям с авторским левом, разработчики просили, чтобы название Arduino было исключительно для официального продукта и не использовалось для производные работы без разрешения. В официальном политическом документе по использованию имени Arduino подчеркивается, что проект открыт для включения других работ в официальный продукт. Некоторые коммерчески выпущенные продукты, совместимые с Arduino, избегают названия проекта за счет использования различных имен, оканчивающихся на -duino.

Ранняя плата Arduino с последовательным интерфейсом RS-232 (вверху слева) и микросхему микроконтроллера Atmel ATmega8 (черный, внизу справа); 14 цифровых входов / выходов находятся вверху, 6 аналоговых входных контактов - внизу справа, а разъем питания - внизу слева.

Большинство плат Arduino состоят из 8-битного Atmel Микроконтроллер AVR (ATmega8, ATmega168, ATmega328, ATmega1280 или ATmega2560) с различным объемом флэш-памяти, контактов и функций. 32-битная Arduino Due, основанная на Atmel SAM3X8E, была представлена ​​в 2012 году. На платах используются однорядные или двухрядные контакты или гнездовые разъемы, которые упрощают подключение для программирования и встраивания в другие схемы. Они могут соединяться с дополнительными модулями, называемыми щитами. Несколько и, возможно, уложенные друг на друга экраны могут иметь индивидуальную адресацию через I²C последовательную шину. Большинство плат включает линейный регулятор 5 В и кварцевый генератор или керамический резонатор на 16 МГц . Некоторые конструкции, такие как LilyPad, работают на частоте 8 МГц и обходятся без встроенного стабилизатора напряжения из-за особых ограничений форм-фактора.

Микроконтроллеры Arduino предварительно запрограммированы с помощью загрузчика, который упрощает загрузку программ во встроенную флеш-память . По умолчанию загрузчиком Arduino Uno является загрузчик Optiboot. Платы загружаются программным кодом через последовательное соединение с другим компьютером. Некоторые последовательные платы Arduino содержат схему сдвига уровня для преобразования между логическими уровнями RS-232 и сигналами уровня транзисторно-транзисторной логики (TTL). Современные платы Arduino программируются через универсальную последовательную шину (USB), реализованную с использованием микросхем переходника USB-to-serial, таких как FTDI FT232. Некоторые платы, такие как платы Uno более поздних моделей, заменяют микросхему FTDI отдельной микросхемой AVR, содержащей микропрограмму USB-to-serial, которую можно перепрограммировать через собственный заголовок ICSP. В других вариантах, таких как Arduino Mini и неофициальный Boarduino, используется съемная плата или кабель адаптера USB-последовательный порт, Bluetooth или другие методы. При использовании с традиционными инструментами микроконтроллера вместо Arduino IDE используется стандартное программирование в системе AVR (ISP).

Официальный Arduino Uno R2 с описанием мест ввода / вывода

Плата Arduino предоставляет большую часть выводов ввода / вывода микроконтроллера для использования другими схемами. Diecimila, Duemilanove и current Uno имеют 14 цифровых контактов ввода / вывода, шесть из которых могут выдавать сигналы с широтно-импульсной модуляцией, и шесть аналоговых входов, которые также могут использоваться как шесть цифровых контактов ввода / вывода.. Эти контакты находятся в верхней части платы через разъемы 0,1 дюйма (2,54 мм). Также коммерчески доступны несколько подключаемых экранов приложений. Плата Bare Bones Board и Boarduino, совместимые с Arduino Nano и Arduino, могут иметь штыревые разъемы на нижней стороне платы, которые могут подключаться к беспаечным макетным платам.

Существует множество плат, совместимых с Arduino и производных от Arduino. Некоторые из них функционально эквивалентны Arduino и могут использоваться взаимозаменяемо. Многие улучшают базовую Arduino, добавляя драйверы вывода, часто для использования в школьном образовании, чтобы упростить создание багги и маленьких роботов. Другие электрически эквивалентны, но меняют форм-фактор, иногда сохраняя совместимость с экранами, иногда нет. В некоторых вариантах используются разные процессоры с разной совместимостью.

Официальные платы

Оригинальное оборудование Arduino было произведено итальянской компанией Smart Projects. Некоторые платы под брендом Arduino были разработаны американскими компаниями SparkFun Electronics и Adafruit Industries. По состоянию на 2016 год коммерчески выпущено 17 версий оборудования Arduino.

Shields

Платы, совместимые с Arduino и Arduino, используют платы расширения печатных схем, называемые щитами, которые вставляются в обычно поставляемые штыревые разъемы Arduino. Shields может обеспечивать управление двигателем для 3D-печати и других приложений, GNSS (спутниковая навигация), Ethernet, жидкокристаллический дисплей (ЖК-дисплей) или макетирование (прототипирование ). Также можно сделать несколько щитов своими руками (DIY).

Программное обеспечение
Arduino Software IDE
Снимок экрана Arduino IDE, показывающий программу Blink Снимок экрана Arduino IDE, показывающий программу Blink
Разработчик (и) Программное обеспечение Arduino
Стабильный выпуск 1.8.13 / 16 июня 2020 г.; 4 месяца назад (2020-06-16)
Репозиторий Отредактируйте это в Викиданных
Написано наJava, C, C ++
Операционная система Windows, macOS, Linux
Платформа IA-32, x86-64, ARM
Тип Интегрированная среда разработки
Лицензия LGPL или GPL лицензия
Веб-сайтwww.arduino.cc / ru / Main / Software

Программа для оборудования Arduino может быть написана на любом языке программирования с помощью компиляторов, которые создают двоичный машинный код для целевого процессора. Atmel предоставляет среду разработки для своих 8-битных AVR и 32-битных ARM Cortex-M микроконтроллеров на базе: AVR Studio (более ранняя версия) и Atmel Studio (новее).

IDE

Интегрированная среда разработки Arduino (IDE) - это кроссплатформенное приложение (для Windows, macOS и Linux ), который написан на языке программирования Java. Он возник из среды IDE для языков Processing и Wiring. Он включает редактор кода с такими функциями, как вырезание и вставка текста, поиск и замена текста, автоматический отступ, соответствие скобок и подсветка синтаксиса, а также предоставляет простые механизмы для компиляции одним щелчком мыши. и загружать программы на плату Arduino. Он также содержит область сообщений, текстовую консоль, панель инструментов с кнопками для общих функций и иерархию меню операций. Исходный код для IDE выпущен под Стандартной общественной лицензией GNU, версия 2.

IDE Arduino поддерживает языки C и C ++ <96.>используя специальные правила структурирования кода. IDE Arduino предоставляет программную библиотеку из проекта Wiring, которая предоставляет множество общих процедур ввода и вывода. Написанный пользователем код требует только двух основных функций, для запуска скетча и основного цикла программы, которые скомпилированы и связаны с заглушкой программы main () в исполняемую циклическую исполнительную программу с GNU toolchain, также включенный в дистрибутив IDE. Arduino IDE использует программу avrdude для преобразования исполняемого кода в текстовый файл в шестнадцатеричной кодировке, который загружается в плату Arduino программой-загрузчиком в прошивке платы.

Pro IDE

18 октября 2019 года была выпущена Arduino Pro IDE (альфа-версия). Система по-прежнему использует Arduino CLI (интерфейс командной строки), но улучшения включают более профессиональную среду разработки, поддержку автозаполнения и интеграцию с Git. Интерфейс приложения основан на IDE Eclipse Theia с открытым исходным кодом. Основные функции, доступные в альфа-версии:

  • Современная полнофункциональная среда разработки
  • Двойной режим, классический режим (идентичный классической среде разработки Arduino) и профессиональный режим (представление файловой системы)
  • New Board Manager
  • New Library Manager
  • Board List
  • Базовое автозавершение (только цели Arm)
  • Git Integration
  • Serial Monitor
  • Dark Mode

Sketch

Sketch - это программа, написанная с помощью Arduino IDE. Эскизы сохраняются на компьютере разработчика в виде текстовых файлов с расширением .ino . В программе Arduino (IDE) до 1.0 сохраненные эскизы с расширением .pde .

Минимальная программа Arduino C / C ++ состоит только из двух функций:

  • setup (): эта функция вызывается один раз, когда скетч запускается после включения или сброса. Он используется для инициализации переменных, режимов входных и выходных контактов и других библиотек, необходимых в скетче. Это аналог функции main ().
  • loop (): после выхода (завершения) функции setup ()функция loop ()выполняется повторно в основной программе. Он управляет платой до тех пор, пока плата не отключится или не будет сброшена. Это аналог функции , а (1).
Пример мигания
Светодиод питания и встроенный светодиод на плате, совместимой с Arduino Светодиод питания (красный) и светодиод пользователя (зеленый), подключенные к контакту 13 на плате, совместимой с Arduino

Большинство плат Arduino содержат светоизлучающий диод (LED) и токоограничивающий резистор, подключенный между контактом 13 и землей, что является удобной функцией для многих тестов и программных функций. Типичная программа, используемая новичками, похожая на Hello, World!, - это «мигание», при котором постоянно мигает встроенный светодиод, встроенный в плату Arduino. Эта программа использует функции pinMode (), digitalWrite ()и delay (), которые предоставляются внутренними библиотеками, включенными в среду IDE. Эта программа обычно загружается производителем в новую плату Arduino.

# define LED_PIN 13 // Номер контакта, подключенного к светодиоду. void setup () {pinMode (LED_PIN, OUTPUT); // Настройте вывод 13 как цифровой выход. } void loop () {digitalWrite (LED_PIN, HIGH); // Включаем светодиод. задержка (1000); // Ждем 1 секунду (1000 миллисекунд). digitalWrite (LED_PIN, LOW); // Выключаем светодиод. задержка (1000); // Ждем 1 секунду. }

Библиотеки

Открытый исходный код проекта Arduino облегчил публикацию множества бесплатных программных библиотек, которые другие разработчики используют для расширения своих проектов.

Приложения
Recognitions

Проект Arduino получил почетное упоминание в категории «Цифровые сообщества» в 2006 году. Prix Ars Electronica.

В 2020 году набор Arduino Engineering Kit получил награду Bett Award в категории «Цифровые услуги для высшего или дополнительного образования».

См. Также
  • Свободный и открытый портал программного обеспечения
  • icon Портал электроники
Примечания
Ссылки
Дополнительная литература
  • Изучение Arduino: инструменты и методы для инженерного мастерства; 2-е изд; Джереми Блюм; Вайли; 512 страниц; 2019; ISBN 978-1119405375.
  • Arduino для чайников; 2-е изд; Джон Насси; Джон Уайли и сыновья; 400 страниц; 2018; ISBN 978-1119489542.
  • Программирование следующих шагов Arduino: дальнейшее развитие с эскизами; 2-е изд; Саймон Монк; McGraw-Hill Education; 320 страниц; 2018; ISBN 978-1260143249.
  • Программирование Arduino: начало работы с эскизами; 2-е изд; Саймон Монк; McGraw-Hill Education; 192 страницы; 2016; ISBN 978-1259641633.
  • Начало C для Arduino: Изучите программирование на C для Arduino; 2-е изд; Джек Пурдум; Апресс; 388 страниц; 2015; ISBN 978-1484209417.
  • Arduino: краткое руководство; 2-е изд; Майк Шмидт; Прагматическая книжная полка; Прагматическая книжная полка; 323 страницы; 2015; ISBN 978-1941222249.
  • Марка: начало работы с Arduino; 3-е изд; Массимо Банзи, Майкл Шайло; Создать Сообщество; 262 страницы; 2014; ISBN 978-1449363338.
  • Производитель: Датчики; 1-е изд; Теро Карвинен, Киммо Карвинен, Вилле Валтокари; Создать Сообщество; 400 страниц; 2014; ISBN 978-1449368104.
  • Семинар по Arduino: практическое введение в 65 проектов; 1-е изд; Джон Боксолл; Пресс без крахмала; 392 страницы; 2013; ISBN 978-1593274481.
Внешние ссылки
Викискладе есть медиафайлы, связанные с Arduino.
Software
  • Arduino Codebender IDE Платный сервис работает со всеми платами и основан на облаке.
Исторический
Последняя правка сделана 2021-06-12 01:31:51
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте