Ардуиноға кіріспе. Ардуино тарихы. Arduino контроллерлеріне шолу.
Arduino Платформасы.
Arduino - бұл виртуалды шеңберден шықпайтын стандартты дербес компьютерлерге қарағанда қоршаған физикалық ортамен тығыз әрекеттесетін электрондық құрылғыларды (электрондық конструктор) жобалауға арналған құрал. Бұл ашық бағдарламалық коды бар «physical computing» үшін арналған платформа, бағдарламалық қамтамасыз етуді жазу үшін заманауи ортасы бар қарапайым баспа платасында салынған (Сурет 1).
Arduino оған қосылуы мүмкін әртүрлі сандық және аналогтық сенсорлерден сигналдарды қабылдау және әртүрлі атқарушы құрылғыларды басқару мүмкіндігі бар электрондық құрылғыларды жасау үшін қолданылады. Arduino негізделген құрылғылар жобалары дербес жұмыс істей алады немесе компьютерде бағдарламалық жасақтамамен өзара әрекеттесе алады (мысалы.: Flash, Processing, MaxMSP, Scratch). Төлемдерді Пайдаланушы өзі жинауы немесе жинауда сатып алуы мүмкін. Бастапқы мәтінді ашықбағдарлама жасау ортасы тегін жүктеу үшін қол жетімді.
Arduino программалау тілі Processing программалаудың мультимедиялық ортасына негізделген «physical computing» платформасына ұқсас Wiring жүзеге асыру болып табылады.
1-сурет. Arduino мысалы
«Physical computing» жүзеге асыру үшін көптеген микроконтроллерлер мен платформалар бар. Және басқа да көптеген мүмкіндіктер бар. Барлық осы құрылғылар программалау туралы Жеке ақпаратты біріктіріп, оны қарапайым құрастыруды жасайды. Arduino, өз кезегінде, микроконтроллермен жұмыс істеу процесін жеңілдетеді, бірақ оқытушылар, студенттер және әуесқойлар үшін басқа құрылғылардың алдында бірқатар артықшылықтары бар:
Құны төмен -Arduino платалары басқа платформалармен салыстырғанда анағұрлым арзан. Arduino модулінің ең арзан нұсқасы қолмен жиналуы мүмкін, ал кейбір тіпті дайын модульдері 50 доллардан аз бағада.
1
№13 дәріс
Arduino контроллері үшін әзірлеу ортасы және бағдарламалау тілдері.
Кросс-платформалық-Arduino бағдарламалық қамтамасыз ету Windows, Macintosh OSX және Linux ОЖ астында жұмыс істейді. Көптеген микроконтроллерлер Windows ОЖ шектеледі.
Қарапайым және түсінікті программалау ортасы – Arduino ортасы бастаушы пайдаланушылар үшін де, тәжірибелі пайдаланушылар үшін де қолайлы. Arduino Processing программалау ортасына негізделген, бұл оқытушылар үшін өте ыңғайлы, себебі осы ортамен жұмыс істейтін студенттер Arduino-мен де таныс болады.
Кеңейту мүмкіндігі бар және бастапқы мәтінмен ашық бағдарламалық жасақтама – Arduino арқылы тәжірибелі пайдаланушылар толықтыра алатын құрал ретінде шығарылады. Тіл C++ кітапханаларымен толықтырылуы мүмкін. Техникалық сенімсіздіктерді түсінгісі келетін пайдаланушылар C++-ке негізделген AVR-С тіліне өту мүмкіндігіне ие. Сәйкесінше, AVR-C ортасынан кодты Arduino бағдарламасына қосу мүмкіндігі бар.
Аппараттық құралдар кеңейтуге мүмкіндігі бар және ашық принципті схемасы – микроконтроллерлер ATMEGA8 және ATMEGA168 негізі болып табылады. Arduino модульдер сұлбалары Creative Commons лицензиясымен шығарылады, демек, тәжірибелі инженерлер модульдердің жеке нұсқаларын жасау мүмкіндігіне ие, оларды кеңейте және толықтыра алады. Тіпті қарапайым пайдаланушылар қаражатты үнемдеу және жұмысты түсіну мақсатында тәжірибелі үлгілерді әзірлей алады.
Arduino - Scratch (S4A – Scratch for Arduino) көмегімен программалау. Scratch ортасының көмегімен электрондық нысандарды (мысалы, «ақылды үй») программалау жүзеге асырылды (Суреттер 1а, 1б). Төменде ортаның осы нұсқасының интерфейсінің Скриншоты және «ТЕТРА оқушысының сандық зертханасынан» программалық кодтардың мысалдары келтірілген.
1 а-сурет. «Ақылды үй» жобас
1 б-сурет. Scratch for Arduino (S4A) бағдарламасының интерфейсі
«ТЕТРА» жиынтығынан тапсырмаларды орындауға мысал (Суреттер 2, 3).
2 сурет. Тетра «жиынтығынан жарықдиодты басқаруға арналған тапсырманың үлгісі»
3-сурет. Қосылған объектілері бар «Тетра» жиынтығының түрі
Бұл жағдайда «Тетра» жиынтығы зертханалық және практикалық жұмыстарға арналған жабдық ретінде қызмет етеді және қосымша білім беру жүйесіндегі үйірмелік жұмыс аясында 12+ жастағы оқушыларды оқытуға бағытталған.
Сондай-ақ, мектеп үйірмелері, ата-аналармен жұмыс және жеке жұмыс үшін Arduino контроллерінің базасында көптеген жеке жобалар бар (Сурет 26).
