Arduinoの定義
Arduinoは実際にはマイクロコントローラーベースのキットであり、ベンダーから直接購入して使用することも、オープンソースハードウェア機能によりコンポーネントを使用して自宅で作成することもできます。これは基本的に、通信や多くのデバイスの制御または操作に使用されます。 2005年にMassimoBanziとDavidCuartiellesによって設立されました。
Arduinoアーキテクチャ:
Arduinoのプロセッサは基本的に、プログラムコードとプログラムデータが別々のメモリを持つハーバードアーキテクチャを使用しています。プログラムメモリとデータメモリの2つのメモリで構成されています。コードはフラッシュプログラムメモリに保存され、データはデータメモリに保存されます。 Atmega328は、コードを格納するための32 KBのフラッシュメモリ(うち0.5 KBはブートローダーに使用されます)、2KBのSRAMおよび1KBのEEPROMを備え、16MHzのクロック速度で動作します。
Arduinoアーキテクチャ
Arduinoのピン図
Arduinoボードの典型的な例はArduinoUnoです。これは、28ピンマイクロコントローラーであるATmega328で構成されています。
Arduinoのピン図
Arduino Unoは、14個のデジタル入力/出力ピン(うち6個はPWM出力として使用可能)、6個のアナログ入力、16 MHz水晶発振器、USB接続、電源ジャック、ICSPヘッダー、およびリセットボタンで構成されています。
電源ジャック :Arduinoは、PCからUSBを介して、またはアダプターやバッテリーなどの外部ソースを介して電力を供給できます。 7〜12Vの外部電源で動作します。電力は、ピンVinを介して外部から、またはIORefピンを介して電圧リファレンスを与えることによって適用できます。
デジタル入力 :14個のデジタル入力/出力ピンで構成されており、それぞれが40mAの電流を供給または吸収します。それらのいくつかは、シリアル通信用にそれぞれRxとTxとして機能するピン0と1、外部割り込みであるピン2と3、pwm出力とピンを提供するピン3、5、6、9、11のような特別な機能を持っています。 LEDが接続されている13。
アナログ入力 :6つのアナログ入力/出力ピンがあり、それぞれが10ビットの分解能を提供します。
ARef :アナログ入力への参照を提供します
リセット :ローになるとマイクロコントローラをリセットします。
Arduinoをプログラムする方法は?
Arduinoの最も重要な利点は、ハードウェアプログラマーがプログラムを作成しなくても、プログラムをデバイスに直接ロードできることです。これは、プログラムを回路に焼き付けることができる0.5KBのブートローダーが存在するために行われます。私たちがしなければならないのは、Arduinoソフトウェアをダウンロードしてコードを書くことだけです。
Arduinoツールウィンドウは、確認、アップロード、新規、開く、保存、シリアルモニターなどのボタンを備えたツールバーで構成されています。また、コードを記述するためのテキストエディター、エラーの表示などのフィードバックを表示するメッセージ領域、出力を表示するテキストコンソール、および[ファイル]、[編集]、[ツール]メニューなどの一連のメニューで構成されます。
Arduinoをプログラムする5つのステップ
- Arduinoで書かれたプログラムはスケッチとして知られています。基本的なスケッチは3つの部分で構成されています
1.変数の宣言
2.初期化:setup()関数で記述されます。
3.制御コード:loop()関数で記述されます。
- スケッチは.ino拡張子で保存されます。確認、スケッチを開く、スケッチの保存などの操作は、ツールバーのボタンまたはツールメニューを使用して実行できます。
- スケッチはスケッチブックディレクトリに保存する必要があります。
- ツールメニューとシリアルポート番号から適切なボードを選択します。
- アップロードボタンをクリックするか、ツールメニューからアップロードを選択します。したがって、コードはブートローダーによってマイクロコントローラーにアップロードされます。
基本的なAdruino機能のいくつかは次のとおりです。
- digitalRead (ピン):指定されたピンのデジタル値を読み取ります。
- digitalWrite (ピン、値):指定されたピンにデジタル値を書き込みます。
- pinMode (ピン、モード):ピンを入力モードまたは出力モードに設定します。
- AnalogRead (ピン):値を読み取って返します。
- AnalogWrite (ピン、値):そのピンに値を書き込みます。
- serial.begin (ボーレート):ビットレートを設定してシリアル通信の開始を設定します。
独自のArduinoを設計する方法は?
Arduinoベンダーから提供された回路図に従って独自のArduinoを設計することもできます。また、Webサイトでも入手できます。必要なのは、ブレッドボード、LED、電源ジャック、ICソケット、マイクロコントローラー、いくつかの抵抗、2つのレギュレーター、2つのコンデンサーです。
- ICソケットと電源ジャックはボードに取り付けられています。
- レギュレータとコンデンサの組み合わせを使用して、5vおよび3.3vレギュレータ回路を追加します。
- マイクロコントローラのピンに適切な電源接続を追加します。
- ICソケットのリセットピンを10K抵抗に接続します。
- 水晶発振器をピン9と10に接続します
- LEDを適切なピンに接続します。
- メスヘッダーをボードに取り付け、チップのそれぞれのピンに接続します。
- プログラムをアップロードする代わりに使用できる6つのオスヘッダーの行をマウントします。
- 既製のAdruinoのマイクロコントローラーにプログラムをアップロードし、それをこじ開けてユーザーキットに戻します。
Arduinoが最近好まれている7つの理由
- 安いです
- オープンソースのハードウェア機能が付属しており、ユーザーはすでに利用可能なキットを参照ソースとして使用して独自のキットを開発できます。
- Arduinoソフトウェアは、Windows、Linux、Macintoshなどのすべてのタイプのオペレーティングシステムと互換性があります。
- また、経験豊富なソフトウェア開発者がArduinoコードを使用して既存のプログラミング言語ライブラリとマージできるようにするオープンソースソフトウェア機能が付属しており、拡張および変更できます。
- 初心者でも使いやすいです。
- 完全にスタンドアロンのArduinoベースのプロジェクト、またはコンピューターにロードされたソフトウェアとの直接通信を伴うプロジェクトを開発できます。
- 電源とリセット回路が内蔵されているため、USB経由のシリアル通信を使用してコンピューターのCPUに簡単に接続できます。
つまり、これはArduinoに関するいくつかの基本的な考え方です。多くの種類のアプリケーションに使用できます。たとえば、センサーからの入力に基づいて、モーター、発電機などの一部のアクチュエーターを制御するアプリケーションで。
写真クレジット:
- Arduinoのピンダイアグラム Flickr