Tìm hiểu về arduino

Arduino là gì

Arduino là một nền tảng mã nguồn mở được sử dụng để xây dựng các dự án điện tử. Arduino bao gồm cả bảng mạch lập trình (thường được gọi là vi điều khiển) và một phần mềm hoặc IDE (Môi trường phát triển tích hợp) chạy trên máy tính, được sử dụng để viết và tải mã máy tính lên bo mạch.

Nền tảng Arduino giờ đã khá phổ biến với những người mới bắt đầu với thiết bị điện tử. Không giống như hầu hết các bo mạch lập trình trước đây, Arduino không cần phần cứng riêng để tải mã mới lên bo mạch - bạn có thể chỉ cần sử dụng cáp USB. Ngoài ra, Arduino IDE sử dụng phiên bản đơn giản của C++, giúp việc học lập trình dễ dàng hơn. Arduino cung cấp một mẫu chuẩn giúp dễ tiếp cận các chức năng của bộ vi điều khiển hơn.

Cấu tạo của arduino

Có nhiều loại bo mạch Arduino sử dụng cho các mục đích khác nhau, nhưng hầu hết  Arduino có các thành phần như dưới đây:

Nguồn (USB / Đầu cắm nguồn cái)

Mỗi bo mạch Arduino có một cách nối nguồn. Arduino UNO được cấp nguồn từ cáp USB hoặc đầu cắm nguồn cái. Trong hình trên, cổng USB được đánh số (1) và đầu cắm nguồn cái được đánh số (2).

Cổng USB cũng hỗ trợ tải mã lên bo mạch Arduino.

LƯU Ý: KHÔNG sử dụng nguồn điện lớn hơn 20 Vôn sẽ làm hư Arduino. Điện áp thích hợp cho hầu hết các mô hình Arduino là từ 6 đến 12 Vôn.

Chân (5V, 3.3V, GND, Analog, Kỹ thuật số, PWM, AREF)

Các chân trên Arduino là chỗ nối dây để xây dựng mạch (để liên kết bo mạch với dây thường có các đầu cắm bằng nhựa đen để bạn có thể cắm ngay dây vào bo mạch). Arduino có nhiều loại chân khác nhau, mỗi loại được ghi chú trên bo mạch và được sử dụng cho các chức năng khác nhau.

GND (3): Viết tắt của ‘Ground’. Có một số chân GND trên Arduino, có thể sử dụng bất kỳ chân nào để nối đất cho mạch.

5V (4) & 3.3V (5): Chân 5V cấp nguồn 5 vôn, và chân 3.3V cấp nguồn 3,3 vôn. Hầu hết các linh kiện đơn giản sử dụng với Arduino chạy ổn định ở 5 hoặc 3,3 vôn.

Analog (6): Khu vực các chân có ký hiệu 'Analog In' (A0 đến A5 trên UNO) là các chân nhận tín hiệu đầu vào. Các chân này có thể đọc tín hiệu từ một cảm biến tương tự (như cảm biến nhiệt độ) và chuyển đổi nó thành một giá trị số mà chúng ta có thể đọc.

Digital (7): Qua khu vực các chân analog là tới các chân digital (0 đến 13 trên UNO). Các chân này sử dụng cho cả đầu vào digital (ví dụ như cho biết nút nào được nhấn) và đầu ra digital (như cấp năng lượng cho đèn LED).

PWM (8): Bạn có thể thấy dấu ngã (~) bên cạnh một số chân số (3, 5, 6, 9, 10 và 11 trên UNO). Các chân này hoạt động như các chân digital thông thường, ngoài ra có thể sử dụng cho điều chế độ rộng xung (PWM).

AREF (9): Là viết tắt của tham chiếu analog.  Chân này thường ít được sử dụng. Thỉnh thoảng nó được dùng để thiết lập điện áp tham chiếu bên ngoài (giữa 0 và 5 Vôn) làm giới hạn trên cho các chân analog đầu vào.

Nút reset

Cũng giống như Nintendo gốc, Arduino có nút reset (10). Nếu nhấn nút này sẽ tạm thời kết nối chân reset với đất và khởi động lại bất kỳ mã nào được nạp trên Arduino. Nó rất hữu dụng nếu mã của bạn không lặp lại và bạn muốn kiểm tra nó nhiều lần.

Đèn LED báo nguồn

Ngay bên dưới và bên phải của từ “UNO” trên bảng mạch có một đèn LED nhỏ bên cạnh chữ ‘ON’ (11). Đèn LED này sẽ sáng lên khi cắm Arduino vào nguồn điện.

Đèn LED RX TX

TX là viết tắt của truyền, RX là viết tắt của nhận. Những ký hiệu này xuất hiện khá nhiều trong các thiết bị điện tử để chỉ ra các chân chịu trách nhiệm về giao tiếp nối tiếp. Trong trường hợp bo mạch ở trên, có hai vị trí trên UNO Arduino nơi TX và RX xuất hiện - vị trí thứ nhất là chỗ các chân số 0 và 1, và vị trí thứ hai bên cạnh đèn LED báo TX và RX (12). Những đèn LED này sẽ cung cấp chỉ dẫn trực quan bất cứ khi nào Arduino nhận hoặc truyền dữ liệu.

Mạch tích hợp - IC

IC hay mạch tích hợp (13) có màu đen với các chân kim loại. Bạn có thể xem nó như là bộ não của Arduino. IC trên Arduino ở các bo mạch khác nhau có sự khác nhau, nhưng thường là dòng IC ATmega từ công ty ATMEL. Điều này rất quan trọng, vì bạn cần phải biết loại IC (cùng với loại bo mạch) trước khi tải lên một chương trình. Thông tin này thường được viết ở phía trên cùng của IC. Nếu bạn muốn biết thêm về sự khác biệt giữa các IC khác nhau thì có thể đọc datasheet của nó.

Điều chỉnh điện áp

Bộ điều chỉnh điện áp (14) là thứ bạn không có tương tác với Arduino. Nhưng nó điều chỉnh lượng điện áp được đưa vào bo mạch Arduino. Giống như người gác cổng, nó sẽ xử lý điện áp phụ có thể gây hại cho mạch. Tất nhiên, nó có giới hạn của nó, do đó, không cấp điện cho Arduino lớn hơn 20 vôn.

Các loại arduino

Arduino có nhiều bo mạch khác nhau, mỗi bo mạch có khả năng khác nhau. Thêm vào đó, vì là phần cứng nguồn mở nên nhiều người có thể sửa đổi và tạo ra nhiều các bo mạch Arduino khác với nhiều chức năng hơn. Dưới đây là một số loại phổ biến:

Arduino Uno (R3)

Uno là một lựa chọn tuyệt vời nếu bạn mới làm quen với arduino. Nó có mọi thứ cần thiết để bạn bắt đầu. Nó có 14 chân đầu vào / đầu ra digital (trong đó 6 chân có thể được sử dụng làm đầu ra PWM), 6 đầu vào analog, kết nối USB, giắc cắm nguồn, nút reset và nhiều thứ khác nữa. Nó chứa mọi thứ cần thiết để hỗ trợ vi điều khiển; chỉ cần kết nối nó với một máy tính bằng cáp USB hoặc cấp điện cho nó bằng bộ chuyển đổi dòng xoay chiều thành dòng một chiều hoặc pin.

Lilypad Arduino

LilyPad là một công nghệ dệt e-textile được phát triển bởi Leah Buechley và được hợp tác thiết kế bởi Leah và SparkFun. Mỗi LilyPad được thiết kế cho phép chúng có thể gắn lên quần áo bằng chỉ dẫn điện. LilyPad có đầu vào, đầu ra, điện, và bo mạch cảm biến xây dựng chuyên cho công nghệ dệt e-textile. Thậm chí có thể rửa được.

RedBoard

RedBoard có thể được lập trình qua cáp USB Mini-B sử dụng Arduino IDE. Nó sẽ hoạt động trên Windows 8 mà không phải thay đổi cài đặt bảo mật. Nó ổn định hơn nhờ chip USB / FTDI, cộng với chip hoàn toàn phẳng ở mặt sau, giúp bạn dễ dàng nhúng vào các project hơn. Chỉ cần cắm bo mạch, chọn “Arduino UNO” từ menu là có thể tải mã lên. Bạn có thể cấp nguồn cho RedBoard qua USB hoặc qua đầu cắm nguồn cái. Bộ điều chỉnh nguồn trên bo mạch có thể xử lý từ 7 đến 15V DC.

Arduino Mega (R3)

Arduino Mega giống như anh trai của UNO. Nó có rất nhiều chân đầu vào / đầu ra digital (14 chân có thể được sử dụng làm đầu ra PWM), 16 chân đầu vào analog, kết nối USB, giắc cắm nguồn và nút reset. Nó chứa mọi thứ cần thiết để hỗ trợ vi điều khiển; chỉ cần kết nối nó với một máy tính bằng cáp USB hoặc cấp điện cho nó bằng bộ chuyển đổi dòng xoay chiều thành một chiều hoặc pin. Vì có nhiều chân nên bo mạch này rất tiện dụng cho các project cần nhiều các đầu vào hoặc đầu ra digital (như nhiều đèn LED hoặc nhiều nút).

Arduino Leonardo

Leonardo là bo mạch arduino đầu tiên sử dụng một vi điều khiển tích hợp USB. Vì thế nên nó rẻ hơn và đơn giản hơn. Ngoài ra, bởi vì bo mạch xử lý USB trực tiếp, các thư viện mã có sẵn cho phép bo mạch mô phỏng bàn phím máy tính, chuột và nhiều thứ nữa.

Ứng dụng của arduino

Phần cứng và phần mềm Arduino được thiết kế cho các nghệ sĩ, nhà thiết kế, hacker  và bất kỳ ai quan tâm đến việc tạo ra các đối tượng hoặc môi trường tương tác. Arduino có thể tương tác với các nút, đèn LED, động cơ, loa, đơn vị GPS, máy ảnh, internet và thậm chí cả điện thoại thông minh hoặc TV. Sự linh hoạt này cộng với với phần mềm Arduino là miễn phí, các bo mạch phần cứng khá rẻ và cả phần mềm, phần cứng đều dễ học, nên nó có một cộng đồng người dùng lớn đã đóng góp mã và hướng dẫn cho một lượng lớn project dựa trên Arduino.

Đối với tất cả mọi thứ từ robot và miếng sưởi ấm tay đến các máy dự đoán tương lai, Arduino có thể được sử dụng như bộ não đằng sau hầu hết các dự án điện tử.

Bạn có thể tham khảo các sản phẩm arduino của Điện Tử Tương Lai tại đây: Kit phát triển