Maskinvare for Arduino

Kva er Arduino?

Arduino er namnet på ei populær plattform for elektronisk prototyping og utvikling. Plattforma gir brukarane høve til å lage interaktive prosjekt ved hjelp av ein enkel og brukarvennleg mikrokontroller.

Oppbygning

Arduino-verktøyet består av to hovudkomponentar: eit mikrokontrollerbrett og eit programmeringsverktøy.

Mikrokontrollerbrettet er "hjernen" der alle utrekningane og prosessane blir utførte. Det finst ulike typar Arduino-brett, mellom anna Arduino Uno, Arduino Nano og Arduino Mega. Kvar Arduino-type har ulike eigenskapar og funksjonar.

Arduino-brettet har vanlegvis ei rekke I/O-portar som kan brukast til å kople til eksterne einingar som sensorar, skjermar eller motorar og kommunisere med dei. Desse pinnane er heilt nødvendige for interaksjonen mellom Arduinoen og omverda.

Spenningsforsyning

Arduino-brettet kan drivast av ulike spenningsforsyningar. Det kan til dømes vere kopla til ei datamaskin via ein USB-port som gir både dataoverføring og straumtilførsel. I tillegg kan Arduinoen få straum frå ei ekstern straumkjelde, til dømes frå eit batteri eller ein veggadapter som er kopla til strauminngangen på Arduino-brettet.

Ulike Arduino-modellar kan ha ulike spenningskrav. Derfor må vi sjekke spesifikasjonane for modellen vi bruker, for å sikre at han får tilført rett spenning og straum.

Sjølve Arduinoen jobbar med ei spenning på 5 Volt, men spenningsforsyninga kan vere mellom 5 og 12 Volt. Leverandøren anbefaler ei spenningsforsyning på 8 til 12 Volt.

I/O-portar

I/O-portar blir brukte for å kople Arduinoen saman med eksterne einingar. Desse portane blir kalla ofte pinnar, og når vi programmerer dei, nyttar vi koden Pin. Arduino-brettet har digitale og analoge I/O-portar.

Digitale portar

Digitale portar kan vere konfigurerte som anten inngangar eller utgangar. Som inngangar kan dei lese digitale signal, til dømes knappepress eller sensorverdiar.

Som utgangar kan dei levere digitale signal, til dømes for å styre LED-lys eller motorar. Dei digitale verdiane kan då berre vere 0 (av) eller 1 (på). Når vi skriv kode, bruker vi LOW og HIGH for 0 og 1.

Analoge portar

Analoge portar eller pinnar kan lese analoge signal, til dømes signal frå sensorar som sender variable spenningsverdiar. Pinnane konverterer analoge signal til digitale verdiar som kan behandlast av mikrokontrolleren.

Døme på sensorar som sender analoge signal, kan vere mikrofonar som registrerer ulike lydnivå, temperaturmålarar som angir ulike temperaturar, eller vribrytarar som gir ulike signal, på same måten som ein volumknapp.

Motstandar ved kopling

Når vi koplar sensorar og aktuatorar til ein Arduiono, bruker vi motstandar (resistorar) til å regulere straumstyrken. Motstander i har fleire viktige funksjonar:

Avgrensing av straummengde

Motstandar blir ofte brukte til å avgrense straummengda som går gjennom ein lysdiode eller ein annan elektronisk komponent. Dette er viktig for å unngå skade på komponentane.

Nivåkonvertering

Motstandar kan òg brukast til å konvertere spenningar eller sørge for at signal kan sendast mellom ulike einingar. Dei kan til dømes brukast til å tilpasse spenninga frå ein sensor til eit spenningsnivå som Arduinoen kan lese. Arduinoen jobbar med 0 til 5 Volt, og viss ein sensor som er kopla til, gir spenningar på over 5 Volt, må dette signalet regulerast ned til rett nivå ved hjelp av ein eller fleire motstandar.

Definering av tilstand (på/av)

Ved tilkopling av knappar og brytarar bruker vi pull-up- og pull-down-motstandar for å sikre at I/O-pinnane har ein definert tilstand når knappane ikkje blir trykte på. På denne måten unngår vi flytande verdiar eller støy. Arduinoen er nemleg veldig følsam, og ved små straumlekkasjar kan portane registrere uønskte signal. Ein motstand i kretsen fjernar slik straumstøy. Motstandsstyrke vel vi ut frå spesifikasjonane for dei elektroniske komponentane og ut frå straumen eller spenningsnivået som vi treng.

Open source

Arduino-verktøya er "open source", dei har open kjeldekode. Det betyr at både maskinvara og programvara som blir brukte i Arduino-plattforma, er tilgjengelege for allmenta utan restriksjonar. Dette inneber fleire viktige ting:

Tilgjengelegheit

Alle kan få tilgang til og bruke Arduino-designa, spesifikasjonane og programvara utan at dei treng spesielle løyve eller lisensar. Dette fremmar ei open og inkluderande tilnærming til teknologi der alle kan delta og dra nytte av Arduino-plattforma.

Læring og utdanning

Arduino-plattforma er mykje brukt i utdanningsmiljø for å introdusere studentar for elektronikk, programmering og prototyping. Fordi kjeldekoden er open, har alle høve til å utforske og forstå korleis teknologien fungerer, både programvara og kvar enkelt komponent.

Deling og samarbeid

Open source-tankegangen til Arduino inviterer til deling av kunnskap, ressursar og prosjekt. Brukarar kan dele Arduino-baserte prosjekt, kodedøme og rettleiingar slik at alle i Arduino-miljøet kan lære og dra nytte av kvarandres arbeid.

Tilpassing og innovasjon

Som eit opent kjeldekodeprosjekt oppmodar Arduino-miljøet alle til å bidra med forbetringar, nye idéar og ny funksjonalitet. Utviklarar og brukarar har høve til å forandre og utvide kode og komponentar for å møte spesifikke behov. Dei kan òg utvikle heilt nye funksjonar.

Den opne kjeldekodefilosofien til Arduino har bidratt til å skape eit sterkt og levande samfunn av Arduino-entusiastar og -utviklarar. Han har òg stimulert til utviklinga av eit breitt spekter av tilleggsprodukt og utvidingar som er kompatible med Arduino-plattforma.

Utnytt moglegheitene!

Arduino er ei kraftig og brukarvennleg plattform for elektronisk prototyping. Ho lar deg raskt komme i gang med spennande prosjekt og eksperimentere med elektronikk og programmering. Når du har valt ein Arduino-modell, er det viktig at du ser på den tekniske dokumentasjonen og på online-ressursar slik at du får utnytta moglegheitene modellen gir deg.