Giới Thiệu Về Arduino, Arduino Là Gì ?

Giới Thiệu Về Arduino, Arduino Là Gì ?

a. Định nghĩa Arduino.

Theo định nghĩa từ www.arduino.cc , Arduino là nền tảng điện tử mã nguồn mở, dựa trên phần cứng và phần mềm, linh hoạt và dễ sử dụng, các board Arduino có khả năng đọc dữ liệu từ môi trường (ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm,…), trạng thái nút nhấn, tin nhắn từ Twitter,… và điều khiển trở lại với các thiết bị như động cơ, đèn LED, gửi thông tin đến 1 nơi khác,… Chúng ta có thể điều khiển các vi điều khiển trên board Arduino bằng cách sử dụng ngôn ngữ lập trình C++, được điều khiển biên dịch bởi Arduino IDE và các trình biên dịch đi kèm ra mã máy nhị phân. Lúc này Vi điều khiển có thể dễ dàng thực thi chương trình.

 b. Lịch sử hình thành và phát triển Arduino.

Ngày nay, Arduino là một tổ chức hoạt động trong lĩnh vực phần cứng và phần mềm máy tính mã nguồn mở. Dự án Arduino được sinh ra tại học viện Interaction Design ở Ivrea, Italy vào năm 2003. Mục đích ban đầu của board Arduino là giúp cho các sinh viên ở học viện - những người ko mang nền tảng kiến thức về điện tử mang thể tạo ra những sản phẩm 1 bí quyết chóng vánh sở hữu tầm giá tốt và dễ sử dụng. Đấy là một Dự án mã nguồn mở, Arduino vững mạnh phê duyệt việc cho phép người mua trên toàn toàn cầu có thể xây dựng, vững mạnh và đóng góp vào Dự án.

Tên Arduino là tên của 1 quán bar ở Ivrea, Italy. Đây là nơi những nhà sáng lập ra Công trình arduino họp mặt để bắt đầu ý tưởng hình thành Công trình này. Tên của quán bar này đặt theo tên của người chỉ huy quân đội (như lãnh chúa thời phong kiến) tại Ivrea và sau ấy ông này là vua của nước Italy trong khoảng năm 1002 đến năm 1014.

Tại sao là Arduino ?

Hiện giờ, Arduino được sử dụng trong đầy đủ Dự án và trong phổ quát lĩnh vực khác nhau. Chính vì sự linh hoạt, dễ sử dụng và đặc biệt là mã nguồn và phần cứng mở nên nó nhận được sự hỗ trợ rất lớn từ các lập trình viên trên toàn toàn cầu. Phần mềm rất dễ cho các người mới khởi đầu nhưng cũng không thiếu sự cởi mở cho các lập trình viên lâu năm. Cộng đồng Arduino rất lớn nên lúc dùng với Arduino, theo bí quyết đề cập vui là bạn được "support tới tận răng", với tức thị vấn đề bạn gặp phải ngày nay, người dùng Arduino trên toàn cầu cũng đã gặp phải, khắc phục nó và đưa ra những thư viện thấp nhất cho bạn, sở hữu cộng đồng lớn và đặc biệt là phần đông đều open-source nên sẽ dễ dàng hơn nếu như bạn chọn Arduino thay vì nền tảng lập trình khác.

Với các người "ngoại đạo" (đề cập đến các người ko có rộng rãi kiến thức về điện tử) thì Arduino quả thực rất lý tưởng, nó giúp họ tiện dụng tạo ra các sản phẩm can dự đến điện tử. Các kiến trúc sư, thầy giáo, nghệ sĩ với thể chỉ mất vài ngày để đáp ứng sản phẩm điện tử nhằm phục 6/188 IoT Maker Viet Nam vụ cho nhu cầu của họ, trong khi việc này trước đây tuồng như là bất khả thi. Không những thế, sở hữu 1 nghi vấn đặt ra là: giả dụ là 1 kỹ sư điện tử lập trình, với nên dùng Arduino cho các Công trình của mình hay không? Bởi nó quá đơn giản và nhìn giống như là "đồ chơi của trẻ con" ???

Đây là chủ đề được bàn luận khá sôi nổi và thật khó để sắm ra câu tư vấn chính xác. Arduino che đi sự phức tạp của việc lập trình cho vi điều khiển bằng bí quyết phủ lên mình lớp "vỏ bọc" bên trên. Chỉ một vài câu lệnh đơn giản là sở hữu thể chớp, tắt được 1 con LED khi mà với các nền móng lập trình khác, muốn khiến được chuyện này thì bạn phải hiểu kiến trúc của vi điều khiển, hiểu cách truy cập, setup trị giá những bit trong thanh ghi,… từ ấy mới với thể dùng tập lệnh của nó để viết code điều khiển LED. Và sự phức tạp, tinh vi của nền tảng Arduino cũng không thua kém gì các thư viện của nhà cung cấp, có chăng nó làm cho các bạn cảm giác đơn thuần hơn thôi. Những người vun đắp nền tảng Arduino đã tạo ra các lệnh vô cùng thuần tuý, tạo điều kiện cho các bạn dễ tiếp cận. Không những thế bí quyết học đối có "những người trong nghề" không gì tốt hơn nếu muốn nắm rõ về lập trình vi điều khiển là đào sâu Phân tích. Tỉ dụ, đối với 1 người đang làm việc ở ngành nghề IT, muốn tạo hiệu ứng cho các bóng đèn LED qua 1 ứng dụng trên điện thoại. Mang họ, việc tạo vận dụng trên điện thoại là không thành vấn đề, can dự tới điều khiển LED, chỉ cần kết nối board Arduino mang LED, "google search" để kiếm tìm 1 thư viện thích hợp, lấy những hiệu ứng họ cần trong thư viện đó. Việc này tương đối thuần tuý ví như sử dụng Arduino. Vấn đề của họ đã được khắc phục thành công mà không cần biết quá phổ quát về kiến thức điện tử.

Tuy nhiên, vấn đề nảy sinh ở đây là: tôi muốn LED sáng mờ hơn, tôi muốn tạo một số hiệu ứng theo ý mình, tôi cần kết nối nó sở hữu những cảm biến khác, tôi cần truyền, nhận dữ liệu giữa các module mà tôi đã hài hòa,… bài toán đặt ra đã phát triển thành đích thực phức tạp và vượt tầm hiểu biết của họ. Khi này, giá trị của một kĩ sư điện tử lập trình sẽ được biểu hiện. Để làm cho được những yêu cầu đấy, bạn phải hiểu rõ phương pháp hoạt động của vi điều khiển, những chức năng, các chuẩn truyền dữ liệu,… để từ ấy mang thể hiệu chỉnh lại thư viện đang mang, tối ưu hóa và tùy biến theo bắt buộc của người mua.

Lợi Ích Của Arduino

Ích lợi chính ở đây ấy là sự đơn giản của những tập lệnh, cùng đồng lớn và open-source. Thư viện dành cho Arduino không quá khó tậu, lệnh ko quá đa dạng để học nhưng cái chính là bạn phải hiểu nó hoạt động như thế nào. Để Tìm hiểu sâu hơn về nó, những người vững mạnh Arduino đã sản xuất cho chúng ta một thư viện Hardware Abstraction Library (gọi tắt là HAL) dành cho các người nào muốn Đánh giá sâu hơn về cách thức mà Arduino hoạt động.

Thí dụ, với Arduino, để bật 1 bóng LED, chúng ta sẽ dùng 2 lệnh đơn giản là pinMode(PIN_LED) và lệnh digitalWrite(PIN_LED) mang PIN_LED là định nghĩa chân được đấu nối sở hữu đèn LED ngoài thực tại. Tìm hiểu chi tiết hơn thì pinMode() là một hàm :

• Nhằm cấu hình chân giống như ngõ vào (input) hoặc ngõ ra (output), nó sẽ cấu hình thanh ghi hướng dữ liệu DDR (Data Direction Register), nếu một bit của thanh ghi DDR là 0 thì chân đấy sẽ được cấu hình là input, giá trị bit bằng 1 là output. Arduino cho người mới bắt đầu 7/188

• trị giá mặc định ban đầu của những bit này là 0 (input).

• DDR là tên gọi chung của những thanh ghi ở chip ATmega328P, nó bao gồm 3 thanh ghi DDRB, DDRC, DDRD. Các thanh ghi này liên quan đến những chân của chip ATmega328P (board Arduino Uno R3) như bảng bên dưới:

Hình 1. Bảng các thanh ghi DDR tương ứng với các chân của board Arduino Uno R3

Tiếp theo, ATmega328P mang 3 thanh ghi PORT để cài đặt giá trị cho những bit, những bit này tương ứng sở hữu những chân I/O của chip ATmega328P. Chân A0 - A5 là những chân Analog, các chân D0 - D13 là những chân Digital. Trị giá bit bằng 0 là LOW (mức thấp, điện áp 0V DC), bằng một là HIGH (mức cao, điện áp 5VDC). Giá trị mặc định ban sơ của bit là 0.

Hình 2. Bảng những thanh ghi PORT tương ứng mang các chân của board Arduino Uno R3

Tương tự, nếu như chúng ta muốn cho các chân trong khoảng D0 - D7 là ngõ ra thì ta cần cài đặt DDRD = 0b00000000 (0b là định dạng kiểu nhị phân, được hiểu là gán giá trị 0 hoặc một cho từng bit), cho những chân này mức HIGH thì cài đặt giá trị thanh ghi PORTD = 0b11111111.

Đấy là cách hoạt động chung lúc cài đặt hướng và setup giá trị cho các chân GPIPO của những nền tảng lập trình bây giờ. Nếu bạn là 1 kĩ sư điện tử lập trình thì cách học nên theo hướng như vậy. Một khi bạn đã hiểu cách thức hoạt động của vi điều khiển thì dùng Arduino sẽ giúp chúng ta vun đắp Công trình 1 cách thức chóng vánh do tập lệnh tương đối đơn thuần để tiêu dùng.

Chúng ta sở hữu thể xem các tập lệnh của Arduino tại www.arduino.cc/reference/en và Nhận định sâu hơn những tập lệnh của Arduino tại link Arduino hardware core

1 số hàm căn bản được giảng giải chi tiết hơn tại garretlab.web.fc2.com

Tuy nhiên, một số ưu thế của Arduino nữa là:

• Những ví dụ mẫu đi kèm với thư viện và số đông đều open-source nên lúc tậu tới những tỉ dụ loại, chúng ta sẽ hiểu phương pháp thư viện hoạt động. Đồng thời với thể xem source code của họ viết 8/188 IoT Maker Viet Nam để mang thể hiệu chỉnh, tối ưu thư viện theo bí quyết của mình.

• Việc upload code duyệt cổng USB, giúp đơn thuần quá trình nạp code.