ARDUINO - niezbędne komponenty

Zanim rozpoczniemy zabawę z ARDUINO musimy zgromadzić niezbędne komponenty systemu. ARDUINO jest projektem "Open Hardware", co oznacza, że można kopiować, modyfikować i budować własne zestawy. Jest to zdecydowanie tańsze niż kupienie gotowego układu. Minusem budowy własnego ARDUINO jest to, że należy posiadać odpowiednią bazę do zaprogramowania układu, zmontowania poszczególnych elementów. Osobom, które nie wykonywały do tej pory projektów elektronicznych polecam zdecydowanie zakup gotowego układu. W miarę nabywania doświadczenia można zbudować własny. Na rynku dostępne są różne układy oparte o ideę ARDUINO.

Najpopularniejszym z nich jest ARDUINO UNO zbudowany z wykorzystaniem mikrokontrolera ATMEGA328 taktowanego zegarem 16MHz.

 Innym popularnym rozwiązaniem jest ARDUINO MEGA wyposażony w procesor ATMEGA1280. Od pierwowzoru różni się zastosowanym mikrokontrolerem, który posiada większą ilość wyprowadzeń oraz więcej pamięci FLASH dla programu.

Projekty prezentowane w naszym kursie będą testowane zarówno na ARDUINO UNO jak również na ARDUINO MEGA. Nie oznacza to jednak, że prezentowane rozwiązania nie będą mogły funkcjonować na dowolnym innym układzie z rodziny ARDUINO. W przypadku, gdy zastosowane zostaną specyficzne elementy ARDUINO MEGA na początku artykułu pojawi się stosowna informacja.

Poniżej przedstawiono parametry typowych układów ARDUINO:

Jak widać na powyższym zestawieniu ARDUINO MEGA jest rozbudowaną wersją o większych możliwościach zarówno sprzętowych jak i programowych. Wszystkie obecne układy wyposażone zostały w port USB umożliwiający podłączenie ich do komputera. USB wykorzystywane jest zarówno do programowania układów jak i do przesyłania danych pomiędzy komputerem a sterownikiem. Jest to bardzo wygodny sposób na kontrolę danych, jak również na przesyłanie informacji do ARDUINO. Najłatwiej zaopatrzyć się w odpowiedni układ na znanym portalu aukcyjnym. Ceny zaczynają się od 40zł.

Niezbędnym elementem wymaganym do prawidłowej pracy układu (jego programowania i testowania) jest napisane w Javie środowisko programistyczne IDE, które umożliwia pisanie programu, zaprogramowanie układu oraz komunikację z ARDUINO za pomocą portu USB. ArduinoIDE jest pakietem darmowym rozpowszechnianym na licencji GPL. Posiada nieskomplikowaną strukturę umożliwiającą szybkie intuicyjne zarządzanie projektem.

ArduinoIDE można uruchomić na dowolnym popularnym systemie operacyjnym. Nie ma różnicy w użytkowaniu pakietu z poziomu systemu Windows czy Linux. Jako osoba zaangażowana w propagowanie narzędzi open source polecam zdecydowanie Linuksa;) Na tym systemie powstaną poszczególne projekty i na nim będą testowane. Nie powinno to mieć jednak żadnego znaczenia dla użytkowników systemów z rodziny Windows.

Pakiet ArduinoIDE umożliwia wybranie posiadanego układu. Na liście znajdują się wszystkie popularne odmiany układów. Jeżeli jakiegoś nie ma, można go dodać. Dodatkowo można wypalić (wgrać, zaprogramować) mikrokontroler do nowego układu ARDUINO.

ArduinoIDE można pobrać bezpośrednio ze strony projektu arduino.cc. Ze względu na pojawiające się nowe wersje jest to najlepszy sposób na posiadanie aktualnego, najnowszego wydania. Osoby korzystające z systemu Linux powinny poszukać pakietu w repozytoriach własnej dystrybucji - większość dystrybucji posiada na liście ArduinoIDE. 

Użytkownicy systemu Windows muszą zainstalować sterowniki do urządzenia USB. Niezbędne sterowniki dostępne są bezpośrednio w pakiecie ArduinoIDE w katalogu drivers. Znajdują się tam przynajmniej dwa sterowniki. Pierwszy z nich obsługuje zestaw ARDUINO, w którym rolę konwertera USB pełni mikrokontroler ATMEGA, drugi natomiast dedykowany jest zestawom z wbudowanym sprzętowym kinwerterem FTDI. Wybór sterownika uzależniony jest oczywiście od posiaanego zestawu ARDUINO. Po zainstalowaniu sterownika zestaw jest gotowy do pracy.

Opisane powyżej elementy stanowią niezbędne minimum umożliwiające rozpoczęcie zabawy. Warto jednak zaopatrzyć się w dodatkowe elementy, które urozmaicą i ułatwią konstruowanie urządzeń. Podstawą do szybkiego montażu i testowania układów jest płytka stykowa (dostępna również na znanym portalu aukcyjnym) oraz zestaw przewodów połączeniowych.

Dodatkowo warto zgromadzić odrobinę drobiazgów takich jak: diody LED, rezystory, wyświetlacz LCD (np. 16x2), termometr, potencjometr, przyciski. Zaopatrzeni w powyższe elementy możemy przystąpić do nauki programowania i budowy układów opartych na ARDUINO.