2018 年、エレクトロニクスのない生活は考えられません。スマートフォンからコンピューター、デジタル アシスタント、スマート ホームに至るまで、エレクトロニクスはすべての基盤です。ただし、これらのハイエンドで精密な電子機器を画像から遠ざけて、当面は単純な回路も多数使用します。はい、AI と機械学習は、実際の実装というよりは、まだ概念にすぎません。私たちは今でも手動式の信号所や手動式のエアコンやその他のさまざまな家電製品を目にします。しかし、そのようなものはどうやって作られるのでしょうか？私たちの生活を楽にしてくれる電子回路の背後には何があるのでしょうか?電子回路の作成は、控えめに言っても複雑です。
あなたは電子愛好家かもしれませんが、電子回路を一から構築しない限り、電子回路に含まれる複雑さを本当に理解することはできません。特定のプロジェクトまたは回路からの要件が増えると、複雑さが増します。そうは言っても、電子回路のすべての基本機能を提供するプラットフォームをいつでも使用できるため、複雑さはある程度軽減されます。そのようなプラットフォームの 1 つが Arduino であり、これはさまざまな理由から電子愛好家にとって最も人気のあるプラットフォームです。
Arduinoとは何ですか?
Arduino は、電子回路の基本的な機能をすべて備えたプラットフォームで、他のさまざまな周辺機器を接続して作業を行うことができます。一言で言えば、Arduino とはそういうものです。 Arduino はオープンソースであり、コーディング技術が非常にシンプルであるため、初心者や電子愛好家はこのプラットフォームに興味を持ちます。
たとえば、温度センサーや光センサーを作成する必要があります。このような目的には、センシングを目的としたセンサーと、その出力を表示するための表示ボードを接続するだけで済みます。ここで必要なのは、感知されたパラメータに応じて実際の値をディスプレイに表示するための適切なコードを記述することだけです。
Arduinoのアーキテクチャ
Arduino はハーバード アーキテクチャに基づいたマイクロコントローラーをベースにしており、プログラム コードとプログラムに使用されるデータは 2 つの異なるメモリ ユニットに保存されます。入力と出力を目的とした複数の I/O ピンがあり、限られた数のピンが PWM 出力に使用されます。 PWM 出力はアナログ出力を指し、モーターの速度を低下させたり、接続された LED を調光したりするために使用できます。
Arduino は EEPROM (電気的に消去可能でプログラム可能な読み取り専用メモリ) を使用してプログラム コードを保存します。これにより、Arduino IDE を使用してプログラム データをロードしたり削除したりすることが簡単になります。
Arduino は、使用時に一時データを保存する機能的なプライマリ メモリとしてスタティック RAM または SRAM を使用します。ほとんどの Arduino ベーシック ボードの使用には動作に 5 ボルトの DC 電源が必要ですが、IoT やウェアラブルでの使用を目的とした他の高度なボードでは異なる場合があります。
これがArduino Unoボードのアーキテクチャです。
Arduinoの人気の理由
Arduino は、セットアップが簡単でオープンソースであること以外にも、さまざまな理由で人気があります。その成功と人気の理由をいくつか探ってみましょう。
手頃な価格：Arduino ボードはかなり手頃な価格です。入手可能な Arduino ボードには数多くの種類があり、最も人気のあるものは Arduino Uno、Nano、Mega です。要件に応じて、最も適切なものを選択できます。ボードの価格は 50 ドル以下でなければなりません。
幅広い互換性:Arduino は、ほとんどのコンピュータ ベースのオペレーティング システムで簡単にプログラムできます。これはクロスプラットフォームであり、さまざまなプラットフォームすべてに対応した Arduino アプリを使用して、Windows、Linux、Mac から Arduino ボードをプログラムできます。利用可能なすべてのプラットフォームを確認できます。ここ。
コーディングが簡単:さまざまなプラットフォーム用の Arduino ソフトウェアはオープンソースであり、経験豊富なプログラマーによって新機能を追加して限界を押し広げることもできます。 Arduino は、Arduino コードのベースとなる AVR C プログラミングとは別に、C++ ライブラリを使用してプログラムすることもできます。したがって、アルゴリズムが明確になれば、Arduino ボードのコーディングは簡単になります。
簡単な改善:他の多数の外部周辺機器やさまざまな回路を使用して、Arduino ボードの可能性を拡張することもできます。 Arduino ボードを使用した計画は、コミュニティの他のユーザーが簡単に適応できるようにし、改善するために、クリエイティブ コモンズ ライセンスに基づいて配布されます。
Arduino はなぜ使いやすいのでしょうか?
電子プロジェクトを最初から作成するには、最初から接続を計画する必要があるため、複雑さが増す可能性があります。エレクトロニクス プロジェクト エンジニアは、使用するさまざまな周辺機器の電源から駆動回路に至るすべてを開発する必要があります。接続が確立されて初めて、エンジニアはマイクロコントローラーのプログラムを考えることができます。
しかし、Arduino を使用すると、さまざまな周辺機器をボードと互換性を持たせるために、いくつかのインターフェース回路とともに周辺機器を接続するだけで済みます。抵抗器やコンデンサーを半田付けする必要はありません。半田付けには余分な時間がかかり、不適切な部品を選択すると電子機器が焼けてしまう可能性もあります。したがって、エンジニアはプログラムとアルゴリズムのみを重視すればよいため、作業が大幅に簡素化されます。
それとは別に、今日のテクノロジーの世界では、ほとんどのハイエンド電子ガジェットは Bluetooth または USB によって制御され、IoT の一部となっています。 Arduino には、プロジェクトをコンピュータ、ひいてはインターネットに簡単に接続できるように、USB および Bluetooth 用のさまざまなインターフェイス モジュールが付属しています。したがって、最初からすべてを設計する必要はありません。
Arduinoはどこで使われますか?
Arduino は、さまざまな電子プロジェクトに使用できるワンソース電子プラットフォームです。 Arduino を使用してさまざまな電子プロジェクトを作成するには、あなたの想像力が限界です。小さな温度センサーから自動ライトやポンプ、その他多くのものまで、Arduino を使用すればほぼすべてのことができます。
モバイル制御のライトやファンなど、さまざまな DIY Arduino プロジェクトを使用して生活を簡素化することもできます。学校ベースの小規模なプロジェクトから、現実生活の問題を解決するための大規模なプロジェクトまで、Arduino はほぼすべてのことに役立ちます。
開発目的で Arduino を使用する予定がある場合は、Arduino Nano Eagle ファイル、または他の Arduino プラットフォーム用の Eagle ファイルを入手することもできます。 PCB 設計に慣れている場合は、作業がはるかに簡単になります。
Arduinoで使用するプログラムを作成するにはどうすればよいですか?
Arduino プログラミングは非常にシンプルであり、これがさまざまな層のユーザーに Arduino が採用される最大の理由です。 Arduino プログラムを作成したら、USB - Mini-USB ケーブルを使用して Arduino ボードをコンピュータに接続する必要があります。
次に、使用している Arduino ボードを選択し、複数の Arduino ボードがある場合は仮想シリアル ポート番号を選択します。アップロードボタンをタップするだけで、作成したプログラムを書き込むことができます。その後、Arduino ボードに接続された周辺機器はプログラムに従って反応するはずです。
さまざまなArduinoボード
要件に応じて、要件を満たす独自の Arduino ボードを選択できます。最も使用されている Arduino プラットフォームは Arduino Nano と Uno ですが、高度な機能を求める場合は Arduino Mega が非常に人気があります。他のエントリーレベルおよび強化されたArduinoボードもありますが、純正101、探検する、基本的なもののうち、M0、MKRゼロ上級者の中でも。
Arduino の人気が高まるにつれ、さまざまな IoT ベースのプロジェクトやウェアラブルにも使用されています。イーサネット、ユン・ミン、レオナルドETHいくつかの IoT ベースの Arduino ボード、およびジェマ、リリーパッド Arduino、ウェアラブルに適した Arduino ボードの例をいくつか挙げます。ただし、基本的な Arduino プロジェクトを作成する予定がある場合は、Arduino Nano、Uno、Mega が要件を満たす必要があります。 Arduino ボードの完全なリストについては、次を参照してください。ここ。
Arduino Nano は、ATmega328 をコアとする最も基本的な Arduino ボードです。 32 KB のメモリがあり、そのうち 2 KB がブートローダーに使用されます。 2KBのRAMを搭載しています。クロック速度は 16 MHz、PCB サイズはわずか 18×45 mm です。 Arduino Nano には外部インターフェース用の 22 個の I/O ピンがあり、そのうち 6 個は PWM として使用できます。 Arduino Nano に関するその他の詳細をすべて取得するここ。
Arduino Uno は Nano の改良版であり、初心者に最も人気があります。 Atmega328P を頭脳として使用し、14 個の I/O ピンを備えており、そのうち 6 個は PWM に使用できます。 Arduino Nano と Uno はかなり似ていますが、Arduino Uno はより優れたマイクロコントローラーを使用しており、これがより優れた Arduino Uno プロジェクトの背後にある理由です。すべてのArduino Uno技術仕様を確認できますここ。
Arduino Mega は、ここで挙げた最後の 2 つのプラットフォームに比べて大幅な進歩を遂げています。 ATmega2560 マイクロコントローラーが付属しており、54 個の I/O ピンがあり、そのうち 15 個はアナログ出力または PWM に使用できます。また、256 KB ストレージのフラッシュ メモリと 8 KB の RAM も提供します。クロックパルスは同じで16MHzです。その他の詳細を読むここ。
メモリ、RAM、およびクロックパルスは一見わずかに見えるかもしれませんが、Arduino を使用したプロジェクトのプログラムコードとデータを保存するにはかなり大きいです。
Arduino 対 Raspberry Pi
初心者にとって、それは難しい決断になるかもしれません。しかし、私はそれをより簡単にします。
Arduino はマイクロコントローラーをベースにしたシンプルな開発ボードであるため、多くを期待するべきではありません。 Arduino は、継続的に実行する必要がある単純なタスクに最適です。したがって、Arduino は、複雑な意思決定をしたり、多数の作業を同時に実行したりするには、あまり効率的なプラットフォームではありません。
例えば、人の存在を感知して照明を点灯したり、一定の温度に達したらエアコンを点灯したりするなどです。それはほんの一例でした。この例を見て、Arduino を退屈な電子機器だと思わないでください。 Arduino の可能性は無限ですが、オープンソース コミュニティがあればさらに優れています。
一方、Raspberry Piは小型のコンピューターです。コンピューターが何をするのかについて詳しく説明する必要はありません。一度に複数のタスクを処理でき、マイクロコントローラーよりも効率的です。私たちが日常業務に使用するコンピューターほど強力ではありませんが、Raspberry Pi は一度により多くのタスクを処理できます。
Raspberry Pi が必要になる場合について説明します。ある程度の温度に達したらエアコンを入れたくなるかもしれません。また、地元の気象台から 1 か月間の気温予測を取得し、エアコンが何時間稼働するかを計算し、最終的には電気代がいくらになるかを計算します。電気代が一定の基準を超えた場合は、エアコンを以前の設定温度より2度高い温度で起動する必要があります。複数の決定を下し、対応するための効率的なシステムが必要な場合は、Raspberry Pi が最適です。
Arduinoの価格
使用しているボードに応じて、インドでの Arduino の価格は異なります。 Arduino Unoはから入手できますアマゾン約ルピーで1500。ただし、他の場所ではさらに安い価格で同じものを入手できます。これから始めようと考えている場合は、Arduino Nano を約 1000 円という非常に安い価格で入手できます。 200かそこら。
ただし、IoT プロジェクトや DIY ウェアラブルに特化した Arduino ボードをお探しの場合は、それらの目的に適したものを選択することをお勧めします。このようなボードの価格はかなり高いので、優良な販売者から入手するか、あなたの国で入手可能な場合は Arduino の Web サイトから直接入手することをお勧めします。
プログラムを作成するための別の Arduino 言語はありません。プログラミング言語として C++ を使用でき、残りは Arduino IDE が処理します。 Arduino Uno プログラミングなどに別の Arduino Uno ソフトウェアまたは Nano ソフトウェアはありません。したがって、Arduino を使用すると、アイデアを現実に変えるのが非常に簡単になります。
これは開発のための電子プラットフォームの非常に効率的な部分であり、将来的には常に追加の改善が行われます。 Arduino をダウンロードすると、開始するためのサンプル プログラムが多数見つかります。これらを変更して、要件どおりに動作するかどうかを確認できます。
初心者の場合は Arduino Uno または Nano が最適です。少し上級の場合は Arduino Mega が最適です。ただし、後で後悔しないように、常にプロジェクトの要件を確認して、要件に最適な回路を見つけることができます。
Arduino に関する情報がお役に立てば幸いです。 Arduino についてまだ質問がありますか?以下にお気軽にコメントしてください。
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