Arduino – một bo mạch vi điều khiển nguồn mở – là một cách thú vị và dễ dàng để bắt đầu học điện tử. Bạn có thể bắt đầu với số tiền chỉ khoảng vài trăm nghìn cho phần cứng.
Arduino là gì?
Arduino là một nền tảng mã nguồn mở được sử dụng để xây dựng các ứng dụng điện tử tương tác với nhau hoặc với môi trường được thuận lợi hơn.
Arduino giống như một máy tính nhỏ để người dùng có thể lập trình và thực hiện các dự án điện tử mà không cần phải có các công cụ chuyên biệt để phục vụ việc nạp mã.
Arduino tương tác với thế giới thông qua các cảm biến điện tử, đèn, và động cơ.
Arduino gồm:
– Phần cứng gồm một board mạch mã nguồn mở (thường gọi là vi điều khiển) có thể lập trình được.
– Các phần mềm hỗ trợ phát triển tích hợp IDE (Integrated Development Environment) dùng để soạn thảo, biên dịch mã và nạp chương trình cho board.
Mã nguồn mở
Phần cứng và phần mềm của Arduino đều là nguồn mở – các sơ đồ đều được public trực tuyến nên bạn hoàn toàn có thể mua linh kiện về và tự làm lấy.
Khả năng kết nối
– Arduino có thể hoạt động độc lập.
– Arduino có thể kết nối với một máy tính. Máy tính của bạn được phép truy cập dữ liệu cảm biến từ thế giới bên ngoài và cung cấp thông tin phản hồi.
– Các Arduino có thể kết nối với nhau.
– Arduino có thể kết nối với thiết bị điện tử khác.
– Arduino có thể kết nối với các chip điều khiển.
Arduino là một công cụ học tập, sáng tạo tuyệt vời giúp bạn thực hiện bất cứ dự án nào một cách dễ dàng. Bạn có thể truy cập vào trang web chính thức của Arduino để tìm hiểu thêm thông tin và các hướng dẫn lập trình cơ bản.
Ứng dụng của Arduino trong đời sống
– Làm Robot: Arduino có khả năng đọc các thiết bị cảm biến, điều khiển động cơ, … nên nó thường được dùng để làm bộ xử lý trung tâm của rất nhiều loại robot.
– Game tương tác: Arduino có thể được sử dụng để tương tác với Joystick, màn hình, … khi chơi các game như Tetrix, phá gach, Mario, …
– Máy bay không người lái.
– Điều khiển đèn tín hiệu giao thông, làm hiệu ứng đèn Led nhấp nháy trên các biển quảng cáo, …
– Điều khiển các thiết bị cảm biến ánh sáng, âm thanh.
– Làm máy in 3D.
– Làm đàn bằng ánh sáng.
– Arduino còn rất nhiều ứng dụng hữu ích khác tùy vào sự sáng tạo.
Arduino Uno
Bảng vi điều khiển Arduino phổ biến nhất là model Uno. Điều này một phần do đây là một trong những sản phẩm đầu tiên nên nó đã được áp dụng rộng rãi trước khi các thiết kế tiếp theo được tạo ra.
Arduino Uno được xác định về mặt kỹ thuật bởi hình dạng và vị trí của các chân đầu vào và đầu ra. Bạn sẽ tìm thấy nhiều phiên bản của Arduino Uno ngoài thị trường, nhưng tất cả chúng vẫn làm cùng một thứ và chạy cùng một code.
Sơ đồ của một Arduino
Bộ não của model Uno là chip logic ATmega328P hoặc 168. Đây là thứ lưu trữ và chạy code của bạn.
Ở phía trên cùng của mạch (bên trái đầu nối USB), bạn sẽ tìm thấy 14 chân cắm đầu vào/đầu ra digital. Trong code, bạn cho Arduino biết nên sử dụng một chân cụ thể làm đầu vào hay đầu ra. Các chân digital này có thể đọc hoặc phát ra tín hiệu 0 hoặc 1 (còn gọi là low hoặc high). Vì Arduino chạy ở điện áp 5 volt, nên tín hiệu low là 0V, trong khi tín hiệu high là 5V. Không có mức nào ở giữa.
Ở dưới cùng bên phải, bạn sẽ tìm thấy 5 chân đầu vào tương tự. Không giống như các chân digital I/O, những chân này chỉ là đầu vào và có thể hoạt động với các cảm biến có điện áp thay đổi từ 0-5V. Chúng biến điện áp biến đổi đó thành một con số từ 1-1024. Một ví dụ về cảm biến analog là điện trở phụ thuộc vào ánh sáng (LDR), điện trở này thay đổi mức điện áp được phép đi qua tùy thuộc vào mức ánh sáng hiện tại. Bạn nên kiểm tra xem cảm biến của mình là analog hay digital trước khi kết nối.
Ở phía dưới bên trái là một bộ các chân nguồn. Hầu hết thời gian bạn sẽ chỉ sử dụng các chân +5V và GND (nối đất hoặc 0V) để cung cấp năng lượng cho cảm biến và những thiết bị đầu ra nhỏ hơn. Nếu bạn đang kết nối các động cơ có công suất cao hơn hoặc một chuỗi đèn LED, thì điều cần thiết là cấp nguồn cho chúng từ bên ngoài và đừng cố lấy hết nguồn từ Arduino.