Большинство родителей никогда не слышали об Arduino, но это отличный вариант для того, чтобы занять своего ребенка увлекательным и познавательным делом. Если ваш ребенок очарован роботами, компьютерами и тем, как все работает, Arduino – блестящий способ удовлетворить его любопытство. И не думайте, что дети должны быть старшеклассниками, чтобы начать заниматься с Arduino. Наборы с этой микроконтроллерной платформой, которые есть сегодня, подходят для детей (и взрослых) всех возрастов.
Когда дело доходит до работы с дисплеями, возникает разрыв между традиционными микроконтроллерами и системами-на-кристалле (SoC) в основном на базе Linux. SoC, которая обитает в смартфоне, всегда будет иметь достаточное количество оперативной памяти для фреймбуфера, и обычно она имеет несколько контактов, предназначенных для интерфейса LCD.
Но благодаря прогрессу в области электронных компонентов такой разрыв сокращается. Так, недавно компания Microchip выпустила микроконтроллер, который размывает границы между тем, что можно сделать с помощью SoC, и что можно сделать с помощью микроконтроллера. Семейство микроконтроллеров PIC32MZ DA предназначено для графических приложений и оснащено дополнительным модулем ОЗУ и выделенным графическим процессором.
Хотя экосистема Arduino задумывалась в первую очередь как отличный инструмент для радиолюбителей и новичков в электронике, тем не менее, во преки распространенному мнению в ее бесполезности в серьезных задачах, платы Arduino и среда разработки Arduino IDE успешно применяются также профессиональными разработчиками и инженерами.
Но экосистема Arduino существует уже практически 13 лет, а это значит, что она старше iPhone, поэтому, если «долгожительство» в области электроники представляет собой какой-то показатель качества, возможно, пришло время начать смотреть на Arduino гораздо более серьезно.
Компания SiFive пока не слишком хорошо известна электронщикам и радиолюбителям. Тем не менее, она вполне успешно разрабатывает микроконтроллеры с набором инструкций RISC-V. Архитектура RISC-V является достаточно новой (создана в 2010 году) и полностью открытой, то есть она доступна для свободного использования. На ее основе был сделан работающий на тактовой частоте 320 МГц микроконтроллер SiFive Freedom E310 (FE310), который присутствует на их плате HiFive1 с форм-фактором Arduino Uno.
Но SiFive решили пойти дальше в сотрудничестве с экосистемой Arduino и сделали плату под названием Arduino Cinque, в которой основным элементом, конечно же, является микроконтроллер Freedom E310, признанный одним из быстрейших и производительных микроконтроллеров, доступных сегодня на рынке.
Приемопередатчик HC-12 представляет собой полудуплексный беспроводной последовательный модуль связи со 100 каналами в диапазоне 433.4-473.0 МГц, способный передавать данные на расстояние до 1 км. Радиочастотная микросхема Этого модуля содержит передатчик на 20 дБм (100 мВт) и приемник, который имеет чувствительность -117 дБм (2 × 10-15 Вт) при 5000 бит/с.
Сегодня можно найти несколько разновидностей модуля HC-12, но все они, как правило, основаны на приемопередатчике Si4463 и микроконтроллере STM8S003F3. В данном материале будет реализован несложный проект на основе HC-12 и Arduino.
Платформа Arduino является очень удобной и легко осваиваемой новичками, что позволяет довольно быстро создавать несложные проекты в области электроники и автоматизации. Как правило, наиболее популярные платы Arduino основаны на 8-разрядных микроконтроллерах ATmega и не могут предложить большой производительности. Но для упрощения взаимодействия новичков с платами Arduino многие сложности в коде были скрыты от посторонних глаз с помощью различных библиотек.
Экосистема Arduino в действительности использует язык высокого уровня C++. Как правило, часть кода C++ содержится библиотеках и фреймворках, и большинство людей просто склонны кодировать свои основные программы, используя C-стиль, используя объекты библиотеки. Но из-за этого быстродействие микроконтроллера сильно снижается, поскольку максимальной производительности можно достичь лишь используя ассемблер, а не языки высокого уровня. Тем не менее, энтузиаст под ником Fredllll создал библиотеку шаблонов для ускорения работы линий ввода/вывода (GPIO) Arduino.
Отладочные платы dsPICDEM MC1 и IE-SKIT-DSPIC30F предназначены для исследования микроконтроллеров с сигнальным процессором типа dsPIC фирмы Microchip. Плата dsPICDEM MC1 является официальной разработкой фирмы-производителя микроконтроллеров Microchip, IE-SKIT-DSPIC30F – разработка тайваньской компании Innovative Experiments, которая позиционирует данную плату как оценочный лабораторный комплекс для освоения принципов работы с микроконтроллерами (МК). Данные платы имеют как и очевидные сходства, так и некоторые различия и нюансы.
Сегодня FM-передатчики пользуются немалой популярностью, в первую очередь благодаря тому, что радиоприемники и магнитолы старых машин не читают информацию с современных накопителей (флешек, SD-карт). Поэтому автолюбители покупают такие FM-передатчики, чтобы с этих накопителей транслировать в эфир любимую музыку на ближайшее расстояние, чтобы FM-приемник принял эту информацию.
Сегодня FM-передатчики можно найти в магазинах бытовой техники и электроники. Китайские модели стоят относительно дешево, брендовые же модели имеют приличную цену. Но, к счастью, FM-передатчик можно сделать самому на основе Arduino и модуля NS73M.
Резистор – это электрическое устройство, которое сопротивляется потоку электрического тока. Существуют как обычные (постоянные) резисторы с неизменным сопротивлением, так и переменные, сопротивление которых можно задавать в определенном пределе. Такие резисторы еще называют потенциометрами. Благодаря прогрессу сегодня мы можем использовать не только аналоговые потенциометры, сопротивление которых задается ручкой или ползунком, но и цифровые, в которых сопротивление определяется цифровым кодом.
Цифровые потенциометры являются довольно простыми устройствами, которые можно без проблем использовать в проектах с Arduino.
Стандарт ZigBee представляет собой совокупность протоколов верхнего уровня для беспроводной передачи данных. С помощью ZigBee можно организовывать надежные ячеистые сети с небольшой скоростью передачи данных. Для построения таких сетей имеются очень простые в использовании модули серии XBee компании Digi International.
Эти модули можно подключать к Arduino, задействовав шилд XBee Shield. Применение такого шилда повышает удобство работы с модулем благодаря надежному креплению и легкому доступу к выводам, чего сложнее добиться при кабельном соединении модуля. XBee Shield работает с версиями XBee модулей Series 1, Series 2, Standard и Pro.