Arduino: Магия, которую можно потрогать руками

Arduino: Магия, которую можно потрогать руками

Простой гид для тех, кто хочет оживить железо

Представьте, что вы можете щелкнуть пальцами, и в вашей комнате загорится свет. Или сделать так, чтобы цветок сам поливал себя, когда земля становится сухой. Звучит как фантастика? На самом деле, это реальность, и ключ к ней лежит у вас на ладони. Этот ключ называется Arduino (см.рисунок 1).

Рисунок 1 – Подвиды Arduino

В этой статье мы разберемся, что это за зверь, почему он покорил мир и как вы можете сделать свой первый шаг в мир «умных вещей» уже сегодня.

Что такое Arduino?

Если говорить совсем просто, Arduino — это маленький компьютер, который можно запрограммировать на выполнение конкретных задач. Но в отличие от вашего ноутбука, на нем нельзя смотреть фильмы или писать документы.

Лучшая аналогия: Представьте, что Arduino — это мозг.

¾              Датчики (температуры, света, движения) — это его глаза и уши. Они считывают информацию из мира.

¾              Исполнительные устройства (лампочки, моторчики, экранчики) — это его руки и голос. Они воздействуют на мир.

Вы пишете «инструкцию» (код) для этого мозга, собираете цепь из проводов и деталей, и вуаля — ваше устройство начинает жить своей жизнью!

Почему именно Arduino?

В мире электроники много разных плат, но Arduino стала легендой по трем причинам:

1.                 Это просто. Вам не нужно быть инженером с дипломом, чтобы начать.

2.                 Это дешево. Оригинальная плата стоит недорого, а китайские аналоги — еще дешевле.

3.                 Это сообщество. Если вы застряли, знайте: миллионы людей уже решали вашу проблему. Готовые коды и схемы лежат в свободном доступе.

Что нужно для старта?

Вам не нужно скупать весь магазин электроники. Для начала хватит «Стартового набора» (Starter Kit). Вот минимальный список:

1.                 Плата Arduino Uno. Самая популярная и удобная модель для новичков.

2.                 USB-кабель. Чтобы подключить плату к компьютеру и загрузить программу.

3.                 Макетная плата (Breadboard). Доска с дырочками, куда вставляются провода без пайки.

4.                 Светодиоды и резисторы. Чтобы что-то светилось и ничего не сгорело.

5.                 Соединительные провода. «Папа-папа» и «Папа-мама».

6.                 Компьютер. Любой, даже не самый мощный.

Страшное слово «Код»

Многие боятся начинать, потому что думают: «Я не программист, я не знаю языков!». Спокойствие. Язык Arduino основан на C++, но он сильно упрощен. Вся программа состоит всего из двух главных частей (см.рисунок 2):

1.                 void setup() (Настройка). Здесь вы пишете то, что должно произойти один раз при включении. Например: «Включи лампочку в режим работы».

2.                 void loop() (Цикл). Здесь вы пишете то, что должно повторяться бесконечно. Например: «Включи свет, подожди секунду, выключи свет, подожди секунду».

Рисунок 2 – Два главных частей кода в Arduino

Вот и всё! Ваш код — это просто список команд, которые плата выполняет по порядку.

Первый проект: «Привет, мир!»

В программировании первым делом выводят надпись «Hello World». В мире Arduino первым делом заставляют мигать светодиод. Это ваша первая победа над материей. Как это выглядит в жизни:

1.                 Вы вставляете светодиод в макетную плату.

2.                 Соединяете его проводами с платой Arduino.

3.                 Открываете специальную программу (Arduino IDE) на компьютере.

4.                 Вставляете готовый код (он есть в примерах программы).

5.                 Нажимаете кнопку «Загрузить».

Через пару секунд светодиод начнет мигать. В этот момент вы почувствуете себя немного творцом. Вы написали инструкцию, и физический объект в реальном мире подчинился ей.

 Куда двигаться дальше?

Как только вы поняли принцип «включил-выключил», границы исчезают. Вот что можно сделать, немного повысив уровень:

¾              Умный дом: Датчик температуры включает вентилятор, если в комнате жарко.

¾              Погодная станция: Arduino показывает на экране температуру и влажность на улице.

¾              Робот-машинка: Которая объезжает препятствия, «видя» их ультразвуковым датчиком (как летучая мышь).

¾              Интерактивное искусство: Световая инсталляция, которая реагирует на музыку или хлопки.

Разрушаем мифы

¾              Миф: Нужно знать физику и высшую математику.

¾              Реальность: Для 90% проектов хватит умения складывать числа и понимать, что ток течет от плюса к минусу.

¾              Миф: Нужно уметь паять.

¾              Реальность: На макетной плате все собирается без паяльника. Пайка понадобится только для серьезных проектов в будущем.

¾              Миф: Это только для детей.

¾              Реальность: На Arduino создают прототипы серьезные инженеры, художники и архитекторы по всему миру.

Заключение

Arduino — это не просто плата с микросхемами. Это инструмент для воплощения идей. Раньше, чтобы создать умное устройство, нужно было заказывать дорогое производство. Теперь вы можете собрать прототип за вечер на своем столе.

Не бойтесь ошибаться. Сгоревший светодиод за 5 рублей — это маленькая цена за большой опыт. Подключите плату, напишите первые строчки кода и позвольте железу думать.