Arduino

Arduino Beskrivelse av Arduino Uno-bildet - R3.jpg. Informasjon
Skaper Kompott
Utviklet av Arduino.cc
Siste versjon 1.8.15 (14. mai 2021)
Innskudd github.com/arduino/Arduino
Prosjekt status Aktiv
Skrevet i C og C ++
Operativsystem Microsoft Windows , GNU / Linux og macOS
Miljø Multi-plattform
Type Åpen kildekode elektronisk kort
Tillatelse GNU LGPL eller GNU GPL
Nettsted www.arduino.cc

Arduino er merkevaren til en open source- prototypeplattform som lar brukerne lage interaktive elektroniske objekter fra materielt gratis elektroniske kort som en mikrokontroller er plassert på ( Atmel AVR- arkitektur som Atmega328p, og fra ARM-arkitektur som Cortex-M3 for Arduino Due ).

Diagrammene for disse elektroniske kortene er publisert under en gratis lisens . Noen komponenter, for eksempel mikrokontrolleren, er imidlertid ikke under en gratis lisens.

Mikrokontrolleren kan programmeres til å analysere og produsere elektriske signaler , for å utføre et bredt spekter av oppgaver som hjemmeautomatisering (kontroll av husholdningsapparater - belysning, oppvarming osv.), Pilotering av en robot , innebygd databehandling ,  etc.

Det er en plattform basert på et enkelt inngangs- / utgangsgrensesnitt. Det var opprinnelig ment hovedsakelig, men ikke utelukkende for interaktiv multimedieprogrammering for forestillinger eller kunstneriske animasjoner, noe som delvis forklarer nedstigningen av dets utviklingsmiljø for Processing , selv inspirert av miljøet til Wiring- programmering (en designet for produksjon av applikasjoner som involverer grafikk og annet for å administrere forestillingssteder).

Arduino kan brukes til å bygge uavhengige interaktive objekter ( rask prototyping ), eller den kan kobles til en datamaskin for å kommunisere med programvaren ( f.eks: Max / MSP , Usine Hollyhock, Pure Data , SuperCollider ). I 2011 er de solgte versjonene ferdigmontert. Informasjon gis for de som ønsker å montere eller bygge et Arduino-brett selv.

Arduino-prosjektet mottok en heders tittel på Ars Electronica 2006, i kategorien Digital Communities.

Navnets opprinnelse

Arduino låner navnet sitt fra Bar di Re Arduino (på fransk "bar du roi Arduin  "), møteplass for kortdesignerne, i Ivrea i Nord-Italia .

Beskrivelse

Utstyr

En Arduino-modul er vanligvis bygget rundt en Atmel AVR- mikrokontroller (ATmega328, ATmega32u4 eller ATmega2560 for nyere versjoner, ATmega168, ATmega1280 eller ATmega8 for eldre), og komplementære komponenter som letter programmering og grensesnitt med andre kretser. Hver modul har minst en lineær regulator 5  V og en oscillator kvarts 16  MHz (eller i noen modeller en keramisk resonator).

Mikrokontrolleren er forhåndsprogrammert med en bootloader, slik at en dedikert programmerer ikke er nødvendig.

Modulene er programmert med en TTL seriell tilkobling , men tilkoblingene som tillater denne programmeringen er forskjellige i henhold til modellene. Den første Arduino hadde en RS-232 seriell port , så dukket USB opp på Diecimila-modeller, mens visse moduler beregnet på bærbar bruk som Lillypad eller Pro-mini gjorde unna programmeringsgrensesnittet, flyttet på en dedikert USB-seriell modul ( i form av et kort eller en kabel) gjorde dette det også mulig å redusere kostnadene, fordi USB-til-seriell TTL-omformer (en FTDI232RL fra FTDI ) var ganske dyr.

Arduino bruker det meste av mikrokontrollers I / O for grensesnitt med andre kretser. Diecimila-modellen har for eksempel fjorten digitale innganger / utganger, hvorav seks kan produsere PWM- signaler og 6 analoge innganger. Tilkoblingene gjøres via HE14 kvinnelige kontakter plassert på toppen av brettet, og utvidelsesmodulene stables på Arduino. Flere typer utvidelser er kommersielt tilgjengelige.

Andre kort som Arduino Nano eller Pro micro bruker mannlige kontakter, slik at de kan plasseres på et eksperimentbrett .

Selskapet STMicroelectronics har også jobbet med Arduino på kompatible kort. STM32 Nucleo- kort , basert på STM32- prosessorer , og bruker ARM-arkitekturen i stedet for Harvard-arkitekturen til Atmel AVR-er. Disse kortene har en kraftigere 32-bit ARM Cortex-M- prosessor fra M0 + ved 32 MHz eller M0 ved 48 MHz opp til M4 ved 100 MHz, med DSP-instruksjoner og en Chrom-ART- grafikkprosessor fra STMicroelectronics.

Programvare

Arduino programmering programvaremoduler inkludert grensesnittet, kalt Arduino IDE , er et program Java , gratis og cross-platform avledet Processing bruke kode kompilatoren og redaktør, og kan overføre firmware og programmet via det serielle grensesnittet ( RS-232 , Bluetooth eller USB avhengig av modulen). Det er også mulig å dispensere med Arduino-grensesnittet, og å kompilere og laste opp programmene via kommandolinjegrensesnittet .

Den programmeringsspråk som brukes er C ++ , kompilert med avr-g ++ , og knyttet til Arduino utvikling bibliotek, som tillater bruk av brettet og dets innganger / utganger. Implementeringen av dette standardspråket gjør det enkelt å utvikle programmer på Arduino-plattformer for alle som mestrer C eller C ++.

Plattform

Offisielt materiale

De originale modulene i de forskjellige versjonene av Arduino er produsert av det italienske selskapet Smart Projects . Noen av Arduino- merkebrettene ble designet av det amerikanske selskapet SparkFun Electronics .

Sytten versjoner av Arduino-platene er produsert og solgt kommersielt til dags dato i kronologisk rekkefølge nedenfor:

  1. Seriell Arduino programmert med en seriell tilkobling av DB9- kontakt og ved bruk av en ATmega8.
  2. Arduino Extreme , programmerbar via en USB-tilkobling og bruker en ATmega8.
  3. Arduino Mini , en miniatyrversjon av Arduino som bruker en CMS- type ATmega168 .
  4. Arduino Nano , en enda mindre versjon av Arduino drevet av USB og bruker en CMS- type ATmega168 (før versjon 3) eller ATmega328 (fra versjon 3.0) .
  5. LilyPad Arduino , et minimalistisk design for å tillate en bærbar applikasjon som bruker en CMS- type ATmega168 , skiller seg ut for sin lilla lakk.
  6. Arduino NG , programmerbar via en USB-tilkobling og bruker en ATmega8.
  7. Arduino NG pluss , programmerbar via en USB-tilkobling og bruker en ATmega168.
  8. Arduino Bluetooth (BT) , programmerbar via en Bluetooth- forbindelse og bruker en ATmega 328.
  9. Arduino Diecimila , har et USB-grensesnitt og bruker en ATmega168 i en DIL28-formatpakke. (16  kb flash, 1  kb SRAM,  0,5 kb EEPROM)
  10. Arduino Duemilanove (2009) bruker en Atmega168 og får strøm via USB-kontakten eller en ekstern strømforsyning med automatisk bytte. Den nye versjonen er utstyrt med en ATmega328 (32  kb flash, 2  kb SRAM og 1  kb EEPROM).
  11. Arduino Mega er utstyrt med en CMS- type ATmega1280 for å ha ekstra I / O og minne (128  kb flash, 8  kb SRAM, 4  kb EEPROM).
  12. Arduino Uno bruker en ATmega328 som de nyeste modellene fra Duemilanove, men mens Duemilanove brukte en FTDI-brikke for programmering gjennom en USB-kontakt, bruker Uno en ATmega8U2-brikke programmert som en seriell omformer.
  13. Arduino Mega2560 er utstyrt med en CMS- type ATmega2560 , noe som øker det totale tilgjengelige minnet til 256  kb . Den er også utstyrt med den nye ATmega8U2 USB-brikken.
  14. Arduino Ethernet er et Arduino UNO-kort som integrerer en Wiznet W5100-brikke for å legge til integrert Ethernet-tilkobling.
  15. Arduino Leonardo er en rimelig versjon av Arduino UNO basert på en ATmega32U4.
  16. Arduino DUE er en evolusjon av Arduino Mega2560 med en 32-bit Atmel SAM3X mikrokontroller (32-bit ARM Cortex-M3 ).
  17. Arduino Esplora er et brett avledet fra Arduino Leonardo. Den er formet som en gamepad . I motsetning til de andre Arduinos er det et "alt-i-ett" -kort som inneholder mange sensorer (temperatur, akselerasjon, lys, mikrofon, potensiometer osv.), Samt fire trykknapper, et potensiometer og en analog styrespak .
  18. Arduino MKR er en familie av kort med redusert format, beregnet på IoT  : brettet er tilgjengelig i flere varianter, hver med en annen IoT-tilkoblingsfunksjonalitet: Sigfox , LoRa , Wi-Fi , etc.
Arduino Mikrokontroller Flash
ko 		EEPROM
kb 		SRAM
kb
Digitale I / O- pinner		 ... med
PWM
De analoge inngangs pinner		 Løping

(min)

for Vin = 9V

USB-grensesnitt type Dimensjoner
tommer 		Dimensjoner
mm
Diecimila ATmega168 16 0,5 1 14 6 6 FTDI 2,7 "x 2,1" 68,6  mm x 53,3  mm
Duemilanove ATmega168 / 328P 16/32 0,5 / 1 1/2 14 6 6 FTDI 2,7 "x 2,1" 68,6  mm x 53,3  mm
Uno ATmega328P 32 1 2 14 6 6 46 ATmega16U2 2,7 "x 2,1" 68,6  mm x 53,3  mm
Leonardo ATmega32U4 32 1 2.5 20 7 12 42 ATmega32U4 2,7 "x 2,1" 68,6  mm x 53,3  mm
Mega ATmega1280 128 4 8 54 15 16 FTDI 4 "x 2,1" 101,6  mm x 53,3  mm
Mega2560 ATmega2560 256 4 8 54 15 16 58 ATmega8U2 4 "x 2,1" 101,6  mm x 53,3  mm
Forfall Atmel SAM3X8E 512 0 96 54 12 12 SAM3X8E (USB-vert), ATmega16u2 (programmering) 4 "x 2,1" 101,6  mm x 53,3  mm
Fio ATmega328P 32 1 2 14 6 8 Noen 1,6 "x 1,1" 40,6  mm x 27,9  mm
Nano ATmega168 eller ATmega328 16/32 0,5 / 1 1/2 14 6 8 24 FTDI 1,70 "x 0,73" 43  mm x 18  mm
Vannlilje ATmega168V eller ATmega328V 16 0,5 1 14 6 6 Noen 2 "ø 50  mm ø
Yun ATmega32u4 32 1 2.5 20 7 12 73 mm x 53 mm
Esplora ATmega32U4 32 1 2.5 Ikke relevant Ikke relevant Ikke relevant ATmega32U4 6,5 "x 2,4" 165,1  mm x 60,96  mm
101 Intel Curie 196 Ikke relevant 24 14 4 6 2,7 "x 2,1" 68,6 mm x 53,4 mm
mikrofon ATmega32U4 32 1 2.5 20 7 12 38 1,8 "x 0,7" 48 mm x 18 mm
null ATSAMD21G18, 32-bit ARM Cortex M0 + 256 Ikke relevant 32 20 18 6 2,6 "x 1,2" 68 mm x 30 mm
MKR Zero SAMD21 Cortex-M0 + 32bit ARM MCU med lav effekt 256 Ikke relevant 32 22 12 7 62 x 26 mm

Forklaring til operasjonen

De forskjellige versjonene av Arduino fungerer under det samme generelle prinsippet:

og for PWM- porter analogWrite().

Det er variasjoner mellom de forskjellige kortene (for eksempel: UNO, ben 13 er utstyrt med en motstand)

Maskinvare og avledet programvare

Flere Arduino-kompatible brett er produsert av andre produsenter

Flere programvare er utviklet for å forenkle programmering av Arduino-kort. Blant annet finner vi de grafiske løsningene Ardublock, BitBloq og MiniBloq, samt den pseudospråklige EDU som tillater bruk av forenklede nøkkelord.

Det er også Arduino eller kompatible kort modifisert for en spesifikk bruk: for eksempel kontrollkort for RepRap 3D- skrivere , autopilotsystemer for droner som ArduPilot, APM: Plane og APM: Copter-systemer , eller FlyDuino-kort., Til slutt tredjeparts Wi -Fi- sjetonger som ESP8266 som er kompatible med Arduino-miljøet.

Enkelte musikalske programvare, for eksempel Usine Hollyhock-programvaren, tilbyr takket være seriemodulen en integrering av Arduino i den musikalske skapelsesprosessen.

Gratis maskinvare og gratis programvare

Arduino-maskinvaredesignet er utgitt under Creative Commons Attribution Share-Alike 2.5-lisens og er tilgjengelig på Arduino-nettstedet. Diagrammer og typer kretser er også tilgjengelige. Kildekoden til programmeringsmiljøet og de innebygde bibliotekene er tilgjengelig under LGPL- lisensen .

Mye informasjon er tilgjengelig om de integrerte kretsene som er tilstede på Arduino-kort ( for eksempel Atmega- mikrokontroller ), selv om de forblir veldig lukkede på grunn av produsentene. Bare navnet "Arduino" er beskyttet, bør ikke brukes til uoffisielt materiale, noe som tillater utseende av merker som funduino, arduiboy, etc.

Arduino navnebegrensninger og utseendet til kloner

Selv om design av maskinvare og programvare er lisensiert med kopyleft , har utviklerne uttrykt et ønske om at Arduino-navnet og dets derivater utelukkende skal brukes til offisielle moduler, og ikke brukes til uautoriserte prosjekter.

Politikken for å bruke Arduino-navnet insisterer på at offisielle prosjekter er åpne for samarbeid.

Som svar på denne begrensningen har brukerne utviklet rundt femti tilsvarende moduler, kalt Freeduino , Sanguino , Seeduino , Uduino , Diduino , etc. Disse modulene, som er fullt kompatible med Arduino-programvare, og noen ganger med Arduino-skjold, er generelt billigere enn de originale Arduino-kortene. De fleste tilbyr også tilleggsfunksjoner.

Det er også forfalskninger, prydet med serigrafier som lyder om produsentens identitet og produksjonssted, og som særlig kan gjenkjennes til deres pris som er betydelig lavere enn for offisielle kort .

Noen kloner inneholdt også falske USB-serielle (FTDI-232) omformere som ikke fungerte med den originale driveren som ble brukt av Windows-systemer fordi produsenten FTDI hadde integrert et system for å oppdage og blokkere disse sjetongene, brukere av disse kortene måtte dermed installere en uoffisiell driver som er kompatibel med USB-seriekonverteren, ser disse klonene ut til å forsvinne fra markedet, og den falske brikken har en tendens til å bli erstattet av en billigere: CH-340G.

Vi anerkjenner generelt klonene ved deres lave pris, til og med veldig lav, ved fraværet på kretsløpet for navnet Arduino eller til og med navnet ganske kort og av fargen på kretslakken. De er ikke nødvendigvis avanserte og kan tillate noen å få tilgang til utvikling av prosjekter ved hjelp av Arduino-brett uten å måtte investere store summer ved å kjøpe offisielle styrer. Det bør imidlertid bemerkes at prosjektutviklerne ikke drar nytte av de økonomiske fordelene ved dette salget til tross for sitt arbeid.

Arduino-navnet ble registrert i Italia av en av skaperne som også eier fabrikken som produserer brettene i dette landet, da resten av teamet ønsket å beskytte navnet internasjonalt i 2008, var det umulig å gjøre det. I Europa. Navnet Arduino ble derfor assosiert i Europa med produksjonen produsert i fabrikkene til Gianluca Martino, mens den i resten av verden også var assosiert med produksjonen laget i USA initiert av resten av det opprinnelige teamet. Denne amerikanske produksjonen ble markedsført i Europa under navnet Genuino. Dette andre navnet ble stoppet i 2017 da det italienske selskapet, som eier Arduino-varemerkene i Italia, ble kjøpt av den amerikanske grenen av prosjektet.

Internett av ting

Arduino lanserte 28. september 2016en Kickstarter-kampanje for å finansiere utvikling og markedsføring av ESOLV- samlingen av IoT (Internet of Things) -moduler. Finansieringen ble kansellert den26. oktober 2016 av selskapet fordi målet ikke ble oppfylt som planlagt med løftet om at løsningen vil fortsette.

I april 2017, Arduino lanserer et nytt utvalg av utviklingstavler, Arduino MKR , i redusert format, beregnet på IoT. Disse kortene, produsert i flere varianter, har hver spesifikke tilkoblingsfunksjoner som Sigfox, Lora, Wi-Fi, etc.

Utviklingsteam

Kjernen i teamet for Arduino-prosjektutviklere består av Massimo Banzi (Italia), David Cuartielles (Spania), Tom Igoe (USA), Gianluca Martino (Italia), David Mellis (USA) og Nicholas Zambetti (Italia).

Merknader og referanser

(fr) Denne artikkelen er delvis eller helt hentet fra Wikipedia-artikkelen på engelsk med tittelen "  Arduino  " ( se listen over forfattere ) .
  1. "  Utgivelse 1.8.15  " ,14. mai 2021(åpnet 21. mai 2021 )
  2. http://archive.aec.at/prix/
  3. (in) "  The Making of Arduino  " på IEEE Spectrum ,26. oktober 2011(åpnet 24. august 2016 ) .
  4. Det riktige navnet Arduino er en beslektet ( beslektet ) fra Ardennes .
  5. “  Oppdagelse av STM32 Nucleo-kortet  ” , på developez.net
  6. Pierrick Arlot, "  STs STM32 mikrokontrollere hopper inn i Arduino-verdenen med begge føttene  " , på L'Embarqué ,20. mai 2016
  7. "  arduino kommandolinjeprogrammering  " , på bloggen til François Tessier
  8. http://arduino.cc/fr/Main/DebuterFAQ "Arkivert kopi" (versjon av 6. august 2018 på Internett-arkivet )
  9. Opprinnelig var Arduino BT basert på ATMega 168. Dette styret ser ikke ut til å være offisielt støttet lenger (september 2013) (en) “  Arduino BT  ” (åpnet 4. oktober 2013 ) .
  10. Duemilanove
  11. "  Arduino Diecimila  " , på arduino.cc
  12. (i) "  ArduinoBoardMega  " Arduino (åpnes 26 mars 2009 )
  13. (in) "  Arduino Uno  " , arduino.cc (åpnet 2. oktober 2010 )
  14. Mega2560
  15. Arduino Ethernet
  16. “  Arduino MKR Line: Funksjoner, spesifikasjoner osv.  » , På arrow.com ,30. april 2018(åpnet 26. mai 2018 )
  17. "  Arduino Yun  "
  18. (i) "  Ardino skjematisk-Uno  " på arduino.cc
  19. (no) "  Referansekode  " , på arduino.cc
  20. RepRap Sanguinololu: http://reprap.org/wiki/Sanguinololu
  21. FlyDuino Mega Brukerhåndbok: http://flyduino.net/documents/Flydumega_manual.pdf "Arkivert kopi" (versjon 6. august 2018 på Internett-arkivet )
  22. "  Atrakeur-blogg | Hvordan laste din egen firmware på ESP8266 gjennom en arduino.  » , På www.atrakeur.com (åpnet 11. januar 2016 )
  23. Hollyhock Factory
  24. Arduino
  25. Freeduino
  26. Våpenskjoldene som ofte kalles "skjold" i handelen er moduler som inneholder andre funksjoner eller grensesnitt.
  27. Falske gjenkjenning
  28. (i) Massmo Banzi kjemper for Arduino
  29. (in) "  En ny æra begynner i dag for Arduino  " på Arduino Blog ,28. juli 2017(åpnet 16. juli 2020 )
  30. Alexandre Marchand , “  https://www.hackinvent.com/xri/article?artid=59  ” , på www.hackinvent.com (åpnet 13. desember 2016 )
  31. (in) "  Update 4: You Win Some, You Learn Some · ESLÖV IoT Invention Invention Kit (Canceled)  " på Kickstarter (åpnet 13. desember 2016 )
  32. Tom Igoe offisielle nettside

Vedlegg

Bibliografi

Relaterte artikler

Eksterne linker