2. díl o Arduinu – typy desek

V současné době je na trhu opravdu velké množství nejrůznějších desek, které lze pro projekty v Arduinu použít. Některé jsou velmi vhodné, jiné vám budou způsobovat vrásky na čele. Jde totiž sehnat desku, pro jejíž programování je zapotřebí externí převodník, protože se sama přímo nedá připojit k PC. Pak je zde několik desek, které lze připojit přes USB k PC, až po desky, které krom část z Arduina mají i dostatečný prostor a výkon pro běh odlehčeného Linuxu.

Navíc to vše lze ještě rozšířit o USB, Ethernet, audio porty či HDMI a nebo to desky mohou na sobě mít osazeno už rovnou. V tomto článku se pokusím ty u nás na trhu nejběžnější trochu popsat a rozdělit je. Ve své podstatě lze ale říci, že každé Arduino má procesor od firmy Atmel a pak že počet elektronických komponentů, které jsou na desce, se kus od kusu liší.

Většina desek Arduino má modrou až modro-zelenou barvu a jsou velmi často označené přídavným názvem, například R3 popř. Rev3. Toto označení znamená, že jde sice o tu samou verzi, ale v novějším vydání. Tedy jde o tak malou změnu, že vydání nové desky je zbytečné, předvedeme si názorný příklad na desce UNO.

Arduino_Uno_-_R3 arduino-uno

Obě desky jsou UNO, jen ta první je řešena SMD čipem a ta druh čipem ATmega328. To je jen základní rozdíl, se kterým se můžete setkat, nicméně funkčnost těchto desek je opravdu úplně stejná a tak se toho nemusíte bát. Nyní se tedy pojďme podívat na jednotlivé desky.

arduino miniArduino Mini

Arduino Mini je ze všech oficiálních desek Arduina ta nejmenší a je navržená pro úsporu místa. Je to jedna z těch desek, které jsem zmínil na začátku tohoto dílu, ke které je zapotřebí, použít externí převodník, protože tato verze nemá USB. Nicméně to je jediné, co desku oproti ostatním lehce oslabuje, pokud máte převodník, připojení je velmi jednoduché a programuje se úplně stejně, jako kterákoliv jiná deska. Deska běží na procesoru ATmega328 s taktem 16MHz, tedy svým rozměrem není nijak znevýhodněna před ostatními, protože jim v klidu stíhá. Tato deska je určená pro chytré vypínače, dálkové ovladače a všeobecně všechny zařízení, kde je zapotřebí co nejmenší deska.

ARDUINO_NANO_03

 

Arduino Nano

Arduino Nano je další z malých desek. Tato deska je stejná, jako její menší sourozenec Mini. Na rozdíl od něj však obsahuje USB port a převodník, díky tomu se dá snadno připojit k počítači přes USB.

Pro programování této desky tedy stačí USB kabel s mini USB koncem a můžete začít. Díky tomu, že ale obsahuje převodník a USB, tak je o něco málo větší než Mini. Je to ale komfortnější, protože se již nemusí používat externí převodník pro programování.

Rychlost desky je stejná jako u té předchozí, opět je osazena procesorem ATmega328 s taktem 16MHz. Tato deska se tak hodí do míst, kde je kladen důraz na malý prostor pro desku ale snadné připojení USB. Například v dálkovém ovladači by mohla být vhodná, protože připojení USB vzhled ovladače, dá se říci, moc nenarušuje.

arduino_microArduino Micro

Arduino Micro je deska, která je svým způsobem určena pro uživatele, kteří se z nějakého důvodu snaží vytvořit vlastní myš anebo klávesnici. Jde totiž o jednu z mála desek, která obsahuje v čipu převodník. Tento čip je ATmega32u4.

Výhodou je pak to, že pro počítač, ke kterému je tato deska připojena se tváří jako myš anebo klávesnice. Může tak posílat příkazy typické právě pro klávesnici nebo myš. Takovým klasickým příkladem jsou stisky kláves v případě klávesnice, nebo posunutí v případě myši.

To vše ale neznamená, že s ostatními deskami to nelze. Lze! Ale je zapotřebí přeprogramování převodníku, což nemusí být zrovna jednoduché.

lilypadArduino LilyPad

Když se zrovna na tuto desku podíváte, jistě vám dojde, že Arduino LilyPad není tak úplně typická deska. Spoje na této desce jsou tvořeny vodivou nití a tato deska je uzpůsobena pro to, aby se nosila na textilu.

Této desky existuje několik nejrůznějších typů. Můžete narazit na desku s USB a čipem ATmega32u4. Lze narazit i na verzi bez USB, ale čipem ATmega 328 atd.

Verzí je opravdu hodně a tak pokud se rozhodnete tuto desku zakoupit, ujistěte se, o jakou přesně jde. Protože pokud nebude mít USB, nebude mít ani převodník a je zapotřebí k desce zakoupit také převodník, aby bylo možné desku naprogramovat.

Deska svým tvarem je uzpůsobena například pro to, že se s její pomocí dají snadno vytvořit přišité blinkry na mikině, nebo nejrůznější obrazce na různém módním oblečení. Fantazii se v tomto případě meze nekladou a tak je jen na vás, co s ní provedete.

Arduino_FioArduino Fio

Arduino Fio je deska, která slouží k připojení nejrůznějších bezdrátových modulů, které jsou nejčastěji označeny jako Xbee. Stejně jako ve většině ostatních desek, i zde je srdcem procesor ATmega328P. Tento procesor však na rozdíl od ostatních ATmega328 neběží na frekvenci 16MHz ale pouze na 8MHz.

Navíc právě kvůli kompatibilitě se všemi Xbee moduly zde bylo sníženo napětí. Je to tedy jedna z mála desek, která nepoužívá napětí 5V ale jen 3,3V.

Arduino_Uno_-_R3Arduino UNO

Arduino UNO je v současné době nejpoužívanější deska. Dá se říci, že všechny projekty, které budeme tvořit, budeme tvořit právě na této desce, protože pro většinu toho, co budeme tvořit, bohatě stačí. Tato deska patří do hlavní vývojové linie.

Deska je osazena běžným procesorem ATmega 328 a má klasické USB a převodník. Současná verze desky je Rev3 popř. R3.

Tato deska má za následek vývoj několika odlišných variant. Namátkou můžeme zmínit třeba Arduino Ethernet nebo Arduino Bluetooth. Vše zůstává tak, jako tomu bylo u UNA, desky mají i stejnou výbavu, rozložení pinů, nicméně místo USB je buď osazený ethernetový port nebo Bluetooth.

ArduinoLeonardo

Arduino Leonardo

Arduino Leonardo je jedna z desek, která se opravdu velmi podobá UNO. Vypadá, dá se říci stejně, nicméně není její mutací, jako je tomu například u verze Ethernet nebo Bluetooth. A to ani v případě, že její podklad vypadá úplně stejně včetně rozložení pinů.

Deska Leonardo se liší čipem, který má na sobě osazený. Tím je ATmega32u4. Jedná se tedy o úplně stejný čip jako v případě Arduino Micro.

Tato deska je tedy opět, dá se říci vhodná, pokud se snažíte o vytvoření myši nebo klávesnice, nicméně na rozdíl od Arduino Micro nemá USB port. Pro její programování je zapotřebí použít sériový převodník.

arduino-yunArduino YUN

Arduino YUN je další deska, o které by se dalo říci, že se jedná o modifikaci UNO, ale není tomu úplně tak. YUN je totiž v těchto deskách opravdový průkopník, nicméně má daleko blíže k Arduino Leonardo. To z toho důvodu, že je zde použitý čip ATmega32u4. Tedy stejný jako u Leonarda, nicméně na tomto čipu běží jen jádro Arduina. Tato deska totiž obsahuje rovnou dva čipy. Tím druhým je Atheros AR9331. Tento čip je dostatečně výkonný na to, aby na něm běžel odlehčený Linux. Použitý Linux v tomto jádře má název Linino.

Ve výbavě tohoto Arduina je i softwarový most, který zajišťuje komunikaci mezi čipy. Dá se tedy zaobaleně říci, že se jedná o poměrně dost výkonný stroj. Je zde vše pro potřebu Arduina, tedy microUSB pro programování čipu Arduina, ale i klasický USB port a ethernetový port, který potřebuje Linux, aby se mohl připojit k síti. Výhodou tohoto propojení je tak možnost, že Linux je schopen Arduinem naměřené hodnoty rovnou ukládat na vzdálené uložiště, jakým je například webový server.

Arduino-Mega-2560-PinoutArduino Mega2560

O Arduino Mega jsem mluvil již v minulém dílu. Pokud budeme tvořit rozsáhlý projekt, je zde pravděpodobnost, že počet pinů na Arduino UNO nebude dostačující. Právě z tohoto důvodu existují desky, které jsou, dá se říci totožné s verzí UNO, nicméně mají daleko větší počet pinů, do kterých lze zapojit jednotlivé části. Tato deska existuje v mnoha podobách, například verze ADK umožňuje přes druhé USB připojit zařízení s Androidem. Navíc na rozložení této desky je postavena i její výkonnější varianta Arduino Due.

ArduinoDue_FrontArduino DUE

Jak již bylo zmíněno, Arduino DUE je přímým pokračovatelem Arduino Mega, nicméně je zde použit daleko výkonnější čip. Jde o jednu z mála desek, která má čip Atmel SAM3X8E. Frekvence, na které tento čip doslova vře výkonem je 84MHz a jeho jádro je 32 bitové. Všechny ostatní doposud zmíněné desky měli jádro pouze 8 bitové při maximální frekvenci 16MHz.

Výkon této desky je oproti předchůdcům neuvěřitelný. Na této desce se tedy nemusíte omezovat na vykreslování segmentového displeje nebo displejů s nízkým rozlišením. Tato deska toho zvládne opravdu hodně. Navíc je vybavena dvěma microUSB konektory. Jeden pro programování čipu Arduina, druhý lze využít pro připojení myši, klávesnice či dalších zařízení.

Tímto jsme završili všechny klasické desky Arduina, které je možné naleznout. V příštím díle se podíváme na hybridní desky a desky, které jsou stvořeny s tím, že mají přímo nějaký účel.


1. díl o Arduinu - Historie

Arduino je open-source platforma určená pro navrhování hraček a rychlou tvorbu prototypů nejrůznějších součástek. Platforma je založena na mikro-kontrolorech ATMega od firmy Atmel a grafickém vývojovém prostředí, které dá se říci, vychází z prostředí Wiring.

3. díl o Arduinu - speciální typy desek

V minulém díle jsme se zaměřili na základní typy desek, na kterých je možné stavit projekty Arduino. Nyní se však pokusím zaměřit na speciální typy desek, které svůj účel mají, dá se říci svým způsobem předurčen. Jde totiž o desky, které nebudete potřebovat tak často, jako ty předchozí, ale v případě některých je dobré vědět, že existují, protože výsledné prototypování je díky nim o dost jednodušší.

4. díl o Arduinu – Shieldy

Arduino samo o sobě v některých verzích obsahuje různá vylepšení základní verze, viz mutace Arduina Uno na desky Ethernet nebo Bluetooth. Jako příklad si uvedeme připojení k Wi-Fi u stolního počítače.

5. díl o Arduinu – Seznamujeme se s deskou UNO

Než se pustíme do jakéhokoliv programování, popíšeme si trochu jednu z těch desek, kterou budeme ze začátku používat pro projekty. Touto deskou bude Arduino Uno. Arduino Uno je základní deska, která dovede pohánět všechny projekty, na kterých se budeme s Arduinem seznamovat.

6. díl o Arduinu – Připojujeme Arduino k PC a instalujeme IDE

Vývojové prostředí pro Arduino je napsané v jazyce Java. To znamená, že je dostupné pro všechny platformy, na kterých je Java dostupná, z těch hlavních zmíním Windows, Linux a Mac OS X, protože pro ty je již připravená instalace na oficiálních stránkách Arduina.

7. díl o Arduinu – První aplikace

Po minulém díle již máme Arduino plně připojené k PC a je plně funkční. Nyní se tedy podíváme na to, jak vytvořit úplně první program, který na našem Arduinu budeme spouštět.

8. díl o Arduinu - Bastldeska

V minulém díle jsme si představili jednoduchou aplikaci. Byl to, dá se říci počátek všeho, co je zapotřebí pro to, abychom na Arduinu začali cokoliv dělat. A tak po stopách předchozího dílu se nyní podíváme na to, jak k Arduinu připojit skutečnou LED diodu, abychom nebyli omezeni pouze na tu jednu, která je připojena k pinu číslo 13 v případě desky UNO.

9. díl o Arduinu - Připojujeme LED diodu

V předminulém díle jsme si vysvětlili, jak Arduino pracuje a vytvořili jsme jednoduchý program, který nám rozblikal diodu, která byla připojena k pinu číslo 13 přímo na desce Una.

10. díl o Arduinu - Připojujeme LED diody seriově

V minulém díle jsme připojovali jen jednu LED diodu, nyní se ale podíváme na to, jak zapojit více diod tak aby svítily společně a aby jejich zapojení bylo sériové. Sériovým zapojením se rozumí, že diody budou zapojeny za sebou. To znamená, že do této větve dvou diod bude zapotřebí umístit jen jeden jediný odpor.

11. díl o Arduinu - připojujeme LED diody paralelně

Po vzoru předchozího dílu, kdy jsme připojovali dvě diody sériově s odporem na Arduino a jednoho před ním, kdy jsme připojovali pouze jednu LED diodu s odporem, se dnes podíváme na to, jak správně zapojit LED diody paralelně.

12. díl o Arduinu - Připojujeme LED diody sériovoparalelně

V minulých dílech jsme si řekli všechno o tom, jak se připojují LED diody sériově i paralelně. Nyní nastal čas, abychom diody zapojili oběma způsoby najednou. To vše z toho důvodu, že například takto jsou zapojeny diody v LED páscích, proto je možné je stříhat.

13. díl o Arduinu - Blikáme LED diody napřeskáčku

O tom, jak zapojit LED diody víme již snad vše, nepřekvapí nás sériové zapojení, nezapotíme se u paralelního a kombinace obou najednou, je už také za námi. Nyní se ale podíváme na to, jak připojit dvě diody nezávisle na sobě, budeme tedy tvořit dva okruhy, kdy každý bude ovládaný zvlášť.

14. díl o Arduinu - Knight rider

Po vzoru předchozího dílu, kdy jsme sepínali diody proti sobě na dvou okruzích, se dnes podíváme na to, jak vytvořit světlo, které mělo auto se jménem K.I.T.T. ze seriálu Knight Rider. Způsobů by se jistě našlo více, nicméně ten, který se zde pokusím popsat je podle mě ten nejjednodušší.

15. díl o Arduinu - 1. bitový sedmisegmentový displej

O LED diodách a Arduinu již víme vše, nyní tedy trochu postoupíme a pokusíme se zapojit sedmi-segmentový displej a budeme na něm zobrazovat číslo. Tento displej se tedy skládá ze sedmi segmentů, respektive z osmi, pokud počítáme i tečku, které jsou označeny písmeny od A do G.

16. díl o Arduinu - 1. bitový sedmisegmentový displej - loading effect

V minulém díle jsme si připojili jeden sedmisegmentový displej, který dovedl zobrazit pouze jedno jediné číslo. Na tomto displeji jsme pak následně zobrazili číslice od 0-9. Nyní se však podíváme na jednoduchý kód, který by nám měl vytvořit jednoduchý efekt, podobný tomu, který možná často vidíte, když něco načítáte.

17. díl o Arduinu - 2. bitový sedmisegmentový displej

V dílech minulých jsme se zaměřili na sedmisegmentový displej, který dovedl zobrazit pouze jednu číslici, zobrazili jsme na něm čísla od 0 do 9 a pak jsme si vytvořili jednoduchý načítací efekt.

18. díl o Arduinu - maticové zapojení LED diod

V minulých dílech jsme začali displeje, které byly složeny z LED diod. Zobrazovali jsme na nich čísla a v jednom případě jsme i simulovali načítání. A i přes to, že jsem kdysi řekl, že z diod co se zapojení týče, je to snad vše, budeme se v tomto díle k nim vracet, protože existuje ještě jedno zapojení, které jsme si sice představili již dříve, ale tentokrát jej ještě trochu vylepšíme.

19. díl o Arduinu - 4. bitový sedmisegmentový displej

V minulém díle jsme si něco řekli o tom, jak se zapojují LED diody do matice. Vše, co jsme se v minulém díle naučili, se nám nyní bude hodit, protože se dnes pokusíme zapojit 4bitový sedmisegmentový displej, který právě maticového zapojení využívá.

20. díl o Arduinu - Sériový monitor

Dnes si řekneme něco o sériovém monitoru. Arduino když pracuje, tak existuje možnost, díky které Arduino zpět počítači, ke kterému je připojeno po seriové lince posílá nejrůznější informace. Tyto informace mohou být buď hodnoty z nějakého čidla či čidel, informace o tom, jestli je dané relé sepnuté či konkrétní dioda svítí a mnoho dalšího.

21. díl o Arduinu - připojujeme senzor DHT-11

V minulém díle jsme načali sériový monitor a dnes se na něm pokusíme zobrazit první data z čidla. Čidlo, které budeme pro náš pokus používat má označení DHT-11. Tento typ čidla je velmi oblíbený, protože měří teplotu a vlhkost.

22. díl o Arduinu - připojujeme senzor DHT-22

Minule jsme si představili senzor DHT-11, který je sice velmi oblíbený, ale zároveň ne moc přesný, proto se dnes podíváme na jeho vylepšenou verzi, tedy na senzor DHT-22. Senzor DHT-22 má tyto vlastnosti.