Arduino là gì? Tổng quan về vi mạch điều khiển Arduino

Bạn là người sáng tạo nhưng lại không am hiểu nhiều về các thiết bị điện tử, khiến việc hiện thực hóa ý tưởng gặp nhiều khó khăn? Nhưng bạn đừng quá lo lắng vì Arduino có thể giúp bạn loại bỏ những trở ngại đó. Arduino giống như chiếc máy tính nhỏ, giúp lập trình để bạn thực hiện nhiều công việc khác nhau. Thiết bị này tương tác với thế giới thông qua các cảm biến điện tử, đèn và động cơ. Để tìm hiểu chi tiết hơn về Arduino, mời bạn đọc cùng tham khảo nội dung bài viết dưới đây!

Arduino

Arduino là nền tảng tạo mẫu điện tử mã nguồn mở dựa trên phần cứng và phần mềm linh hoạt, dễ sử dụng

Tìm hiểu về Arduino là gì?

Định nghĩa Arduino là gì?

  • Arduino là một nền tảng tạo mẫu điện tử mã nguồn mở, được sử dụng để xây dựng nên các ứng dụng điện tử tương tác với nhau hoặc với môi trường được thuận tiện và dễ dàng hơn. 
  • Arduino giống như một máy tính thu 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 dụng để phục vụ việc nạp code.
  • Arduino tương tác với thế giới bên ngoài thông qua các cảm biến điện tử, đèn và động cơ.

Cấu tạo của Arduino

  • Phần cứng Arduino là bảng mạch nguồn mở với bộ vi xử lý và chân đầu vào/ đầu ra (I/ O) để liên lạc và điều khiển các đối tượng vật lý (LED, servo, nút, v.v.). Bảng mạch thường sẽ được cấp nguồn qua USB hoặc nguồn điện bên ngoài, cho phép nó cung cấp năng lượng cho các phần cứng và cảm biến khác.
  • Phần mềm nguồn mở Arduino tương tự như C ++. Môi trường phát triển tích hợp Arduino (IDE – Integrated Development Environment) cho phép bạn soạn thảo, biên dịch code, nạp chương cho board.

⇒ Tất cả những điều này nhằm giúp cho các nghệ sĩ và nhà sản xuất tự do có thể phát triển ý tưởng của họ thành các đối tượng thực sự một cách dễ dàng.

arduino uno

Arduino có thể lập trình và thực hiện các dự án điện tử, không cần các công cụ chuyên biệt

Chi tiết phần cứng của nền tảng Arduino

  • Cổng USB: là chân cắm để tải mã lập trình từ PC lên chip điều khiển. Đồng thời đây cũng là cổng giao tiếp serial giúp truyền dữ liệu từ chip điều khiển vào máy tính.
  • Jack nguồn: để chạy Arduino, bạn hoàn toàn có thể nạp nguồn từ cổng USB ở trên. Tuy nhiên không phải lúc nào cũng kết nối với máy tính được. Có những dự án cần thực hiện ngoài trời sẽ cần một nguồn điện khác với mức điện áp từ 9V -12V.
  • Hàng Header: những chân đánh số từ 0 – 12 là hàng digital pin. Đây là nơ truyền – nhận các tín hiệu số. Bên cạnh đó sẽ có một pin đất (GND) và pin điện áp tham chiếu (AREF).
  • Hàng header thứ 2: chủ yếu liên quan tới điện áp đất, nguồn.
  • Hàng header thứ 3: đây là các chân để nhập – xuất các tín hiệu analog (đọc thông tin của các thiết bị cảm biến). 
  • Chip điều khiển AVR: bộ phận xử lý trung tâm của toàn bo mạch. Với mỗi mẫu Arduino khác nhau, con chip này sẽ khác nhau. Ví dụ trên Arduino Uno thì sẽ sử dụng ATMega328.
arduino nano

Cận cảnh của phần cứng nền tảng Arduino

Lịch sử ra đời của Arduino

Arduino ra đời tại thị trấn Ivrea, nước Ý và được đặt theo tên của vị vua King Arduin vào thế kỷ thứ IX (1002-1014). Arduino chính thức được đưa ra giới thiệu vào năm 2005, được xem là một công cụ cho sinh viên học tập tại Interaction Design Institute Ivrea (Viện thiết kế tương tác Ivrea). Giáo sư Massimo Banzi là một trong những người phát triển Arduino và cũng là giảng viên tại Ivrea. 

Dường như không có một sự tiếp thị hay quảng cáo nào về Arduino, thế nhưng tin tức về phần mềm này vẫn lan truyền với tốc độ chóng mặt nhờ vô vàn lời truyền miệng tốt đẹp của những người dùng đầu tiên. Arduino nổi tiếng trên toàn thế giới, đến nỗi có người còn tìm đến thị trấn Ivrea chỉ để tham quan nơi đã sản sinh nền tảng thú vị này. 

Giá của các board Arduino dao động từ €20 – $27, nếu được “làm giả” thì giá giảm xuống thấp hơn $9. Người dùng có thể mua các board Arduino ở dạng được lắp sẵn hoặc dưới dạng các kit tự làm lấy. Thông tin thiết kế của phần cứng được công khai để những ai muốn tự tay làm ra mạch Arduino có thể tự thực hiện được (mã nguồn mở). 

Theo ước tính, khoảng giữa năm 2011 đã có hơn 300 ngàn mạch Arduino chính thức đã được sản xuất thương mại. Đến năm năm 2013 có khoảng 700 ngàn mạch chính thức đã được đưa tới tay người sử dụng.

arduino nano

Arduino ra đời tại thị trấn Ivrea, nước Ý và được đặt theo tên của vị vua King Arduin

Ứng dụng của nền tảng Arduino

Một số ứng dụng của Arduino trong đời sống phải kể đến như:

  • Điều khiển các thiết bị cảm biến âm thanh, ánh sáng.
  • Làm máy in 3D.
  • Làm đàn bằng ánh sáng.
  • Làm lò nướng bánh biết tweet thông báo khi bánh đã chín.
  • Arduino có khả năng đọc các thiết bị cảm biến, điều khiển động cơ,… Chính vì thế mà mã nguồn mở này được c dùng để làm bộ xử lý trung tâm của rất nhiều loại robot.
  • Arduino còn có thể được sử dụng để tương tác với Joystick, màn hình,… khi chơi các game như Tetrix, phá gạch, Mario…
  • Dùng để chế tạo ra máy bay không người lái.
  • Điều khiển đèn giao thông, làm hiệu ứng đèn Led nhấp nháy trên các biển quảng cáo…
  • Ngoài ra, Arduino còn rất nhiều ứng dụng hữu ích khác tùy thuộc vào sự sáng tạo của người sử dụng.
  • Ví dụ: Muốn kết nối Internet thì có Ethernet shield, điều khiển động cơ thì có Motor shield, kết nối nhận tin nhắn thì có GSM shield,… Khá đơn giản, chỉ cần tập trung vào việc “lắp ghép” các thành phần này và sáng tạo ra các ứng dụng cần thiết là được.

Khả năng kết nối của Arduino

  • Arduino hoạt động độc lập.
  • Kết nối với một máy tính, cho phép truy cập dữ liệu cảm biến từ thế giới bên ngoài và cung cấp thông tin phản hồi.
  • Các Arduino có thể liên kết với nhau.
  • Mạch điều khiển Arduino có thể kết nối với các thiết bị điện tử khác.
  • Arduino có khả năng kết nối với các chip điều khiển.
  • Lập trình Arduino IDE có thể kết nối với nhiều nền tảng. Điều này đồng nghĩa với việc bạn có thể khởi động trên Windows, Macintosh OSX điều hành Linux (các hệ thống vi điều khiển khác chỉ chạy Windows).
arduino uno r3

Vi điều khiển Arduino có thể sử dụng trên nhiều nền tảng khác nhau

Các biến thể của Arduino

Phần cứng Arduino là mã nguồn mở, vì thế bạn có thể xem sơ đồ của mọi bảng có sẵn. Hiện nay, nền tảng Arduino có rất nhiều loại khác nhau khiến việc lựa chọn đúng trở nên khó khăn hơn. Tuy nhiên, với sự đa dạng như vậy cho phép người dùng linh hoạt trong việc lựa chọn giải pháp hoàn hảo.

Arduino Uno

  • Arduino Uno là bảng mạch vi điều khiển nguồn mở dựa trên vi điều khiển Microchip ATmega328, được phát triển bởi Arduino.cc. 
  • Bảng mạch được trang bị các bộ chân đầu vào/ đầu ra Digital và Analog có khả năng giao tiếp với các bảng mạch mở rộng khác nhau. 
  • Mạch Arduino Uno phù hợp với những bạn mới tiếp cận và có đam mê về điện tử, lập trình… dễ dàng sử dụng, xây dựng dự án cho mình một cách nhanh nhất. 
  • Arduino Uno được dùng trong lập trình Robot, xe tự hành, điều khiển bật tắt led…

Arduino Uno R3

  • Arduino Uno R3 là kit của Arduino Uno thế hệ thứ 3, có khả năng lập trình cho các ứng dụng điều khiển phức tạp.
  • Arduino Uno R3 được trang bị cấu hình mạnh cho các loại bộ nhớ ROM, RAM và Flash, các ngõ vào/ ra digital I/O. 
  • Trong đó nhiều ngõ có khả năng xuất tín hiệu PWM, các ngõ đọc tín hiệu analog và chuẩn giao tiếp đa dạng như: UART, SPI, TWI (I2C).
arduino ide

Arduino Uno R3 là kit của Arduino Uno thế hệ thứ 3

Arduino Nano

  • Arduino Nano có chức năng tương tự với Arduino Duemilanove nhưng khác nhau về dạng mạch. 
  • Nano được tích hợp vi điều khiển ATmega328P, có sẵn trong TQFP (plastic quad flat pack) với 32 chân và 8 cổng ADC. 
  • Bảng Nano không có giắc nguồn DC như các bo mạch Arduino khác, thay vào đó là cổng mini-USB; được sử dụng cho cả việc lập trình và bộ giám sát nối tiếp.
  • Tính năng hấp dẫn của Arduino Nano chọn công suất lớn nhất với hiệu điện thế của nó.
arduino là gì

Nền tảng Arduino Nano

Arduino Lilypad

  • Arduino LilyPad là phiên bản Arduino sử dụng chip ATmega328P, được thiết kế và phát triển bởi Leah Buckley và SparkFun Electronics. 
  • Phiên bản Arduino LilyPad được dùng cho các ứng dụng trang trí cho quần áo các sản phẩm thời trang balo, túi xách,…

Arduino Mega 2560

  • Arduino Mega2560 là vi điều khiển sử dụng ATmega2560.
  • Mega 2560 có nhiều bộ nhớ và nhiều chân I/ O hơn bất kỳ nền tảng Arduino nào khác.
  • Mega 2560 là Arduino lớn nhất, tốt nhất, đắt nhất hiện nay

Netduino

  • Netduino là anh em họ của Arduino, đây là giải pháp hack và tạo mẫu phần cứng nguồn mở. 
  • Netduino chạy .NET Micro Framework cho cơ sở phần mềm, tương thích với các lá chắn Arduino, nhưng một số có thể yêu cầu trình điều khiển để chạy.
Netduino

Netduino là giải pháp hack và tạo mẫu phần cứng nguồn mở

Trên đây là những điều cơ bản về ngôn ngữ lập trình Arduino. Vi mạch điều khiển Arduino là công cụ học tập, sáng tạo tuyệt vời giúp bạn thực hiện bất cứ dự án nào một cách dễ dàng mà không gặp quá nhiều khó khăn. Vậy, bạn đã sẵn sàng bước vào tìm hiểu, khám phá những điều thú vị trong thế giới lập trình Arduino này chưa? Nếu bạn có bất kỳ thắc mắc hoặc góp ý gì, hãy lại comment phía dưới bài viết để được hỗ trợ nhanh nhất nhé.

>> Xem thêm: #8 cách chuyển đổi file Pdf sang Word đơn giản

Theo: Wikipedia Arduino

(Visited 1.299 times, 36 visits today)