Arduino trong lĩnh vực linh kiện điện tử là một từ rất phổ biến. Đối với những người không phải trong nghề nhưng có sự yêu thích với các thiết bị điện tử hoặc lập trình Arduino chắc chắn sẽ biết đến. Vậy Arduino là gì? Ứng dụng của Arduino đối với đời sống con người như thế nào? Hãy cùng tìm hiểu trong bài viết dưới đây để hiểu rõ và tiếp cận Arduino dễ dàng hơn nhé.
Arduino là gì?
Arduino là một trong những nền tảng của mã nguồn mở giúp con người có thể xây dựng các ứng dụng về điện tử làm gia tăng khả năng tương tác và liên kết với nhau tốt hơn.
Arduino được coi như một chiếc máy tính thu nhỏ giúp giúp người lập trình có thể sử dụng được nhiều việc khác nhau. Từ đó, thực hiện các dự án điện tử mà không cần sử dụng đến các công cụ chuyên biệt khác.
Arduino tương tác thông qua cảm biến điện từ, đèn và động cơ. Việc sử dụng nền tảng này được nhiều người trên thế giới đón nhận và lan tỏa với tốc độ nhanh chóng. Bởi nhờ có Arduino nên các dự án điện tử trở nên dễ dàng hơn giúp họ sáng tạo hơn, tập trung hơn vào trọng điểm dự án.
Cấu tạo của Arduino
Cấu tạo của Arduino gồm có 2 phần chính là phần cứng và phần mềm
Phần cứng
Phần cứng này là một bảng mạch nguồn mở có thể lập trình được gồm có các bộ phận chi tiết: chân đầu vào ra, bộ vi xử lý, cổng usb, jack cắm nguồn, chip điều khiển AVR, các hàng header. Mỗi linh kiện sẽ làm các nhiệm vụ khác nhau cụ thể:
– Cổng USB: đây là chân cắm kết nối với PC để tải mã lập trình từ PC lên chip điều khiển. Đồng thời cũng là cổng giao tiếp giúp truyền tải dữ liệu từ chip điều khiển lên máy tính.
– Jack cắm nguồn: Để chạy được Arduino bạn có thể nạp nguồn qua cổng USB. Tuy nhiên, trong những trường hợp không thể kết nối được nguồn từ máy tính hay phải làm việc thực hiện dự án ở ngoài trời bạn có thể sẽ cần nguồn điện áp từ 9V – 12V.
– Hàng Header: bao gồm những chân đánh từ số 0 – 12 còn được gọi là hàng digital pin. Hàng này sẽ làm nhiệm vụ truyền nhận tín hiệu số. Bên cạnh đó có sẽ một pin đất (GND) và pin điện áp tham chiếu (AREF).
– Hàng header 2: gồm chủ yếu là các chân điện áp đất và nguồn.
– Hàng header 3: đây là các chân để nhập và xuất các tín hiệu Analog giúp đọc các thông tin từ các thiết bị cảm ứng.
– Chip điều khiển AVR: đây là bộ phận quan trọng của phần cứng này giúp xử lý trung tâm của toàn bo mạch. Mỗi mẫu Arduino khác nhau sẽ sử dụng con chip khác nhau.
Phần mềm Arduino IDE
Arduino IDE là gì? Arduino tích hợp IDe được sử dụng để giúp bạn viết code, soạn thảo văn bản và nạp vào bo mạch của Arduino. Khi người dùng viết mã IDE sẽ tự tạo ra file Hex cho mã. File này là các file Hexa thập phân mà Arduino có thể hiểu được gửi đến các bo mạch thông qua cáp USB. Trên mỗi Arduino sẽ được tích hợp một bộ vi điều khiển. Bộ vi điều khiển này sẽ nhận file Hexa và hoạt động theo mã được viết.
Các biến thể khác của Arduino
Hiện nay dựa trên nền tảng của mã nguồn mở Arduino được phát triển rất nhiều loại khác nhau. Điều này khiến người dùng phải suy nghĩ khi lựa chọn loại thích hợp. Tuy nhiên, sự đa dạng của mã nguồn này lại cho phép người dùng có thể sử dụng đa dạng và ứng dụng linh hoạt hơn. Dưới đây là một số biến thể khác của Arduino
Arduino Uno
Arduino Uno là gì? Arduino Uno được sử dụng như thế nào? Arduino Uno là một bảng vi mạch điều khiển mở dựa trên vi điều khiển Microchip ATmega328, được phát triển bởi Arduino.cc. Kích thước của Board Arduino Uno là 5,5x7cm. Trên vi mạch gồm có 14 chân đầu vào bao gồm có 6 chân 5V. Khả năng phân giải của Arduino Uno là 1024 với tốc độ 16MHz, sử dụng điện áp từ 7V đến 12V.
Trên bảng mạch được trang bị các bộ chân đầu vào/ đầu ra Digital và Analog để có thể giao tiếp mở rộng với các bảng mạch khác. Đây là một bo mạch đơn giản nhất nên mạch Arduino Uno phù hợp với những bạn mới tiếp cận hay có niềm đam mê với lập trình, điện tử…
Dựa trên các nền tảng mở do Arduino cung cấp những người mới tìm hiểu và tiếp cận sẽ dễ dàng xây dựng cho mình dự án cho kết quả nhanh nhất. Ứng dụng của Arduino Uno thường được sử dụng trong lập trình Robot, điều khiển bật tắt đèn led, xe tự vận hành…
Arduino Uno R3
Xem thêm:
Van hằng nhiệt là gì? Tác dụng của van hằng nhiệt ô tô
Là bộ kit của Arduino Uno thuộc thế hệ thứ 3 được phát triển và nâng cao khả năng lập trình nhằm sử dụng trong các ứng dụng có điều khiển phức tạp hơn. Bộ vi mạch này được trang bị cấu hình mạnh mẽ với các bộ nhớ như RAM, ROM, Flash, các ngõ vào, ra digital I/O.
Trong đó, có nhiều ngõ có khả năng xuất hiện các tín hiệu PWN, có ngõ sẽ đọc tín hiệu từ analog và chuẩn giao tiếp đa dạng khác nhau: UART, SPI, TWI (I2C).
Arduino Nano
Arduino Nano có kích thước nhỏ gọn, dễ lắp đặt có chức năng tương tự Arduino Duemilanove hay Arduino UNO. Sự khác biệt điển hình giữa chúng chính là khác nhau về dạng mạch.
Bảng mạch của Arduino Nano được tích hợp 8 cổng ADC, sử dụng vi điều khiển ATmega328P, Plastic Quad Flat Pack với 32 chân nằm trong TQFP. Khác với các bảng mạch khác bảng Nano không có jack cắm nguồn mà sử dụng cổng mini USB.
Ưu điểm lớn của Arduino Nano là có thể chọn được công suất lớn nhất với hiệu điện thế tương ứng. Nên có thể lập trình trực tiếp từ máy tính rất đơn giản, tiện lợi. Nhờ đó, Arduino Nano được ứng dụng đa dạng trong cuộc sống hiện nay.
Arduino Lilypad
Arduino Lilypad là bo mạch sử dụng trong ngành công nghệ dệt có thể đeo được. Arduino Lilypad được thiết kế và phát triển bởi Leah Sang Buckley và Lea Leah – SparkFun.
Arduino Lilypad sử dụng chip ATmega328P, có nguồn, I/O, board cảm biến được chế tạo đặc biệt cho quá trình dệt may điện tử, sản xuất công nghiệp dệt may.
Arduino RedBoard
Mạch Arduino RedBoard có thể hoạt động trên Windows 8 mà không cần sửa đổi hay phải cài đặt bảo mật của bạn. Arduino RedBoard sử dụng Arduino IDE để lập trình qua cáp USB Mini-B.
Arduino RedBoard được sử dụng trong các thiết kế cho các dự án. Chỉ cần đơn giản cắm board và tùy chọn các menu sau đó chọn Arduino UNO. Sau đó, bạn có thể sẵn sàng để tải chương trình lên. Để điều khiển RedBoard bạn có thể sử dụng cáp USB bằng jack cắm thường.
Arduino Mega 2560
Arduino Mega 2560 sử dụng chip điều khiển ATmega2560, sử dụng 54 chân digital, 16 chân đầu vào analog. Đây là bộ vi mạch có chứa nhiều bộ nhớ và nhiều chân I/O nhất trong các nền tảng của Arduino. Mạch Mega 2560 hiện nay là Arduino lớn nhất, tốt nhất, đắt nhất hiện nay.
Khả năng kết nối của Arduino với các thiết bị
Arduino có thể kết nối tương thích với các thiết bị điện tử khác nhau:
– Arduino có thể hoạt động hoàn toàn độc lập
– Kết nối với một máy tính sau đó cho phép máy tính truy cập các dữ liệu cảm biến từ ở bên ngoài. Rồi quay ngược trở lại cung cấp thông tin phản hồi.
– Có thể kết nối, liên kết với các Arduino khác.
– Các bộ vi mạch Arduino có thể kết nối với các thiết bị điện tử khác nhau.
– Có khả năng kết nối với các chip điều khiển
Arduino mang đến sự đa dạng, linh hoạt có thể kết nối với nhiều nền tảng mà không gặp nhiều khó khăn. Điều này có nghĩa nếu bạn đang sử dụng khởi động Arduino trên hệ điều hành Windows, Macintosh OSX. Nhưng thông qua mạch Arduino vẫn có thể điều hành được Linux. Trong khi các hệ thống vi mạch điều khiển khác chỉ có thể chạy trên Windows.
Ứng dụng của nền tảng Arduino
Arduino ra đời mang đến nhiều ứng dụng thiết thực phục vụ cho cuộc sống của con người. Arduino được sử dụng rất nhiều trong đời sống và đóng vai trò quan trọng để tạo nên các thiết bị điện tử chất lượng cao,
Một số ứng dụng của Arduino phải kể đến như:
– Chế tạo Robot: Arduino có thể giao tiếp, có khả năng đọc các thiết bị cảm biến khác nhau, điều khiển động cơ…Vì vậy, Arduino là một trong những phần quan trọng nằm trong trung tâm xử lý, điều khiển hoạt động của con robot dễ dàng.
– Ứng dụng để điều khiển đèn giao thông, tạo nên các hiệu ứng đèn Led nhấp nháy thường thấy trên các biển quảng cáo…
– Lập trình game tương tác: Arduino có thể sử dụng để tương tác với Joystick, tương tác với các loại game khác như Tetrix, Maric.
– Ứng dụng trong máy in màu 3D
– Sử dụng trong lò bánh nướng nhờ điều khiển cảm biến để gửi thông báo khi bánh chín.
– Dùng trong thiết kế đàn bằng ánh sáng.
– Lập trình, chế tạo ra máy bay không người lái.
– Các module chức năng giúp hỗ trợ và kết nối dây với các thiết bị khác.
Ngoài ra, Arduino còn được ứng dụng trong rất nhiều thiết bị hữu ích khác tùy theo sự sáng tạo của người dùng. Arduino đang ngày càng phát triển và nhanh chóng được đưa vào trong các cơ sở giáo dục để giảng dạy và làm đề tài. Từ đó giúp thúc đẩy sự đam mê học hỏi, yêu thích khám phá và tiếp cận công nghệ cho các bạn trẻ đam mê về điện tử, lập trình.
Như vậy có thể thấy Arduino là một trong những thiết bị có tính linh hoạt, đa dạng cao. Hiện nay giá Arduino khoảng trên dưới 1 triệu đồng. So với các nền tảng vi điều khiển khác đây là mức giá phù hợp với các bạn sinh viên, học sinh hay các tổ chức giáo dục.
Trên đây là những thông tin chi tiết về Arduino là gì? Cấu tạo, các biến thể khác nhau của Arduino cũng như ứng dụng của nền tảng này. Sử dụng Arduino là công cụ để sáng tạo, học tập sẽ giúp bạn dễ dàng vượt qua các dự án mà không gặp quá nhiều khó khăn. Hy vọng với những chia sẻ mà bài viết cung cấp bạn đã có thể hiểu hơn Arduino dùng để làm gì? chúng mang lợi cho chúng ta lợi ích như thế nào rồi đúng không?
