TỰ HỌC ARDUINO

Arduino là gì? Những điều cần biết về Arduino

Arduino là gì? Những điều cần biết về Arduino

Ngày càng có nhiều nhà sản xuất trên khắp thế giới đang tìm cách thêm code và board mạch điện tử vào các chương trình giáo dục tại nhà trường. Một trong những cách tốt nhất để làm điều này là tích hợp board mạch Arduino vào các dự án và bài học.

Chúng tôi thấy rất nhiều học viên đã cố gắng lao vào code Arduino vì họ nghĩ rằng lập trình là khá khó. Vì vậy, chúng tôi chắc chắn rằng: hướng dẫn này được viết cho người mới bắt đầu và không có kinh nghiệm.

Hướng dẫn cung cấp một cái nhìn tổng quát về tất cả các bộ phận và các phần của hệ sinh thái Arduino. Các bạn có thể tìm hiểu thêm về các dự án về Arduino tại: https://www.abcarduino.com/category/arduino-code/

Arduino là gì?

Arduino là một board mạch lập trình mã nguồn mở có thể được tích hợp vào nhiều dự án khác nhau cả đơn giản và phức tạp. Board mạch này chứa một vi điều khiển có thể được lập trình để cảm nhận và điều khiển các đối tượng khác nhau. Bằng cách đọc giá trị các cảm biến và đầu vào, Arduino có thể tương tác với một mảng lớn các đầu ra như đèn LED, động cơ và màn hình hiển thị. Do tính linh hoạt và chi phí thấp, Arduino đã trở thành lựa chọn rất phổ biến cho các nhà sản xuất khác nhau.

Arduino được Massimo Banzi giới thiệu vào năm 2005 tại Ý như một cách để những người không phải kỹ sư có khả năng sử dụng một công cụ đơn giản, chi phí thấp để tạo các dự án điện tử. Vì board Arduino là nguồn mở, nên nó được phát hành theo giấy phép Creative Commons cho phép bất cứ ai đều có thể sản xuất board mạch của riêng họ. Nếu bạn tìm kiếm trên web, bạn sẽ thấy có hàng trăm bản sao tương thích với Arduino và các biến thể nhưng các bảng chính thức có chữ “Arduino” trong tên của nó.

Các loại board Arduino

Nếu bạn hoàn toàn mới với Arduino, bạn có thể đã luôn nghĩ rằng chỉ có một board mạch Arduino. Trong thực tế, có rất nhiều biến thể của board mạch Arduino chính thức và sau đó có thêm hàng trăm từ các đối thủ cạnh tranh cung cấp bản sao. Nhưng đừng lo lắng, chúng tôi sẽ cho bạn thấy cái nào sẽ phù hợp với người mới bắt đầu trong hướng dẫn sau đây.

Dưới đây là một vài ví dụ về các loại board Arduino khác nhau. Các bảng có tên Arduino trên đó là các bảng chính thức nhưng cũng có rất nhiều bản sao trên thị trường. Một trong những lý do tốt nhất để mua một bản sao là thực tế chúng thường rẻ hơn so với đối tác chính thức. Lưu ý: Bạn hãy cẩn thận khi mua board từ các công ty mà bạn không biết.

Một yếu tố khác để xem xét khi chọn board là phụ thuộc vào dự án mà bạn đang muốn làm. Ví dụ: nếu bạn muốn tạo một dự án điện tử có thể đeo trên người (wearable), bạn có thể cần board LilyPad. LilyPad được thiết kế để dễ dàng may vào quần áo trên người. Nếu dự án của bạn muốn kích thước nhỏ gọn, bạn có thể cần sử dụng Arduino Pro Mini có kích thước rất nhỏ so với các board mạch khác. Bảng so sánh các board Arduino sẽ có trong bài viết khác.

Tiếp theo, chúng ta sẽ tập trung vào board Arduino thích hợp nhất dành cho người mới bắt đầu.

Arduino Uno

Một trong những bo mạch Arduino phổ biến nhất hiện nay là Arduino Uno. Mặc dù nó không thực sự là board đầu tiên được phát hành, nó vẫn là board được sử dụng nhiều nhất và rộng rãi nhất trên thị trường. Vì sự phổ biến của nó, Arduino Uno có rất nhiều hướng dẫn trên diễn đàn và trên web giúp bạn bắt đầu dễ dàng hơn.

Board Breakdown

Dưới đây là các thành phần và chức năng của những bộ phận trên board Arduino Uno

  1. Reset Button – Restart chương trình đã được nạp sẵn trên board
  2. AREF – Viết tắt của “Analog Reference” dùng để tham chiếu điện áp ADC
  3. Ground Pin – Có vài chân GND trên board dùng để nối mass
  4. Digital Input/Output – Pins 0-13 có thể dùng cho Digital Input/Output
  5. PWM – Pins với ký hiệu (~) có thể cho đầu ra analog (PWM)
  6. USB Connection – Dùng để cấp nguồn Arduino và nạp code
  7. TX/RX – LEDs truyền và nhận dữ liệu
  8. ATmega Microcontroller – Đây là bộ não của board nơi chứa tất cả các đoạn code
  9. Power LED Indicator – LED nguồn
  10. Voltage Regulator – IC ổn áp, ổn định điện áp cấp cho board
  11. DC Power Barrel Jack – Jack dùng để cấp nguồn cho board
  12. 3.3V Pin – Pin cấp nguồn điện 3.3 volts
  13. 5V Pin – Pin cấp nguồn điện 5 volts
  14. Ground Pins – Có vài chân GND trên board dùng để nối mass
  15. Analog Pins – Những chân này có thể đọc dữ liệu analog và chuyển nó thành dạng số.

Nguồn cho Arduino

Arduino Uno cần nguồn để cung cấp năng lượng cho nó hoạt động. Bạn có thể cấp nguồn theo nhiều cách khác nhau. Đơn giản nhất mà hầu hết mọi người làm là kết nối board trực tiếp với máy tính thông qua cáp USB. Nếu bạn muốn dự án của bạn có thể di động, bạn có thể sử dụng bộ pin 9V để cung cấp cho nó. Cuối cùng bạn cũng có thể sử dụng nguồn 9V từ adaptor.

Lưu ý: Bạn không nên cấp nguồn 12V cho board vì nó có thể làm hỏng IC ổn áp.

Arduino Breadboard

Một phần rất quan trọng khác khi làm việc với Arduino là một bảng mạch không hàn (Breadboard hay Testboard). Thiết bị này cho phép bạn tạo bản mẫu cho dự án Arduino của bạn mà không phải hàn các mạch hoặc các đường dây với nhau. Sử dụng breadboard cho phép bạn tạo các mẫu tạm thời và thử nghiệm với các thiết kế mạch khác nhau. Bên trong các lỗ của vỏ nhựa là các kẹp kim loại được kết nối với nhau bằng vật liệu dẫn điện.

Mặt khác, bảng mạch không tự cấp nguồn mà cần nguồn điện từ board Arduino bằng cách sử dụng dây cắm. Các dây này cũng được sử dụng để tạo thành mạch bằng cách kết nối các điện trở, công tắc và các module khác với nhau.

Dưới đây là hình ảnh của một mạch Arduino hoàn thành khi được kết nối với một breadboard.

Lập trình cho Arduino

Khi mạch đã được lắp đặt trên bảng mạch, bạn sẽ cần phải upload code lên Arduino (sketch). Đoạn code này cho Arduino biết những gì cần phải thực thi. Board Arduino chỉ có thể lưu và thực hiện một sketch (đoạn code) tại một thời điểm. Phần mềm được sử dụng để tạo các đoạn code sketch Arduino được gọi là IDE, viết tắt của Integrated Development Environment – Môi trường phát triển tích hợp. Phần mềm được tải xuống miễn phí tại https://www.arduino.cc/en/Main/Software

Mỗi sketch Arduino có hai phần chính:

void setup () – Thiết lập mọi thứ phải được thực hiện một lần và sau đó không thực hiện nữa.

void loop () – Chứa các đoạn code được lặp đi lặp lại cho đến khi board bị tắt.

Xem thêm tại:

Arduino For Beginners