Arduino là một thuật ngữ được sử dụng rất phổ biến trong lĩnh vực nghiên cứu linh kiện điện tử. Tuy nhiên, để có thể hiểu rõ khái niệm Arduino là gì cũng như ứng dụng của Arduino thì xin mời bạn đọc cùng theo dõi bài viết dưới đây của Hutbuicongnghiep.com!
Arduino là gì?
Arduino là một nền tảng mã nguồn mở được sử dụng để tạo nên các ứng dụng điện tử tương tác với nhau hoặc với môi trường được thuận lợi và dễ dàng hơn.
Arduino tương tự như một chiếc máy tính nhỏ để người dùng có thể lập trình và thực hiện những dự án điện tử mà không cần phải có các công cụ chuyên biệt để phục vụ việc nạp code.
Arduino tương tác với thế giới thông qua cảm biến điện tử, đèn, và động cơ.
Lịch sử ra đời của Arduino
Vào thế kỷ 9 ở nước Ý, Arduino ra đời và được đặt theo tên của vị vua nước đó là King Arduin. Arduino đã chính thức được ra mắt vào năm 2005, là công cụ cho học sinh học tập.
Dù đa phần không có sự tiếp thị hay chạy quảng cáo nhưng Arduino lan truyền nhanh với tốc độ chóng mặt. Ngày nay, Arduino còn nổi tiếng hơn trên toàn thế giới và đã có không ít người tìm về thị trấn Ivrea để tham quan nơi sinh ra nền tảng thú vị và độc đáo này.
Hiện nay, Arduino đã được ứng dụng vào trong nhiều lĩnh vực đời sống. Mã nguồn mở này đã mang lại không ít lợi ích thiết thực cho con người. Nhờ đó, dù ra đời đã lâu nhưng Arduino vẫn tồn tại lâu dài và phổ biến đến như vậy.
Cấu tạo của Arduino
Arduino được cấu tạo bởi phần cứng và phần mềm, cụ thể:
Phần cứng
Phần cứng gồm có:
Nguồn (USB/Barrel Jack)
Bất kỳ Arduino nào cũng cần được cung cấp nguồn điện để hoạt động.
Ví dụ như mạch Arduino UNO cần được cung cấp nguồn từ dây cáp USB từ máy tính hoặc nguồn điện một chiều (DC) khác có chuôi cắm thích hợp. Chân kết nối USB cũng là chân để người dùng có thể tải code lên bo mạch Arduino.
Chú ý: Điện áp được các nhà sản xuất đề nghị cho hầu hết các bo mạch Arduino là từ 6 – 12V. Nếu bạn dùng một nguồn có điện áp lớn hơn dòng điện quá tải có thể làm cháy mạch, gây hư hỏng cho mạch Arduino.
Các chân (5V, 3.3V, GND, Digital, Analog, PWM và ISF)
Các chân kể trên đều là nguồn ra của Arduino, được sử dụng để kết nối với nguồn của các thiết bị khác. Để dễ dàng phân biệt với mỗi chân sẽ có một ký tự riêng. Ví dụ:
- GND: Là điểm nối chung của mạch Arduino và thiết bị khác. Có thể là nguồn âm hoặc nguồn dương tùy thuộc vào cơ chế hoạt động. Điện áp tại chân này là 0V nên còn gọi là chân cắm dây trung tính.
- 5V và 3,3V: Chân 5V cung cấp nguồn năng lượng 5V và chân 3,3V cung cấp 3,3V. Các nguồn khi được cắm vào 2 chân này thì sẽ nhận được điện áp tối đa là 5V (đối với chân 5V) và 3,3V (đối với chân 3,3V)
- Analog: Chân này có thể đọc tín hiệu từ các cảm biến như cảm biến nhiệt độ, độ ẩm,… sau đó chuyển đổi thành một dữ liệu để người dùng có thể đọc và hiểu được.
- Digital: Được dán nhãn từ 0 – 13 trên Arduino UNO, chân này có thể được sử dụng cho cả đầu vào digital nếu là các nút nhấn và đầu ra digital nếu cấp nguồn cho LED.
- PWM: Bạn có thể nhìn thấy những dấu (~) nằm ở bên cạnh các chân như 3, 5, 6, 9, 10 và 11 trên mạch. Các chân này đều hoạt động như các chân digital thông thường, nhưng cũng có thể sử dụng để điều chỉnh chế độ xung PWM.
- ISF: Ít được sử dụng hơn. Khi được sử dụng để có thể đặt điện áp tham chiếu trong khoảng từ 0-5V làm giới hạn cho các chân đầu vào Analog.
Nút khởi động lại (Reset Button)
Nút reset giúp xóa hết các dữ liệu đã nạp vào trong bo mạch Arduino. Điều này rất hữu ích nếu như code của bạn đang gặp sự cố hoặc muốn nhập thêm code mới hay muốn thử xem độ hiệu quả của nó mà không làm ảnh hưởng đến code cũ.
Đèn LED báo nguồn (Power LED Indicator)
Là một chiếc đèn LED nhỏ được dán nhãn ON (bật). Khi Arduino được cấp nguồn thì đèn sẽ sáng lên. Nếu đèn không sáng thì chắc chắn nguồn cấp của bạn gặp vấn đề, dây nguồn bị lỏng, bo mạch của Arduino đang bị hỏng,…
LED TX và RX (TX RX LEDs)
TX LED là đèn hiển thị tín hiệu truyền đi còn RX LED là đèn hiển thị tín hiệu nhận về. Hai đèn LED này thực hiện nhiệm vụ truyền tải nối tiếp và thông báo đến người dùng.
Nếu TX LED không sáng thì Arduino của bạn gặp sự cố truyền dữ liệu. Còn RX LED không sáng thì Arduino của bạn chưa nhận được tín hiệu và cần kiểm tra lại.
IC chủ (Main IC)
IC chủ được xem là “bộ não” của Arduino. Việc xác định IC chủ là rất quan trọng giúp người dùng nhận biết Arduino mình đang dùng thuộc loại nào từ đó nạp chương trình hoặc code thích hợp.
Thông tin về tên IC thường được tìm thấy ở phía mặt trên. Nếu muốn tìm hiểu chi tiết về thông tin IC bạn có thể vào trang của nhà sản xuất và nhập tên IC đó ở mục tìm kiếm sản phẩm.
Bộ điều chỉnh điện áp (Voltage Regulator)
Bộ điều chỉnh điện áp có nhiệm vụ điều chỉnh điện áp và kiểm soát nguồn điện áp đưa vào mạch Arduino. Tuy nhiên nó ít được sử dụng bởi có các thiết bị khác hiệu quả hơn.
Bộ điều chỉnh điện áp có thể làm biến mất những điện áp phụ có thể gây tổn hại cho các linh kiện trong mạch. Giới hạn của nó là 20V, vì vậy nếu bạn cấp nguồn lớn hơn mức này thì không những không triệt tiêu điện áp phụ mà còn có thể gây hỏng bo mạch Arduino.
Một số mạch Arduino khác thường sử dụng
Có rất nhiều bo mạch Arduino trên thị trường như: Arduino UNO (R3), RedBoard, LilyPad Arduino, Arduino Mega (R3),… Trong đó Arduino R3 được sử dụng phổ biến nhất, đặc biệt là trong những trường đại học.
Phần mềm
Để có thể lập trình các mạch Arduino, người dùng cần sử dụng chương trình Arduino IDE trên các thiết bị PC hoặc laptop. Chương trình này thường được viết bằng ngôn ngữ lập trình Java là ứng dụng đa nền tảng (cross-platform). Ngôn ngữ code dành cho các chương trình của Arduino là bằng C hoặc C++. Công cụ này sẽ giúp bạn biên tập các đoạn code vào linh kiện Arduino của mình.
Ngoài ra, bạn cũng có thể lập trình cho các bo mạch Arduino bằng ứng dụng ArduinoDroid trên các thiết bị điện thoại, máy tính bảng sử dụng hệ điều hành Android với giao diện cùng nhiều tính năng tương tự với Arduino IDE.
Ứng dụng của Arduino
Một số ứng dụng phổ biến của Arduino như sau:
- Làm Robot. Arduino có khả năng đọc các thiết bị cảm biến hoặc điều khiển động cơ,…Vì vậy, nó thường được dùng để làm bộ xử lý trung tâm của rất nhiều loại robot.
- Game tương tác: Arduino còn có thể được sử dụng để tương tác với Joystick, màn hình,…khi chơi các game như Mario, Tetris, phá gạch,…
- Máy bay không người lái.
- Điều khiển đèn tín hiệu giao thông, làm các hiệu ứng đèn Led nhấp nháy trên biển quảng cáo,…
- Điều khiển các thiết bị cảm biến ánh sáng và âm thanh.
- Làm máy in 3D
- Làm đàn bằng ánh sáng
- Làm lò nướng bánh biết tweet để báo khi bánh chín.
Hy vọng bài viết trên sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về khái niệm Arduino là gì cũng như cấu tạo và ứng dụng của Arduino. Hãy để lại bình luận phía dưới nếu có bất kỳ thắc mắc nào nhé!
