ARDUİNO
Temel Elektronik Arduino Eğitimi
Arduino Bileşenleri
Arduino geliştirme ortamı (IDE)
Arduino bootloader (Optiboot)
Arduino kütüphaneleri
AVRDude (Arduino üzerindeki mikrodenetleyici programlayan yazılım)
Derleyiciden (AVR-GCC) oluşur.
Arduino yazılımı bir geliştirme ortamı (IDE) ve kütüphanelerden oluşur. IDE, Java dilinde yazılmıştır ve Processing adlı dilin ortamına dayanmaktadır. Kütüphaneler ise C ve C++ dillerinde yazılmıştır ve AVR-GCC ve AVR Libc. ile derlenmiştir.
Optiboot bileşeni Arduino ‘nun bootloader bileşenidir. Bu bileşen, Arduino kartlarının üzerindeki mikrodenetleyicinin programlanmasını sağlayan bileşendir.
µP (Mikroişlemci): Mikroişlemci, bir Arduinonun beynidir. Arduino geliştirme kartı çeşitli AVR mikroişlemciye dayalıdır, hepsinin de kendine has fonksiyonları ve özellikleri vardır.
Giriş Voltajı: Kart için önerilen voltaj aralığıdır. Kart maksimum voltaj aralığından çok az daha fazla voltajla da beslenebilir, bu da güvenlidir. Aklımızda bulunması gereken püf nokta ise Li-Po piller 3.7V desteklemektedir. Piyasadaki Arduino çeşitleri de bu voltaj değerini desteklemektedir. Dolayısıyla arduinolar 3.7V Li-Po pillerle doğrudan beslenebilir.
Sistem Voltajı: Kartın sistem voltajıdır diğer bir deyişle mikroişlemcinin çalıştığı voltajdır. Bu, kartın uyumluluğu için –özellikle 5V’tan 3.3V’a geçildiğinden beri- önemli bir faktördür. Bağlanmak istenilen dış sistem ne olursa olsun her zaman elimizde bulunan işlemcinin voltaj seviyesiyle eşleştirme gereği duyulacaktır.
Saat Hızı: Mikroişlemcinin hıza bağlı frekans aralığıdır ve komutları çalıştırma hızıyla bağlantılıdır. Ayrıca bazı nadir beklentiler oluşabilir. Çoğu ATMega mikroişlemci 3V’ta iken saat hızı 8MHz kaldırırken çoğu 5V’ta 16MHz’de çalışır.
Dijital I/O: Arduinodaki dijital Giriş/Çıkış’ların sayısıdır. Bunların her biri giriş ya da çıkış olarak bazısı da PWM olabilecek şekilde tasarlanmıştır.
Analog Giriş: Arduinodaki kullanılabilir analog girişlerin toplam sayısıdır. Analog pinler ‘’A’’ harfi ve yanındaki numaralarla isimlendirilir ve bu da ATMega yonga içindeki Analog to Digital Converter (ADC) aracılığıyla analog değerleri okumayı sağlar. Analog girişler eğer ihtiyaç olursa daha fazla dijital Giriş/Çıkış olarak kullanılabilir.
PWM: PWM sinyal üretebilme kapasitesi olan dijital Giriş/Çıkış’ların sayısıdır. PWM sinyalleri analog çıkışlar gibidir. Arduinoyu analog voltajını 0 ve sistem voltajı arasında kandırma imkânı tanır.
UART: Arduinonun desteklediği, birbirinden ayrı seri bağlantı çizgileri sayısıdır. Çoğu arduino kartta, dijital Giriş/Çıkış pinleri 0 ve 1 serilerin 2 katıdır ve alınan pinler seri programlama portuyla paylaşılmıştır. Bazı arduino kartları birden fazla UART’a sahiptir ve birden fazla seri portu bir kerede destekleyebilir. Bütün arduino kartlar programlama için en az bir UART’a sahiptirler. Fakat bazılarında pinlere erişilebilir değildir.
Flash Memory: Taslakların depolanabileceği maksimum mevcut hafızadır. Bütün bu hafızanın tamamı kullanılabilir değildir, zira küçük bir kısmı bootloader tarafından kullanılmaktadır ( genellikle 0,5 ve 2 KB arası).
Bootloader: Eğer mikroişlemci arduinonun beyni olarak nitelendirilirse, bootloader kişiliği olarak değerlendirilebilir. Bootloader ATMega’nın içinde bulunur ve seri port aracılığıyla donanım programlaması için yükleme yapılmasını sağlar. Çünkü farklı Arduino kartları farklı mikroişlemciler ve programlama arayüzleri kullanır. Her birinde farklı bootloader programı vardır. Bootloader için olan kaynak kodları, arduino dağıtımı içinde bulunabilir. Bütün Arduino bootloaderlar Arduino IDE yazılımından kod yüklenmesini sağlar.
Programlama Arayüzü: Arduino kartını programlamak için bilgisayarla bağlantı kurulmasını sağlar. Bazı kartlar gömülü USB jacklar barındırır, dolayısıyla tek yapılması gereken USB kabloyu bilgisayara bağlamaktır. Bazı kartlar ise headerlara sahiptir böylece onlara da yapmanız gereken tek işlem FTDI Basic breakout ya da FTDI kabloyu bağlamaktır. Arduino Mini gibi kartlar ise seri pinler programlama için bulunur fakat FTDI headerlarla uyumlu değildirler. Gömülü USB jack taşıyan her Arduino USB dönüşümleri için bazı farklı donanımlara sahiptir. Bununla birlikte, bazı kartlar ek donanıma ihtiyaç duymazlar çünkü mikroişlemcilerinin gömülü USB desteği vardır.
Bir Arduino donanım kartının temel bileşenleri şöyledir.
- Power USB : Arduino ile bilgisayarınız arasındaki iletişimi sağlar. Aynı zamanda USB üzerinden gereken gücü temin eder.
- Power Socket : Arduino’nun çalışması için gereken gücü, harici bir DC adaptör ile bu soket üzerinden sağlayabilirsiniz.
- Voltaj Regülatörü : Arduino için sağladığınız elektriksel gücü kart üzerindeki devre elemanlarına kararlı şekilde dağılımını sağlar.
- Kristal Osilatör : Arduino işlemcisinin çalışabilmesi için gereken frekans üretimini yapar.
- Reset : Arduino devre kartını sıfırlar.
- 3,3V DC çıkış sağlar
- 5V DC çıkış sağlar
- GND : – Bağlantısının yapılacağı pindir. Toprak veya şase olarak da ismi geçer.
- Vin : Arduino için harici güç girişi olarak kullanılır.
- Analog In : 6 adet analog pin bulunmaktadır. A0..A5 olarak isimlendirilir. Isı, nem gibi sensörlerden gelen analog sinyalleri okumak için kullanılırlar. Bu sinyallerden analog / dijital çeviriciler ile mikroişlemciye iletilir.
- Arduino mikrodenetleyicisidir. Giriş pinlerinden gelen verileri okuma, üzerindeki yazılımı çalıştırma, çıkış pinlerine veri gönderme gibi işlemleri yürütür.
- ICSP : Bu pinler SPI kütüphanesi ile SPI haberleşmeyi sağlar.
- Power LED : Arduino’ya güç geldiğini gösterir LED ışık kaynağıdır.
- Çıkış LED : Arduinonun 13 nolu çıkış pinidir. Bu çıkış direkt olarak devre kartının üzerindeki bir LED’e bağlıdır.
- Arduino Uno ‘da bulunan 14 tane dijital giriş / çıkış pininin tamamı, pinMode(), digitalWrite() ve digitalRead() fonksiyonları ile giriş ya da çıkış olarak kullanılabilir. Bu pinler 5 V ile çalışır. Her pin maksimum 40 mA çekebilir ya da sağlayabilir ve 20-50 KOhm dahili pull – up dirençleri vardır. Ayrıca bazı pinlerin özel fonksiyonları vardır.
- Serial 0 (RX) ve 1 (TX) :Bu pinler TTL seri data almak (receive – RX) ve yaymak (transmit – TX) içindir.
- Harici kesmeler (2 ve 3) :Bu pinler bir kesmeyi tetiklemek için kullanılabilir.
- PWM: 3, 5, 6, 9, 10, ve 11 :Bu pinler analogWrite () fonksiyonu ile 8-bit PWM sinyali sağlar.
- AREF :Analog girişler için referans voltajıdır. analogReference() fonksiyonu ile kullanılır.
- GND : – Bağlantısının yapılacağı pindir. Toprak veya şase olarak da ismi geçer.
- Reset : Mikrodenetleyiciyi resetlemek içindir.