ארדואינו

מתוך המכלול, האנציקלופדיה היהודית
קפיצה לניווט קפיצה לחיפוש
ארדואינו גרסת Duemilanove

אַרְדוּאִינוֹ (מאיטלקית: Arduino) הוא מיקרו-בקר בעל מעגל מודפס יחיד (Single Board MicroController), עם סביבת פיתוח משולבת (IDE) ברישיון קוד פתוח, אשר מטרתה ליצור סביבה נוחה וזולה לפיתוח פרויקטים המשלבים תוכנה עם רכיבי אלקטרוניקה.

לארדואינו קהילת משתמשים גדולה ומדריכים מקוונים המסייעים להוריד את חסם הכניסה לתחום הפיתוח המשלב חומרה ותוכנה.

היסטוריה

ארדואינו החל כפרויקט לסטודנטים במכון לתכנון אינטראקציה, איווריאה, איטליה. השם "ארדואינו" הוא כשמו של בר באיווריאה, בו כמה ממייסדי הפרויקט נהגו להיפגש. הבר עצמו קרוי על שמו של ארדואין מאיוורה מרקיז איווריאה בין השנים 990-999 ומלך איטליה בין השנים 1002 עד 1014.

רכיבי הארדואינו

חומרה

רכיב החומרה העיקרי על המעגל המודפס של הארדואינו הוא המיקרו-בקר, ולאחרונה גם מעבד, אשר מריץ את התוכנית (הנקראת בעגה המקובלת Sketch - סקאץ') ומכיל זיכרון הבזק (Flash Memory) לאחסונה.

לוח Lilypad ארדואינו מ-2007

לארדואינו גרסאות חומרה שונות למטרות שונות. לדוגמה, ה-LilyPad הוא לוח ארדואינו בעיצוב דק הניתן לקיפול, וניתן לתופרו לתוך בגד.

המעגל המודפס מכיל בנוסף, כמעט תמיד:

  • 6 פינים מתוכם מסוגלים לקבל קלט אנלוגי (ערך מ-1 עד 10 של מדידות שונות) בדיוק של 10 ביט
  • 6 פינים מתוכם מסוגלים לייצר Pulse-Width Modulated Signal

תוכנה

סביבת הפיתוח של ארדואינו מאפשרת כתיבת תוכניות, הדרתן וצריבתן (Flashing) לארדואינו. שפת התכנות לארדואינו היא C או C++, והסביבה מגיעה עם תוכניות דוגמה רבות, על מנת להקל על משתמשים חדשים. כמו כן, ניתן לשלוח פקודות לבקר וכן גם לבצע בקרה על פעולות שמתרחשות בזמן אמת {עם דיליי קטן}.

מפתח ארדואינו מתבקש לממש לפחות שתי פונקציות:

  • פונקציית אתחול, שתתבצע כאשר הארדואינו מקבל חשמל.
  • פונקציית לולאה, אשר מתבצעת מיד אחרי פונקציית האתחול בלולאה אינסופית.

אחת מתוכניות הדוגמה של ארדואינו גורמת להבהוב של נורית LED המחוברת לפין מס' 13: 

#define LED_PIN 13

void setup () {
 pinMode (LED_PIN, OUTPUT); // הגדרת יציאה מס' 13 כפלט, או ספקית מתח
}

void loop () {
 digitalWrite (LED_PIN, HIGH); // הדלקת הנורית על ידי אספקת מתח ליציאה
 delay (1000); // המתנה של שנייה או 1000 מילישניות
 digitalWrite (LED_PIN, LOW); // כיבוי הנורית על ידי הפסקת המתח ליציאה
 delay (1000); // המתנה של שנייה
}

סביבת הפיתוח עצמה פותחה בשפת Java, וכך מתאפשרת הרצתה על מערכות הפעלה שונות כגון Windows, לינוקס, ו-OSX.

לוחות ארדואינו

לארדואינו מספר סוגים של לוחות, ששונים זה מזה בגודלם, בשבבים שעליהם ובמספר הפינים שבהם, ומותאמים לפרויקטים שונים.[1]

ארדואינו אונו (UNO)

הלוח הבסיסי שמיועד למתחילים ולפרויקטים גנריים.

כיום נמכרים 4 לוחות ממשפחת אונו:

  1. UNO R3 - הגרסה הקלאסית שהייתה נפוצה במשך הרבה שנים, מגיע עם חיבור USB-B (כבל מדפסת) ומבוסס על מיקרו-בקר ATmega328P.
  2. UNO WIFI Rev2 - גרסה של R3 עם Wi-Fi ובלוטות' מובנים, מבוססת על מיקרו-בקר ATmega4809.
  3. UNO R4 Minima - הוצג ב-2023, גרסה משופרת של R3, מגיע עם חיבור USB-C (Type-c) ומבוסס על מיקרו-בקר ARM RA4M1.
  4. UNO R4 Wi-Fi - גרסה של R4 Minima, עם Wi-Fi ובלוטות' מובנים ומטריצת לדים לחיווים גרפיים פשוטים.

בנוסף, בתחילת אוקטובר 2025 הוצג לוח אונו חדש - UNO Q המכיל גם מיקרו-מעבד QRB2210 של קוואלקום ומשלב גם תכנות לינוקס (בדומה לראספברי פאי).

ארדואינו מגה (MEGA)

לוח מורחב המכיל יותר פינים וכוח עיבוד רב יותר, לפרויקטים מורכבים יותר.

כיום נמכרים 3 לוחות ממשפחת מגה:

  1. MEGA 2560 Rev3 - הלוח הקלאסי בסדרה, דומה ל-UNO R3, רק גדול יותר. מגיע עם חיבור USB-B (כבל מדפסת) ומבוסס על מיקרו-בקר ATmega2560 (ומכאן שמו).
  2. Arduino Dou - לוח מתקדם המבוסס על מעבד Atmel SAM3X8E וזהו לוח הארדואינו הראשון שמבוסס על מיקרו-בקר ARM בעל ליבת 32 סיביות. לדואו מספר רב של חיבורים וחיישנים המובנים על הלוח עצמו.
  3. GIGA R1 Wi-Fi - מבוסס על מיקרו בקר STM32H747XI כפול-ליבות שמאפשר להריץ 2 תכניות (סקאצ'ים) בבת אחת, מגיע עם יציאת USB-C (Type-c) וגם USB-A לחיבור עכברים, מקלדות וכדומה, כמו כן על הג'יגה יש יציאת אוזניות 3.5 מ"מ, וכפי שמשתמע משמו גם WI-Fi.

ארדואינו ננו (NANO)

לוחות-מיני המיועדים לפרויקטים המצומצמים במקום (גודל לוח ה-PCB הוא 18X45 מ"מ).

כיום נמכרים 7 לוחות ממשפחת ננו:

  1. NANO - מכיל מיקרו-בקר ATmega328, כפתור אתחול ו-32 פינים. הלוח מגיע עם יציאת Mini USB.
  2. NANO EVERY - דומה לננו הרגיל אך מכיל מיקרו-בקר חזק יותר - ATMega4809 עם 50% יותר אחסון, ויציאת Micro USB.
  3. NANO 33 BLU - דומה לננו הרגיל, אך מכיל מיקרו-בקר חזק יותר - nRF52840, ומכיל יחידת מדידה אינרציאלית בעלת 9 צירים, כך שיש בו מד תאוצה, ג'ירוסקופ ומגנומטר מובנים בלוח.
  4. NANO 33 IOT - מיועד לפרויקטים המכילים IOT ומכיל מיקרו-בקר SAMD21 וכולל Wi-Fi ובלוטות', חיישן רדיו ועוד.
  5. NANO RP2040 Connect with headers.
  6. NANO 33 BLU Sense Rev2.
  7. NANO ESP32 - לוח ננו משודרג עם מיקרו-בקר ESP32-S3 ויציאת USB-C (Type-c).

סוגי לוחות נוספים

בנוסף לסוגים הנפוצים יש עוד סוגי לוחות ארדואינו מעניינים.

  • ארדואינו לאונרדו (LEONARDO) - לוח בסיסי אך פונקציונלי יותר מאונו.
  • ארדואינו זירו (ZERO) - הרחבה בת 32 סיביות לצד אונו.
  • ארדואינו מיקרו (MICRO) - דומה בממדיו לננו, אך מאפשר חיבור של הלוח למחשב כעבר או מקלדת.
  • משפחת MKR - לוחות המגיעים עם מספר רב של רכיבים על הלוח עצמו ומייתרים את הצורך להרכיב מעגלים נוספים.
  • משפחת מודולינו (MODULINO) - חיישינים המתחברים ללוח הארדואינו באמצעות מחבר Qwiic.

לוחות הרחבה

ארדואינו עם לוח הרחבה למנועים

יצרנים שונים בנו לוחות הרחבה רבים לארדואינו (Arduino Shields) שמרחיבים את יכולותיו. את הלוחות מרכיבים על מערך הפינים של הארדואינו, וניתן אף להרכיב לוחות זה על גבי זה.

להלן מספר דוגמאות ללוחות הרחבה:

  • לוח הרחבה לרשת אלחוטית[2]
  • לוח הרחבה לרשת מקומית[3]
  • לוח הרחבה להפעלת מנועים[4]
  • לוח הרחבה להתקן ופרוטוקול CAN-BUS, פרוטוקול המשמש לתקשורת עם מחשב הרכב[5]

רישוי

תרשימי הבנייה של הארדואינו פתוחים ומוגנים ברישיון קוד פתוח. מותר לבנות ולמכור לוחות ארדואינו, ולכנותם 'תואמי ארדואינו'[6].

ברם, על מנת להשתמש במותג "Arduino", יש צורך לרכוש רישיון שהכנסותיו משמשות לקידום פרויקטי ארדואינו[6], ולעמוד בדרישות איכות.

בפועל, קיימים בשוק לוחות משני הסוגים הנ"ל.

רכיבים המתקשרים עם הארדואינו

יש מספר רב של רכיבים הנפוצים בין היתר בשימוש עם הארדואינו. הרכיבים הללו מאפשרים לבנות פרויקטים, לבצע ניסויים, לביצוע מדידות ועוד.

להלן מספר רכיבים לדוגמה:

  • לד {Led}
  • מנוע סרוו {Servo Motor}
  • מנוע מתח ישר {DC Motor}
  • חיישן לזיהוי אלכוהול
  • חיישן מרחק אולטרסוניק {Ultrasonic Sensor}
  • חיישן לזיהוי מים
  • תצוגת LCD
  • תצוגת שבעת המקטעים (אנ')

שימושים לדוגמה

ישנם פרויקטים רבים ומגוונים שעשו שימוש בארדואינו.

להלן כמה דוגמאות:

ראו גם

לקריאה נוספת

קישורים חיצוניים

ויקישיתוף מדיה וקבצים בנושא ארדואינו בוויקישיתוף

הערות שוליים

  1. ↑ Arduino Hardware
  2. ↑ 404 Not Found, store.arduino.cc
  3. ↑ Arduino Ethernet Shield 2 | Arduino Official Store, store.arduino.cc
  4. ↑ Arduino Motor Shield Rev3 | Arduino Official Store, store.arduino.cc
  5. ↑ Arduino Shield List: Sparkfun CAN-Bus Shield, shieldlist.org
  6. ^ 6.0 6.1 http://arduino.cc/en/Main/FAQ
  7. ↑ Arduino "secret knock" door opener, נבדק ב-2021-04-17
  8. ↑ Building a Universal Remote with an Arduino, www.zovirl.com
  9. ↑ Google Code Archive - Long-term storage for Google Code Project Hosting., code.google.com
הערך באדיבות ויקיפדיה העברית, קרדיט,
רשימת התורמים
רישיון cc-by-sa 3.0

ארדואינו33115343Q175957

אוחזר מתוך "https://he.hamichlol.org.il/w/index.php?title=ארדואינו&oldid=3473717"