Yleistä

Arduino on laite, jonka avulla voit itse rakentaa ohjelmoitavia laitteita. Ne voivat olla vaikkapa robotteja tai vaikkapa vuorovaikutteisia taideteoksia.

Arduinoa voidaan kutsua kehitysalustaksi, jolloin tarkoitetaan itse fyysistä laitetta ja sen ohjelmoimiseen käytettävää ohjelmointiympäristöä Arduino IDE:tä.

Toinen nimitys mitä Arduinosta usein käytetään on mikrokontrolleri. Mikrokontrolleri on järjestelmä, jonka avulla on mahdollista luoda sulautetettuja järjestelmiä. Sulautettu järjestelmä tarkoittaa laitetta, jossa on kiinni elektroniikan analogisia komponentteja, kuten esimerkiksi ledejä, moottoreita, erilaisia kytkimiä, transistoreja, vastuksia; kaikkia yleisimpiä elektroniikan osia joista meitä ympäröivät laitteet rakentuvat. Sulautetuissa järjestelmissä näitä laitteita kuitenkin ohjaa koodi, jonka ohjelmoija on ladannut mikropiireihin. Arduino pitää sisällään yhden ison mikropiirin, johon myös sinä pystyt itse ohjelmoimaan ja lataamaan haluamasi toiminnon. Näin voit itse rakentaa sulautettuja järjestelmiä.

Yksinkertaisimmillaan tämä voi tarkoittaa vaikkapa valoa, joka on ohjelmoitu vilkkumaan määrättyyn tahtiin eli halutulla taajuudella. Taajuus on se syklin nopeus, jolla valo vuorottelee päällä ja pois päältä olemista. Arduinolla on myös mahdollista lukea informaatiota ympäröivästä maailmasta.

Käymme läpi Arduino-mikrokontrollerin käyttämisessä keskeisiä asioita, mikä syventää ymmärrystä ja helpottaa Arduino-ohjelmoinnin hahmottamista. Tämän lisäksi kerromme miten asennat Arduino-ohjelmointiympäristön koneellesi.


Voit tehdä kytkennän alla mainituilla osilla tai hyödyntää valmista permaproto-kytkentää, jonka löydät Meta-boxi tarvikkeista. Permaproto-kytkennän kanssa tarvitset Arduino-mikrokontrollerin, tietokoneen ja USB-johdon.

Osat

Arduino

USB-kaapeli (A-B)

Koekytkentälevy

Led

Hyppylangat

Hyppylangan värillä ei ole väliä. Voit kuitenkin selkeyden takia käyttää ensin saman värisiä hyppylankoja kuin esimerkissä.

Vastus (220 ohmia)

Kytkennät

Arduinon kanssa käytetään usein koekytkentälevyä. Koekytkentälevy on levy jolle on helppo asettaa kiinni eri elektroniikan komponentteja, joita mikrokontrolleri käyttää eri tavoin.

Tutustutaan koekytkentälevyyn ja Arduinoon sytyttämällä led-valo päälle.

Koekytkentälevyn pinnalla on pieniä reikiä, joihin komponenttien jalat voidaan painaa sisään. Jokainen rivi koekytkentälevyssä muodostaa yhteyden jokaisen rivissä olevan reiän kautta. Sivuilla olevat kiskot yhdistävät jokaisen reiän koko matkalta. Keskiosiossa kiskot muodostavat lyhyet rivit ja välissä on aukko, joka halkaisee puoliskot toisistaan.

Rakenna kuvan mukainen kytkentä ledistä, vastuksesta ja hyppylangoista.

Arduinossa on reikiä, joita sanotaan pinneiksi. Jokaisen pinnin viereen on painettu tunnus, joka kertoo mikä pinni on kyseessä. Kytkennässä punainen johto on liitetty pinniin joka antaa 5V jännitteellä sähkövirtaa. Kytkentä on sama kuin käyttäisit 5V paristoa. Kytke Arduino tietokoneeseen USB-johdolla.

Punainen johto johtaa virran koekytkentälevyn kiskolle joka on merkattu +-tunnuksella. Voit päättää itse mihin kytket 5V-virtajohdon, mutta vakiintunut tapa on ollut käyttää koekytkentälevyssä valmiiksi merkattuja +/– -kiskoja. Jatka kytkentää liittämällä hyppylanka (punainen) + -kiskolta koekytkentälevyn vapaalle riville. Liitä sammalle riville vastus kuvan mukaisesti, niin että sen jalat ovat koekytkentälevyn eri puolilla. Vastuksen jalat voidaan kytkeä kummin päin vain.

Laita seuraavaksi led valo. Ledin jalkojen järjestyksellä sen sijaan on väliä. Kun katsot tarkkaan lediä, huomaat että sen jalat ovat eri mittaiset. Eri mittaiset jalat ovat usein hyvä merkki siitä, että jalkojen järjestyksellä on merkitystä. Pidempi jalka on + -jalka. Kytke vastuksen kanssa samalle riville ledin pidempi jalka (eli + -jalka).

Ledin lyhyempi jalka liitetään koekytkentälevyllä jälleen uudelle kiskolle. Kiskolta johon ledin lyhyempi jalka tulee, täytyy vetää hyppylanka  – -kiskolle ja toinen hyppylanka Arduinon GND-pinniin. Tällöin muodostuu virtapiiri. Virtapiirissä sähkövirta pääsee kulkemaan halutun komponentin kautta, jolloin komponentti aloittaa toiminnan. Tässä tapauksessa led syttyy päälle.

 

Mitä seuraavaksi?

Kokeile seuraavaksi ledin vilkuttamista.