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Arduino: cos'è, a cosa serve e come funziona

Arduino è il nome di un’azienda che si occupa dello sviluppo di software e hardware open source estendibili, orientati alla costruzione e all’elaborazione di progetti di elettronica. Alla pagina web ufficiale di Arduino, l’utente può trovare tutte le informazioni necessarie relative ai suoi prodotti: tutorial, store, news, ma anche la sua grande community. Si tratta di una piattaforma accessibile a chiunque sia interessato al mondo dell’elettronica ed è molto utilizzata da chi desidera muovere i primi passi in questo campo. Ciò grazie ai suoi circuiti molto semplici da programmare rispetto ad altre schede specializzate. Infine Arduino ha un proprio linguaggio di programmazione.

Introduzione

In primo luogo devi sapere che quando si parla di Arduino ci si riferisce a tre cose differenti Arduino Software, Arduino Hardware e Arduino Code.

Iniziamo spiegando cos’è un microcontrollore, incorporato nella scheda Arduino ed elemento chiave del dispositivo. Questo è costituito da tre principali unità funzionali di un tipico computer: l'unità centrale di elaborazione o processore (in questo caso microprocessore), la memoria e le periferiche. A grandi linee, il microcontrollore è la versione in miniatura del computer. Questo consiste in un circuito integrato programmabile, destinato ad eseguire una serie di attività specifiche, relativi al controllo I/O (input-output) e gestione degli interrupt, in modo da interagire con il mondo esterno.

In concreto, Arduino si basa su un microcontrollore ATMEL. L’hardware, ovvero il circuito stampato è abilitato per connettere vari tipi di periferica agli ingressi e alle uscite del microcontrollore situato su di esso. Si può inoltre collegarlo ai sensori che gli consentono di rilevare suoni, luci, movimenti, ecc.

Per indicare all’hardware il compito specifico che vogliamo che questo svolga bisognerà inviargli una serie di istruzioni. Ciò è possibile tramite un linguaggio di programmazione. E in che modo si possono inviare tali istruzioni? Attraverso un ambiente di sviluppo integrato o IDE.

È importante ricordare che al giorno d’oggi esistono differenti classi Arduino che differiscono tra loro per le prestazioni come la potenza, il numero di ingressi o l’esecuzione di funzioni specifiche.

Il software: IDE e Arduino Code

Come detto in precedenza, l’ambiente di sviluppo integrato di Arduino ci fornirà gli strumenti necessari per sviluppare il codice e facilitare il nostro lavoro di programmatori. Si tratta di un'applicazione multipiattaforma gratuita, accessibile da Windows, Linux e macOS. Puoi scaricarla su Windows cliccando sul seguente link (per ulteriori informazioni sulla gestione dell'IDE Arduino, puoi visitare il sito web ufficiale o cercare un tutorial sul web):

*Arduino IDE per PC.

Quale linguaggio di programmazione dovremmo conoscere per inviare le istruzioni ai nostri dispositivi tramite IDE? Arduino ne ha uno proprio, chiamato Arduino Code. Questo si basa su C++ e include diversi metodi e funzioni specifiche per l’ambiente e per questo motivo alcuni utenti preferiscono chiamarlo “biblioteca” piuttosto che “linguaggio”. Un termine con cui dobbiamo anche familiarizzare è sketch, nome dato a qualsiasi programma che viene eseguito e che potrà essere caricato poi sulla scheda.

Hardware: scheda Arduino

l’hardware Arduino è, come accennato in precedenza, la scheda del circuito stampato, che include il microcontrollore unito a diverse pin (analogico, digitale, GND, di alimentazione) e connettori.

Per farlo funzionare è necessario connetterlo all’alimentazione, dal momento che è dotato di plug di alimentazione.

A volte include una porta USB che ci permetterà di collegarlo al dispositivo in cui è installato l'IDE e quindi scaricare il codice sulla scheda.

A cosa serve Arduino?

Esiste un gran numero di progetti relativi a più campi realizzati con Arduino. Questa è l'opzione perfetta per chi muove i primi passi nel mondo dell'elettronica e dell'informatica. Arduino è molto facile da usare e ha un costo relativamente contenuto. In più, sul web c'è una vasta documentazione al riguardo che puoi consultare facilmente.

Per riassumere, Arduino permette di realizzare progetti elettronici con diversi livelli di complessità. Con l’aiuto dei principi di base dell'elettronica, puoi realizzare progetti semplici, come testare la batteria di un dispositivo, generare numeri casuali, creare un cronometro, automatizzare i messaggi di Twitter, realizzare un semaforo intelligente, ecc. Puoi crearne di innumerevoli. Pensa solo a cosa vorresti fare, cerca la documentazione adatta, procurati il ​​materiale necessario e mettiti al lavoro.

Come funziona Arduino?

Uno dei maggiori vantaggi rispetto ad altri tipi di scheda è che Arduino permette di caricare direttamente i programmi o gli sketch nel microcontrollore senza componenti hardware terze.

Fatto ciò basterà soltanto creare le connessioni necessarie, scrivere un programma tramite IDE, selezionare la scheda connessa e la porta in cui si trova. In seguito dovrai compilare il programma e caricarlo sull'hardware corrispondente. Infine potrai scollegare la scheda dal dispositivo attraverso il quale hai effettuato il dump e dovrai solo mantenere l'alimentazione. Se hai eseguito correttamente tutti i passaggi del tuo progetto, Arduino dovrebbe eseguire le tue istruzioni senza alcun problema.

Foto: © Unsplash.

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