Arduino Programlama… Hobi uygulamaları için geliştirilmiştir. Açık kaynak ve yazılım / donanım geliştirilebilir.
Hedefler
- Analog ya da dijital giriş-çıkış devre elemanları ile mikrodenetleyiciye arasında bilgi alışverişinin sağlamak
- Kapalı döngü otomatik kontrol uygulaması için mikrodenetleyiciyi programlayabilmek
- Mikrodenetleyiciler için assembly dili ile program yazabilmek ve hataları düzeltebilmek
- Problemi analiz ederek en uygun mikrodenetleyiciyi seçebilmek
Arduino Uno R3 + USB Kablo
Teknik Özellikler:
- ATmega328 Mikrodenetleyici
- 7-12V Giriş Voltajı
- 14 Dijital G/Ç Pini
- 6 PWM Çıkışı
- 6 ADC Girişi
- 16MHz Çalışma Frekansı
- 32KB Flash Hafıza
Arduino IDE
- Son sürümüne www.arduino.cc resmi internet sitesinden ulaşabilirsiniz.
- Tamamen ücretsizdir
Gömülü Sistem Nedir?
Gömülü sitemler;
- Sensörler
- Aktüatörler
- İşlem gücüne
Sahip, sistem performansını arttıran, daha fazla kapasiteye sahip çok yönlü sistemlerdir.
Sistem Tasarımında Mikrodenetleyiciler Ne Zaman Tercih Edilir?
- Sistemde işlem gücü gerekiyorsa
- Sistem karmaşıklığı azalıyorsa
- Aynı işi yapabilmek için kullanılan ayrık devre elemanlarının maliyetini düşürebiliyorsak
- Sistemde çeşitli sensör ve aktuatör kullanımı varsa
- Başka sistemler ile iletişim gerekiyorsa
Sistem Tasarımında Mikrodenetleyiciler Ne Zaman Gerekmez?
- Eğer sistemin işlem yükü çok az ya da işlem yükü barındırmıyorsa
- Ayrık devre elemanları kullanarak daha kolay ve ucuza üretilebiliyorsa
- Mikrodenetleyici problem için yetersiz kalıyorsa;
- Çok yavaş
- Tek bir mikrodenetleyicinin yetemeyeceği büyüklükte bir sistemse
Bunun gibi sistem tasarımında dezavantaj getirebilecek herhangi bir durumda mikrodenetleyici kullanımı tercih edilmez.
Gömülü Sistemlerdeki Genel Kontrol Yapısı
Kontrol Edilebilir Sistemler
- Mekanik
- Elektrik
- Elektromekanik (Mekatronik)
- Biyolojik
- Termodinamik
- Kimyasal
- …………………
Örnek: Akıllı Testere
- Elektrikli tezgah testere dikkat etmezsek parmaklarımınız kesebilir.
- Bu durumdan nasıl korunabiliriz?
- Vücudumuz iletkendir ve genellikle tahtadan daha yumuşaktır. Bu iki ipucu problemin çözülmesinde bizlere yardımcı olabilir.
- Akıllı testere kesici kısmına ufak bir elektrik sinyali uygulayabilir.
- Sensör ve DSP sayesinde sinyal izlenebilir.
- Testerenin kesici kısmı vücuda dokunduğu zaman elektrik sinyalinde değişiklik meydana gelir.
- Değişim güvenlik sistemini devreye sokar.
- Tablo üzerinde alüminyum firen kilit sistemi devreye girer
- Dönen kesici kısmın momentumu sayesinde elektrikli testere tezgah altına sokulabilir.
- Motorun elektrik enerjisi kesilir.
Sensör + Sinyal Düzenleyici
- «Kapalı Döngülü Sistemler» için gereklidir.
- (Peki sensör kullanılmazsa sistem ne diye adlandırılır?)
- Sistem değişkenleri için ölçümler önemlidir.
- Ölçümler işlemci tarafından beklenen sinyal şekillerinde dönüştürülmelidir.
- Düzenleme işlemi; sinyalin genliğini değiştirme, ofset ayarlama, filtreleme, vb. denetleyici elemanın veriyi anlamlandırması için gerekli adımları içerebilir.
Güç Kaynakları
- Birden fazla gerilim seviyesine ihtiyacımız olabilir (+5V, ±12V, ±24V, vb.)
- Bazen güç kaynakları elektrik dışında başka sistemlerin beslenmesinde de kullanılabilir (hidrolik, pnömatik, vb.)
- Belki kuvvetli akım ve düşük akım sinyallerinin ikisi de kullanılması gerekebilir.
Güç Arayüzü
- Genellikle bir güç yükselteç katına ihtiyacımız vardır.
- Aktüatör tarafından talep edilen gücü kontrol edilebilir olması gerekir.
- Genellikle analog, PWM (Pulse Width Modulation) ile de mümkün
Aktuatör
- Enerji dönüşümünü gerçekleştiren devre elemanıdır.
- Enerjiyi kontrol edilmek istenen fiziksel büyüklüğe çevirir.
- Motor, fren, pompa, selonoid, doğrusal atuatörler, flapeler, vb.
Kullanıcı Arayüzü
- Kullanıcıdan giriş komutları ve parametreler alınabilir.
- Kullanıcı bilgilendirilebilir.
- Kullanıcı arayüzleri;
- GUI (Graphical User Interface)
- Ölçüm
- Nümerik Okuma
- Uyarı lambaları
- Vb. olabilir.
Denetleyici Donanımı
- Hesaplama (Analog veya dijital)
- Mikrodenetleyici
- İletişim devresi
- Diğer cihaz ya da donanım bileşenleri ile
- Diğer devre bileşenleri
- Pullup/Pulldown dirençleri
- Analog işaret işleme
Denetleyici Yazılımı
- C / C++ / Arduino IDE birçok işlem için yeterli
- Assembly Dili yüksek hız gerektiren uygulamalar için
- FPGA (Field Programmable Gate Array) çok yüksek hızlı uygulamalar için ,VHDL (VHSIC «Very High-Speed Integrated Circuit» Hardware Description Language)
Mikrodenetleyici Üreticileri
- AMCC
- Atmel
- Comfile Technology Inc.
- Coridium
- Cypress MicroSystems
- Dallas Semiconductor
- Elba Corp.
- Freescale Semiconductor
- Fujitsu
- Holtek
- Infineon
- Intel
- Microchip Technology
- National Semicondutor
- NEC
- Parallax, Inc.
- Philips Semiconductors
- PICAXE
- Renesas Technology
- Silabs
- Silicon Motion
- STMicroelectronics
- Texas Instruments
- Toshiba
- Western Design Center
- Ubicom
- Xemics
- Xilinx
- ZiLOG
Neden Arduino ?
- Hobi uygulamaları için geliştirilmiştir.
- Ucuzdur.
- IDE (Integrated Development Environment) birçok platform için geliştirilmiştir (Mac, Windows, Linux)
- «C» ile basit, anlaşılır programlama imkanı
- Açık kaynak ve yazılım / donanım geliştirilebilir.
- Arduino Shields
Örnek: Arduino Shields
- VGA Kamera
- GPS (Global Positioning System)
- LCD Ekran
- Eternet
- WiFi
- Motor Kontrol (DC, adım motoru)
- Load Cell
- İvme ölçer / jiroskoplar
- LED göstergeler
- Hafıza Kartları
- Hava sensörleri
- Röleler
- Robotik