09. Čo je Arduino a ako pracuje (UNO & MEGA)
Cieľom tejto lekcie je pochopiť, čo je Arduino, ako funguje a aký je rozdiel medzi Arduino Uno a Arduino Mega. V tejto časti ešte nič nezapájame – učíme sa rozumieť princípu.
Čo je Arduino (veľmi jednoducho)
Arduino je malý počítač, ktorý:
- nemá monitor ani klávesnicu,
- vykonáva jednoduchý program,
- ovláda elektrické vstupy a výstupy (LED, tlačidlá, senzory).
Keď do Arduina nahráme program, pracuje samostatne, aj bez počítača.
Základné dosky Arduino používané vo výučbe.
Vľavo je zobrazené Arduino Uno, ktoré používajú študenti pri praktických cvičeniach a v simuláciách.
Vpravo je Arduino Mega, ktoré používa učiteľ na demonštrácie a rozšírené ukážky.
Obe dosky sa programujú rovnakým spôsobom, rozdiel je len v počte pinov a možnostiach rozšírenia.
V tomto kurze budeme používať také zapojenia a programy, ktoré fungujú rovnako na Arduino Uno aj Arduino Mega.
Arduino nie je bežný počítač
Bežný počítač:
- spustí program,
- program skončí,
- čaká na ďalší príkaz.
Arduino:
- spustí program,
- program nikdy nekončí,
- stále dookola vykonáva to, čo má naprogramované.
➡️ Preto Arduino nemá tlačidlo STOP ako klasický program.
Mikrokontrolér – čo to znamená
V Arduine sa nachádza mikrokontrolér.
To je čip, ktorý:
- má procesor,
- pamäť,
- vstupy a výstupy v jednom kuse.
Mikrokontrolér je určený na:
- riadenie zariadení,
- opakujúce sa činnosti,
- automatické systémy.
Arduino Uno a Arduino Mega
Arduino Uno (študenti)
- jednoduchšia doska,
- menej pinov,
- ideálna na výučbu základov,
- všetky príklady v tomto kurze na nej fungujú.
Arduino Mega (učiteľ)
- viac pinov,
- viac možností,
- vhodná na demonštrácie a rozšírenia,
- programovanie je rovnaké ako na Uno.
➡️ Rozdiel je v hardvéri, nie v programovaní.
Dôležité pravidlo
Všetky zapojenia a programy budú:
- fungovať na Arduino Uno aj Arduino Mega,
- rovnaké v reálnom zapojení aj v Tinkercade.
Používať budeme len:
- digitálne piny 0–13,
- analógové piny A0–A5.
Ako Arduino vykonáva program
Program v Arduine má vždy dve hlavné časti:
void setup() {
// vykoná sa raz
}
void loop() {
// vykonáva sa stále dokola
}
setup()
- vykoná sa iba raz,
- po zapnutí alebo po stlačení RESET,
- slúži na prípravu (nastavenie pinov).
loop()
- vykonáva sa nekonečne,
- Arduino sa sem stále vracia,
- tu sa deje „práca“ programu.
➡️ Ak je loop() prázdny, Arduino nič nerobí.
Prečo Arduino nikdy „neskončí“
Arduino:
- nemá operačný systém,
- nemá okná ani menu,
- má len jednu úlohu: opakovať program.
Program sa zastaví iba:
- odpojením napájania,
- stlačením RESET (spustí sa znova),
- nahratím iného programu.
Reálne Arduino vs. Tinkercad
Reálne Arduino
- skutočná doska,
- skutočné káble a súčiastky,
- treba dávať pozor na zapojenie.
Tinkercad
- simulácia Arduina v prehliadači,
- rovnaký program,
- bezpečné prostredie na skúšanie.
➡️ Najprv môžeme úlohu vyskúšať v Tinkercade, potom ju zapojiť reálne.
Čo zatiaľ NEBUDEME robiť
V tejto lekcii:
- nezapájame LED,
- nepíšeme vlastný program,
- neriešime elektrické napätie.
Cieľom je pochopiť princíp, nie zapamätať si príkazy.
Kontrolné otázky (pre študentov)
- Čím sa líši Arduino od bežného počítača?
- Čo je mikrokontrolér?
- Koľkokrát sa vykoná
setup()? - Prečo Arduino nemá tlačidlo STOP?
- Aký je rozdiel medzi Arduino Uno a Mega?
Čo bude nasledovať
V ďalšej lekcii:
- si ukážeme Arduino IDE a Tinkercad,
- naučíme sa nahrať prvý program,
- pripravíme sa na prvý multivibrátor (blikajúca LED).