Arduino показывает корректную работу в любых условиях
На сегодняшний день все те, кто занят в соответствующей сфере деятельности, знают, что такое платформа Arduino. Данная платформа очень популярна и завоевала доверие у всех пользователей.
Изначально первая ассоциация, которая возникала при упоминании об Arduino была связана с приложениями любительского и хобби характера. Но со временем всё резко изменилось и теперь Arduino является незаменимой частью любого рабочего процесса профессионала.
Решения от Arduino непременно привлекают внимание пользователей своей простотой прохождения всего пути, начиная от возникновения идеи и к самому приложению. Миллионное количество пользователей лишнее тому подтверждение.
Применение на практике таких решений позволяют создавать кроме прототипов ещё и полностью готовую продукцию. Именно благодаря высокому спросу на платформу, система Arduino стала неотъемлемой частью приложений Интернета вещей, которая к тому же предлагает достаточно простые в применении приборы и обеспечение для программ (ПО).
С их помощью не составит труда создать приложение Интернета вещей с применением уже готового решения и при этом не нужно разбирать идею с самого начала, а в некоторых ситуациях даже без привлечения специалистов извне.
Процесс применения в embedded-приложениях платформы Arduino
Уже известно о ряде случаев, когда embedded-приложения, представленные в Интернете, создавались без применения компилятора языка С или С++.
За основу создания данных приложений были приняты полностью готовые к применению модули, конкретно предназначенные для неё и платформа Arduino (драйвера простой конструкции предназначенные для рекламы посредством света, а также усложнённого строения для станков с ЧПУ и приложений беспроводной связи).
Началу процесса создания платформы способствовало наличие всей необходимой документации и, конечно же, ряд примеров её эффективного применения. Это и спровоцировало поток новых инновационных решений.
В случае невозможности применения созданной платформы на практике самим создателем, это может сделать кто-то иной и выставить в собственном блоге или на веб-сайте. Это привело к массовому созданию модулей расширения, которые оснащены рядом отличных опций.
Экосистема Arduino состоит из аппаратных модулей, библиотек самого различного наполнения и ПО, которые были взяты за основу при создании огромного количества проектов самого различного предназначения. В основном с их помощью возможно осуществление не только просмотра решений, но и черпание из базы идей.
Пользователи, что осуществляют вход в электронный мир посредством платформы Arduino, жаждут вариантов, которые можно будет применять в процессе разработки более сложных проектов профессионального уровня.
Наличие характера open source Arduino непременно помогает данному процессу, так как принцип действия сохранился даже в условиях стремительной модернизации и профессионализации платформы.
В результате это открывает возможность более тридцати миллионам пользователям использовать инновационные решения, тем самым развивают среду и отвечают на спрос рынка. Осуществляется тестирование всевозможных вариантов при самых разных обстоятельствах предстоящей эксплуатации, расположенных во всём мире.
Кроме того, значимым для потребителей данного вида продукции является вопрос касательно платы за лицензию, а именно её отсутствие, которая предоставляет возможность применения протокола связи.
Доступ к ресурсу программ не заблокирован, но всё же при необходимости блокировки коммуникационных сетей и датчиков, можно применить криптографию и механизмы аутентификации для распознавания приборов и шифровки передаваемых данных.
В данном случае не составит труда подобрать уже готовое решение среди широкого ассортимента приложений и модулей Arduino в библиотеке.
Arduino — самое модернизированное и рациональное решение
Потребители не перестают обсуждать две современные на сегодняшний день переворотные технологии, ведь они провоцируют серьёзное смятение на рынке ПО для анализа информации и электронных частей. В данной ситуации речь идёт об:
- Интернете вещей (IoT): оказывает значительное влияние на каждую сферу деятельности человека;
- Индустрии 4.0 (Industry 4.0): основное предназначение, применение на предприятиях промышленной сферы деятельности.
Для каждой из вышеуказанной технологии нужны данные, которые добываются из сети датчиков, находящихся в местах, очень значимых для систем и высокосложных алгоритмов. Кроме того, они очень часто применяют технологии искусственного интеллекта (ИИ), которая применяется в процессах обработки, синтеза, анализа и заключения на основе данных с датчиков и иных источников.
К примеру, посредством технологии IoT не составит труда создать и подключить к сети датчики, способных контролировать уровень речной воды и погоду на постоянной основе, в течении интересующего пользователя направления внутри страны и так же за её пределами.
Учитывая это, применение дополнительного искусственного интеллекта позволяет осуществлять контроль не только имеющегося уровня высоты воды в конкретной реке, но и сигнализировать о предстоящем наводнении, подготавливать города к таким стихийным бедствиям, как засуха и наводнение.
Такая же ситуация обстоит и с энергетической сетью, где по полученным с датчиков данных без труда можно получить сведения касательно имеющейся сетевой нагрузки, а также уведомление при её отказе и много чего иного.
Очень важным моментом является то, что данные приложения до недавнего времени могли быть использованы исключительно концернами, имеющими значительные финансовые ресурсы и доступом к уникальным технологиям.
Разработка платформы Arduino Pro направлена для применения людьми и предприятиями, которые не располагают столь широкими финансовыми возможностями и прочими средствами. Теперь и они могут реализовывать соответствующие решения. Также посредством open source представляется доступ к уникальным знаниям и решениям, которые создаются пользователями во всём мире.
Основным слоганом Arduino является: независимо от того, насколько велика или мала ваша фирма, Arduino Pro готова к совместной работе для ее преобразования и развития.
Для чего конкретно предназначено Arduino
Несмотря на то, что в слогане обозначены именно предприятия, на самом деле, из-за присущей доступности компонентов, ПО и документации и, что немаловажно, простоте их применения, Arduino Pro могут внедряться всеми, у кого в планах создать приложение, основанное на сети подключенных датчиков.
Для анализа информации в данном случае нет необходимости применять ИИ, в основном достаточно показать их должным образом пользователю или оператору. Применение Arduino Pro больше всего будет показывать эффективность в таких направлениях:
- на предприятиях, которые занимаются трансформацией сети дистрибуторов продуктов или услуг, в основу которой заложены объёмы по договорам касательно транспортировки по средствам Интернета вещей по заказу, учитывая требования потребителя;
- на производственных предприятиях, которые заданы целью по повышению эффективности производства посредством внедрения самого различного анализа, мониторинга и контроля;
- стартапы, которые в поиске решений, как можно внедрить транспортировку данных к уже созданным решениям;
- в руках пользователей иными приложениями от Arduino, желающие проверить созданные ими приложения в реальных условиях или же хотят создать небольшое количество своего изделия.
Arduino Pro разрабатывалась с целью поддержки профессионалов, являющиеся движущим элементом процессов перемен на предприятиях и всех окружающих человека сфер деятельности.
Данная платформа оснащена всеми необходимыми составляющими, которые могли бы им пригодиться в процессе работы, а именно это:
- облако, в котором собирается и хранится информация;
- оборудование;
- соответствующая среда программирования, создающая программы, предназначенные для аппаратных платформ;
- варианты для подключения и процессов позиционирования в базе данных систем геолокации;
- визуализация данных;
- интерфейс пользователя;
- алгоритмы и их подсоединение к уже имеющейся системе управления предприятием.
Очень важным моментом является то, что чаще всего в таких ситуациях нет необходимости в проведении очень затратных лабораторных анализов и привлечения со стороны дорогостоящего специалиста.
Без всего этого можно обойтись, внедряя Open Source, которая заложена в основу создания Arduino Pro и применения уже испытанных на практике вариантов.
Arduino Pro — широкое разнообразие аппаратных платформ
Arduino Portenta
Платформа Arduino Pro состоит из ряда самых разнообразных и продвинутых решений и именно одной из таких является плата микрокомпьютера Arduino Portenta H7. Основной частью конструкции является процессор STM32H747 (2-х ядерный), неотъемлемой частью которого являются блоки:
- Cortex M7 на 480 МГц;
- Cortex M4 на 240 МГц.
Пользователям, которые на практике применяют процессорные платы AVR, присущая Arduino Portenta H7 большая вычислительная мощность кажется излишком, но на самом деле это не так. Для функционирования ряда приложений она просто необходима, особенно тем, кто потребляет от источника средний уровень энергии.
Если говорить про вышеуказанную сеть датчиков, установленную вдоль реки и определяющую высоту воды и состояние вокруг окружающей среды, то обычное питание от сети нельзя организовать для использования, это касается и корректного выполнения всех необходимых требований технического характера для его получения.
Учитывая вышесказанное, чаще всего, ситуация такова, что подача обычного типа питания осуществляется к узлам или портам сетевых датчиков, планирующиеся в доступных местах. Питание самих элементов с иной стороны осуществляется от батарей, аккумуляторов или восстанавливающих элементов энергии.
Естественно, для пользователя является существенным преимуществом редкая замена комплектующих питания со стороны финансов и со стороны затрат времени и сил. Насколько часто необходимо будет менять батареи непосредственно зависит от присущего им срока функционирования и уровня энергопотребления самих приборов.
Это обуславливает работу процессора в приложении датчика IoT в режиме «сон», ведь в таком случае потребление энергии минимальное. В некоторые моменты он отключается от спящего режима и реализует возложенные на него задачи касательно сбора информации и шифровки их по пакетам максимально простых в понимании для получателя.
Выполнение данных задач посредством высокоскоростного процессорного блока будет выполняться быстрее. Arduino Portenta H7 также отлично подходит для применения в ситуациях, в которых процессор работает от стандартного стационарного источника питания и связан с алгоритмом обработки и оценки картинок, фотографий, прочее.
В каждое из двух ядер, которыми оснащён процессор данного микрокомпьютера, встроены периферийные модули, посредством которых происходит общение между собой и окружающей средой. Микрокомпьютер имеет ряд возможностей, среди которых можно выделить его способность к выполнению таких программ:
- создание Arduino Sketch скриптов, реализуемых под контролем ОС Mbed OS;
- собственные приложения для Mbed OS;
- специально разработанные для встроенного интерфейса Micro Python/Java Script;
- созданные при помощи применения платформы TensorFlow Lite.
Благодаря внедрённого в конструкцию модуля беспроводной связи предоставляется возможность подключения по средствам Wi-Fi и Bluetooth.
Arduino MKR и Arduino Pro
В процессе разработки и производства датчиков и коммуникационных модулей непременно имеют место быть решения Arduino MKR, которые представлены платами, неотъемлемой частью которых являются процессоры с ядром Cortex-М0+ и самыми разноплановыми интерфейсами связи, что значительно упрощает весь процесс масштабирования.
Данные модули очень популярны и широко применяются пользователями самых разных направлений: от разработчиков до производителей для организации рабочего процесса иных приборов, не имеющих отношения к IoT.
В описании модулей линейки Arduino MKR производитель особенно выделяет уровень вычислительной мощности и уникальные характеристики схемы, которые непосредственно отражаются на функциональных возможностях процессора, расширяя её.
Вниманию пользователей производители предлагают свои самые успешные и продуктивные продукты, а именно:
- модуль MKR WIFI 1010: имеет Wi-Fi и Bluetooth LE незначительной дальности воздействия, основное предназначение – реализация приложений, направленных на автоматизирование зданий;
- модули уровня Intermediate: принимают участие в процессе создания сети, расстояние, на которое распространяется воздействие, состоит в нескольких километрах;
- плата MKR Vidor 4000 уровня Advanced: состоит из процессора ATSAMD21, схемы FPGA типа 10LC016 линейки Cyclone. Из-за того, что основное направление применения данной платы — это системы, нуждающиеся в преобразовании звука, картинок, неотъемлемой её частью является интерфейс Wi-Fi/BLE.
Arduino Nano 33
Arduino Nano 33 BLE и Arduino Nano 33 BLE Sense — основные базовые платы предназначенные для применения в профессиональных приложениях.
Над разработкой присущего им оборудования работали ведущие специалисты, каждый этап продумывался до мелочей, ведь основной целью их создания было предоставление пользователю возможности применения в устройствах типа wearables, монтировать на дроны и автономные ТС.
Благодаря плате незначительного размера (45мм х 18мм) на ограниченном свободном месте можно разместить полностью готовый и мощнейший микрокомпьютер, и тем самым пользоваться его вычислительной мощностью и интерфейсами, гарантирующие контакт с внешней средой.
По словам производителя, его миниатюрные изделия оснащены столь большой вычислительной мощностью, что позволяет применять ПО на базе ИИ.
Каждая из плат пользуются мощностью ядра ARM Cortex-M4 в 64 МГц. Arduino Nano 33 BLE имеет девяти-осевой датчик IMU, а Arduino Nano 33 BLE Sense, кроме того, оснащен измерителями температуры, давления, уровня влажности, распознавателями жестов, микрофоном и иным.
Оборудование на самом деле очень уникальное и оригинальное, учитывая столь компактную плату и возможность применять её не только при создании устройств wearables, но и в сетях датчиков, используемых в строительстве и лабораторных экспериментах, нуждающихся в минимально локализованном диапазоне связи.
Широкий ассортимент модулей расширения для Arduino Portenta H7
Portenta Vision — самая современная и модернизированная накладка, полностью совместимая с Arduino Portenta H7.
Она оснащена камерой в 324х324 пикселей и минимальным энергопотреблением, что позволяет его также применять для организации рабочего процесса приложений по преображению картинок, функционирующих от постоянного батарейного питания.
Благодаря наличию чрезвычайно точного и восприимчивого ко всем деталям датчика CMOS, с его помощью можно определять жесты, детализировать объекты, вычислять расстояние и освещение. Кроме всего прочего, к ряду уникальных параметров и характеристик прибора относится:
- наличие 2-х всенаправленных микрофонов, оснащённых интерфейсом цифрового типа;
- возможность записи на microSD карту звук и картинки;
- осуществление отправки посредством интерфейса Ethernet и LoRa информации;
- встроена функция OpenMV.
Ассортимент продукции MKR состоит из огромного выбора модулей, которые способствуют расширению функциональности базовой платы. Речь идёт не только про платы с дополнительными электрокомпонентами, но и про стандартные адаптеры, через которые происходит процесс подачи сигнала из внешней среды по средствам обычных промышленных разъёмов.
Среди широкого разнообразия плат большой популярностью пользуются MKR485 — RS485, MKR CAN — CAN Bus, MKR ETH — Ethernet. Также не стоит забывать и о платах реле, датчиков температуры и многих иных.
Разнообразие современного ПО
Наличие у пользователя самого современного и модернизированного компьютера ни о чём не говорит, он даже полностью бесполезен без определённого программного обеспечения для него.
Компания-разработчик Arduino Pro всем своим пользователям предлагает воспользоваться не только оборудованием, специально предназначенным для разработок приложений IoT, но также столь важного соответствующего ПО, предназначенного для разработок приложений и для максимально безопасного накопления, хранения и анализа информации.
Arduino IoT Cloud
Arduino IoT Cloud является самым простым, доступным и что немаловажно безопасным способом подсоединения к приложению, посредством которого осуществляется процесс управления рабочими процессами на предприятии (интерфейсу) удалённых датчиков.
В данный способ перед пользователями открывается доступ к информации, который может иметь форму карты, графика, а также любого иного графического представления.
Очень важным моментом в данной ситуации является то, что посредством имеющегося облака возможно переадресовывать и получать доступ к конкретному месту, которое нужно проверить или обеспечить сервисное обслуживание непосредственно из пользовательского интерфейса.
Такой доступ может быть произведён из любой точки мира, конечно, если имеется возможность подсоединения посредством компьютера, планшета или смартфона к облаку. Все те пользователи, которые заинтересованы в создании приложений данного вида, имеют доступ к 1000 строкам кода, уже полностью готовых к применению для личных решений.
Arduino IoT API
Как говорилось ранее, информация, что хранится в датчиках, может быть отображена в реальном времени графическим способом или быть передана в базу данных. На сегодняшний день существует масса направлений их применения с таблицами Google, c Amazon Alex и прочими производителями ПО.
Для создания собственных оригинальных приложений отличным вариантом будет применение Arduino IoT API. Облачное ПО доступно к тестированию на безоплатной основе, тогда как подключая одну плату MKR или Portenta появляется полный доступ ко всей функциональности.
Для добавления большего количества устройств, пользователю нужно будет купить подписку. Стоит учитывать, что бесплатный продукт будет функционировать исключительно с продукцией от Arduino, а вот с платным вариантом, всё наоборот, пользователю предоставляется возможность подключения к облаку иных микрокомпьютеров и модулей.
Процесс шифрования коммутаций с облаком реализуется посредством протокола SSL. Неотъемлемой частью Arduino MKR и Arduino Portenta являются криптографические блоки, способные поддерживать связь в онлайн режиме используя данный протокол.
SIM-карты — это новая разработка от Arduino, применяемые в процессе создания датчиков, работающих с облаком посредством применения стандартных станций мобильной сети, что используются в режиме роуминга в более чем сотне стран.
Arduino IDE Pro
Arduino IDE Pro — отличный вариант ПО для создания периферийных устройств, присущая в данном варианте среда разработки очень схожа с Arduino IDE, что исключает необходимость пользователю менять уже наработанные привычки и с нуля разбираться в процессах функционирования.
Существует способ, который может значительно ускорить процесс разработки ПО для сетей датчиков. Речь о веб-редакторах. Данный вариант очень распространён среди производителей ПО, ведь оснащён рядом преимуществ, среди которых можно выделить: независимость компилятора от вычислительной мощности и типа применяемой ОС.
Также предоставляются все необходимые онлайн обновления, исправления, доступ к обучающим материалам и примерам. Для хранения исходного кода предусмотрены особые области на сервере, что предоставляет улучшенную защиту, в сравнении с вариантом предлагаемым переносным ноутбуком или ПК.
Единственным недостатком является то, что в данном случае необходимо иметь постоянный доступ к Интернету, а в некоторых случаях это не всегда возможно.
Arduino CLI
Достаточно опытным пользователям Arduino предлагает интерпретатор команд Arduino CLI, который функционирует посредством командной строки. С его помощью возможно включение компилятора, организация процесса управления платами, библиотеками функций, программировать устройство, осуществлять их вкл/выкл, а также многое иное.
Arduino CLI возможно применять на персональных компьютерах, микрокомпьютерах типа Raspberry Pi из-за из использования на платформах созданных на основе процессоров, производимых ARM или Intel.
ABX00029 Arduino Pro; LoRa; SAM D21; 5ВDC; Flash: 256kБ; SRAM: 32kБ
ABX00030 Arduino Pro; 64МГц; 3,3ВDC; Flash: 1MБ; SRAM: 256kБ; I2C,SPI,USART
