Arduino platformasi va elektron ijodkorlik
Oquv qollanma
Boxodir Xoshimovich Karimov
Axliddin Mirzoxidovich Qo'chqorov
Mirzxodjon Murodjonovich To'xtasinov
Muharrir Ibratjon Xatamovich Aliyev
Muharrir Sa'lim Madraximovich Otajonov
Illustrator Boxodir Xoshimovich Karimov
Illustrator Ra'noxon Mukaramovna Aliyeva
Illustrator Asilbek Raxmonaliyevich To'xtasinov
Редактор Boxodir Xoshimovich Karimov
Muqova dizayni Ibratjon Xatamovich Aliyev
Taqrizchi, fizika-matematika fanlari doktori, Farg'ona Davlat Universiteti fizika-texnika fakulteti "Texnologik ta'lim" kafedrasi professori Salim Madraximovich Otajonov
Taqrizchi, fizika-matematika fanlari doktori, Farg'ona Politexnika Instituti "Fizika" kafedrasi professori Nomonjon Sultonov
Tuzatuvchi Boxodir Xoshimovich Karimov
Tuzatuvchi Ibratjon Xoshimovich Aliyev
© Boxodir Xoshimovich Karimov, 2024
© Axliddin Mirzoxidovich Qo'chqorov, 2024
© Mirzxodjon Murodjonovich To'xtasinov, 2024
ISBN 978-5-0062-8440-1
Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero
Tavsiya etilgan oquv qollanmasi avtomatizasiya va robototexnikada boyicha loyihalarda mikrokontrollerlarni tashqi muhit bilan aloqada bolishidan foydalanib, dasturlashga kiruvchi talabalarga yo`naltirilgan.
Oquv qollanmasi Arduino IDE muhitida Arduino platasini programmalashtirish tili yoritilgan bolib, amaliyotda qollaniluvchi amaliy loyihalar keltirilgan. Qollanmada amaliyotda qollaniladigan, yechimi tugallangan Arduino asosidagi koplab amaliy loyihalar yoritilgan. Qollanmada keltirilgan loyihalardan oquv jarayoni, sanoat, qishloq xojaligi, meditsina va boshqa sohalarda qollash imkonlari keltirilgan.
Arduino-havaskorlar va professionallar uchun dasturiy va texnik taminotlar yigindisidan iborat bolgan platforma. Arduino bir nechta texnologiyani birlashtirgan bolib, uning yordamida aqlli qurilmalar yaratish va oquv jarayoniga tadbiq etish mumkin.
Arduino platasi ozida maxsus mikrokontroller va boshqa elektronika qurilmalarni mujassamlashtirgan qurilma. Ularning ishlatilish maqsadiga qarab, NANO, UNO, MEGA va boshqalardan foydalaniladi. Oquv qollanma asosan, Arduino UNO platasining texnik parametrlari va u yordamida programmalar yozish, yuklash, sxema yigish hamda loyihani ishlatish boyicha malumotlar keltirilgan.
O«quv qollanmada 10dan ortiq loyihalar keltirilgan.
Talabalar ushbu oquv qollanmadan foydalanib, loyihalarni amalga oshirish natijasida fizika qonunlari, avtomatizatsiya va robototexnika boyicha bilimlarini boyitadi. Shu bilan birga mustaqil ravishda ozlarining loyihalarini yaratadi.
Talabalar maruza mavzusi bilan tanishgandan song, oquv qollanmada keltirilgan kichik loyihalarni mustaqil bajarib koradi. Loyihalarni bajarishda mustaqil programma yozadi yoki internet orqali murakkab loyihalar uchun kerak bolgan dasturlar yuklab olinadi.
Oquv qollanmasidan talabalar, havaskorlar, oqituvchilar va professionallar foydalanishlari mumkin.
KIRISH
Birinchi mikrokontrollerning yaratilishi mikroprotsessor texnikasining rivojlanishiga katta turtki boldi. Mikrokontrollerda koplab sistema qurilmalari bolganligi sababli, odatiy kompyuter deb qarash mumkin. Adabiyotlarda ularni bir krisstalli mikroEXM deb ataladi. Mikrokontrollerni odatiy kompyuter sifatida amaliy qollashda bir qator qiyinchiliklar bor edi. Mikrokontrollerda qurilma yigish uchun sxemotexnika asoslari, bironta jarayon uchun qurilma va ishlash prinsipini, assembler tilida programmalashtirish hamda elektron qurilmalarni tayyorlashni bilish kerak. Shu bilan birga programmatorlar, sozlash ishlari va boshqa yordamchi qurilmalar talab etiladi. Bu esa katta bilim va qimmatli qurilmalarsiz natijaga erishib bolmas edi. Koplab havaskorlar uchun mikrokontrollerni oz loyihalarida ishlatish imkoni yoq edi. Hozirda mikrokontroller asosidagi qurilmalarni paydo bolishi natijasida, jiddiy material baza va maxsus fanlar boyicha bilimga ega bolmasdan ham loyihalar yaratilish imkoni yuzaga keldi.
Bunga misol qilib, Italiyalik ixtirochilar tomonidan loyihalangan Arduino platformasini olish mumkin.
Arduino va uning klonlari tayyor elektron blok va programma taminotidan iborat bolgan toplamdan iborat. Elektron blok Arduino ishlashi uchun mikrokontroller ornatilgan pechat platasi va minimum elementlardan tashkil topgan.
Arduinoning elektron bloki hozirgi zamonaviy kompyuterning «Ona» platasini analogi hisoblanadi. Unda tashqi qurilmalarni ulash uchun uyachalar (razyomlar) va mikrokontrollerni programmalashtirish uchun kompyuter bilan boglovchi ulovchi USB kabel mavjud.
Atmel firmasi tomonidan chiqarilgan ATmega mikrokontrolleri maxsus programmalar talab qilmasdan programmalashtiriladi. Yangi elektron qurilmani yaratish uchun Arduino platasi, ulovchi kabel va kompyuter talab qilinadi. Loyihaning ikkinchi qismida boshqariluvchi programmani hosil qilish uchun, programmalashtirish taminoti zarur. U ozida oddiy ishlab chiqish muhiti va mikrokontrollerni С++ variantidagi programmalashtirish tili birlashtirgan. Unga programmalarni yaratishda apparat qismini organish zarur bolmagan elementlar qoshilgan. Arduino bilan ishlash uchun С++ programmalashtirish asoslari boyicha bilimga ega bolish talab etiladi. Arduinoda turli qurilmalarni ishlatish uchun, kodlardan tashkil topgan, koplab kutubxonalar mavjud.
Arduinoning qulayligi. Foydalanuvchilar zamonaviy kompyuterda ishlashda, shaxsiy kompyuterning ayrim qismlarining funksiyalarini bilishi shart emas. Arduino tarmoqqa ulab programma ishga tushiriladi, natijada sxema ishlashni boshlaydi. Xuddi shunday Arduinoda ham, uning tuzilishi va ishlash prinsipini organmasdan, oquvchi, talaba va yoshlar ozining loyihalari ustida ishlaydi. Shu bilan birga tugallangan plata va modulni yaratishga xojat qolmaydi. Ixtirochi tayyor kengaytirilgan platadan foydalanishi yoki kerakli detallarni togridan togri Arduinoga ulashi mumkin. Qolgan kuchni loyihalash va boshqaruvchi programmani sozlashga sarf qilinadi. Natijada mikroprotsessorda loyihalar yaratish professionallar emas, balki havaskorlar ham loyihalash imkoni yaratiladi. Tayyor modullar va programmalar bibliotekasi bolishi, havaskorlarga ozlarining ishlovchi qurilmalarini loyihalash va ishlatish imkonini berdi. Arduino platformasidan foydalanib, elektron qurilmalar yaratish, oquv jarayonida qollash, robortlar yaratish imkonini beradi.
Arduinoni yaratilish tarixi. 2002 yili Italiyalik programmist Massimo Bansi (Massimo Banzi) Ivera (Interaction Design Institute Ivrea, IDII) shahridagi loyihalash institutiga dotsent lavozimiga ishga qabul qilindi. Uning maqsadi yangi interaktiv loyihalar usulini yaratishdan iborat edi. Biroq uning mablagi kamligi va laboratoriyaga kirishga ruhsati yoqligi hamda vaqti kamligi sababli, uning imkoniyati cheklangan edi.
Bansi ozining loyihalarida Koliforniya Parallax kompaniyasi ishlab chiqargan kichik plataga ornatilgan taminlash manbasi, xotiraga ega bolgan mikrokontroller, turli xil qurilmalarga ulashga moljallangan kirish va chiqish portlari ega bolgan BASIC Stamp qurilmasidan foydalangan. Mikrokontrollerni programmalashtirish BASIC tilida amalga oshirilgan. BASIC Stampda ikkita muammo bor edi: birinchidan uning hisoblash quvvati kam va nisbatan qimmat 100 dollor edi. Bu talabalarga qimmatlik qilar edi.