Читать книгу Arduino platformasi va elektron ijodkorlik. O’quv qo’llanma - Boxodir Xoshimovich Karimov - Страница 3

Birinchi mikrokontrollerning yaratilishi mikroprotsessor texnikasining rivojlanishiga katta turtki bo‘ldi. Mikrokontrollerda ko‘plab sistema qurilmalari bo‘lganligi sababli, odatiy kompyuter deb qarash mumkin. Adabiyotlarda ularni bir krisstalli mikroEXM deb ataladi. Mikrokontrollerni odatiy kompyuter sifatida amaliy qo‘llashda bir qator qiyinchiliklar bor edi. Mikrokontrollerda qurilma yig‘ish 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 bo‘lmas edi. Ko‘plab havaskorlar uchun mikrokontrollerni o‘z loyihalarida ishlatish imkoni yo‘q edi. Hozirda mikrokontroller asosidagi qurilmalarni paydo bo‘lishi natijasida, jiddiy material baza va maxsus fanlar bo‘yicha bilimga ega bo‘lmasdan 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 ta’minotidan iborat bo‘lgan to‘plamdan iborat. Elektron blok – Arduino ishlashi uchun mikrokontroller o‘rnatilgan 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 bog‘lovchi 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 ta’minoti zarur. U o‘zida oddiy ishlab chiqish muhiti va mikrokontrollerni С++ variantidagi programmalashtirish tili birlashtirgan. Unga programmalarni yaratishda apparat qismini o‘rganish zarur bo‘lmagan elementlar qo‘shilgan. Arduino bilan ishlash uchun С++ programmalashtirish asoslari bo‘yicha bilimga ega bo‘lish talab etiladi. Arduinoda turli qurilmalarni ishlatish uchun, kodlardan tashkil topgan, ko‘plab 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 o‘rganmasdan, o‘quvchi, talaba va yoshlar o‘zining loyihalari ustida ishlaydi. Shu bilan birga tugallangan plata va modulni yaratishga xojat qolmaydi. Ixtirochi tayyor kengaytirilgan platadan foydalanishi yoki kerakli detallarni to‘g‘ridan – to‘g‘ri 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 bo‘lishi, havaskorlarga o‘zlarining ishlovchi qurilmalarini loyihalash va ishlatish imkonini berdi. Arduino platformasidan foydalanib, elektron qurilmalar yaratish, o‘quv jarayonida qo‘llash, 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 mablag‘i kamligi va laboratoriyaga kirishga ruhsati yo‘qligi hamda vaqti kamligi sababli, uning imkoniyati cheklangan edi.

Bansi o‘zining loyihalarida Koliforniya Parallax kompaniyasi ishlab chiqargan kichik plataga o‘rnatilgan ta’minlash manbasi, xotiraga ega bo‘lgan mikrokontroller, turli xil qurilmalarga ulashga mo’ljallangan kirish va chiqish portlari ega bo‘lgan 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.

Bansi mustaqil ravishda yuqoridagi shartlarga javob beruvchi platani yaratishga qaror qildi. Bansi o‘zining xodimlari bilan sodda, ochiq va talaba va yoshlar cho‘ntagiga bob 30 dollor atrofidagi qurilma yaratishni maqsad qilib qo‘ydi. Ular boshqa ishlab chiqaruvchilardan farqli, chiqiqlarni iqtisod qilmasdan ularni ko‘paytirdi va rangini odatiy yashil rangdan farqli ko‘k rangda qilishga qaror qildi. Ular tomonidan tayyorlangan qurilma arzon va ko‘plab topiluvchi komponentlardan iborat bo‘lib, ATmega328 mikrokontrolleri bazasida tayyorlangan. Ularning asosiy maqsadlaridan biri foydalanuvchi plug-and-play prinsipiga ko‘ra qurilmani qutidan olib, kompyuterga ulagan zamon ishga tushishi kerak edi. Birinchi prtotatipi 2005 yili tayyorlanib, oddiy dizaynga ega bo‘lib Arduino deb nomlandi. Keyinchalik Massimo Bansi Ivrea shahrida joylashgan o‘zining bari nomiga qurilmani «Arduino» deb nomladi. «Arduino» brendi hech qanday reklamasiz va marketingni talab qilmasdan internet orqali ommabop bo‘ldi.

Boshlanishda 250 mingta Arduino komplekti sotildi. Dunyoda Arduino mahsuloti bilan katta kompaniyalar SparkFun Electronicsdan tortib to kichik kompaniyalar shug‘ullanuvchilar distribyutorlar soni 200dan ortiq. Hozirda Arduino platformasi bitta bo‘lmasdan, bir qator oilasi mavjud. O’zlarining loyihalarida Arduino UNO, yangi quvvatli muhitga ega bo‘lgan modellardan, Arduino Mega, kompat modeli Arduino Nano, suv o‘tkazmaydigan qutiga joylashtirilgan – LilyPad Arduino, Cortex – M3 ARM 32 razryad protsessorli Arduino Due yangi versiyalari mavjud.

Arduinoda loyihalar yaratishda Processing tilidan va Wiring platformasidan foydalandi. Arduino platformasi yaratilishi natijasida foydalanuvchi uchun qulay muhit yaratildi. Arduino yaratilgungacha mikrokontrollerni programmalashtirish uchun ko‘plab mehnat qilish kerak edi. Arduino yaratilishi natijasida elektron qurilmalar bo‘yicha tajribaga ega bo‘lmasdan ham, elektronika olamiga kirish mumkin. Havaskor ko‘p vaqt sarf qilmasdan qisqa vaqt ichida ishchi holatdagi qurilmalarni loyihalashi va ishlatishi mumkin.

Massimo Bansi fikricha 50 yil oldin programmani yozish uchun oq holatdagi bir qator programmistlardan iborat bo‘lgan komanda va elektron lampalarni biluvchi mutaxasislar kerak edi. Arduino yaratilishi natijasida, ko‘plab insonlar uchun mustaqil holda loyihalarini yaratish imkoni yuzaga keldi. Elektronikaga qiziqqan inson Arduino platformasi yordamida o‘zining yangi loyiha va qurilmalarini yaratish imkoni yuzaga keldi.