Farg’ona davlat universiteti fizika-texnika fakulteti fizika yo’nalishi 3-kurs 19. 11-guruh talabasi meliqo'ziyev bexzodbekning sxemotexnika va robototexnika asoslari fanidan tayyorlagan mustaqil ishi

FARG’ONA DAVLAT UNIVERSITETI
FIZIKA-TEXNIKA FAKULTETI FIZIKA YO’NALISHI 3-KURS 19.11-GURUH TALABASI MELIQO'ZIYEV BEXZODBEKNING SXEMOTEXNIKA VA ROBOTOTEXNIKA ASOSLARI FANIDAN TAYYORLAGAN
MUSTAQIL ISHI

Reja

1. 
   Kirish
   
2. 
   Arduino turlari
   
3. 
   Arduino tuzulishi
   
4. 
   Adabiyotlar ro‘yxati
   
5. 
   Elektronresurslar
   

KIRISH
Arduinoning ko'plab turlari mavjud bo'lib bularga misol qilib: Arduino Yun, Arduino Uno, Arduino Duemilanove, Arduino Diecimila, Arduino Nano, Arduino Mega, Mega 2560, Mega ADK, Arduino Leonardo, Arduino Micro va h.k larni olishimiz mumkin. Arduino robototexnika va elektronikiga qiziquvchi va izlanuvchi yoshlarga juda qo'l keladi, chunki bu qurilmada kichik va katta bo'lgan dastur, algoritmlar yaratgan holda xar hil qurilmalar, robotlar va boshqa qiziq amaliyotlarni bajarsa bo'ladi. Boshqacha qilib aytganda, Arduino dasturiy va texnik qismlarni birlashtirib beruvchi qurilmadir. Yuqorida keltirib o'tganimizdek Arduinoning juda ko'p turlari mavjud bo'lib, Arduinoni o'rganishni boshlovchilar asosan Arduinoning Uno yoki Nano turidan foydalanishni boshlashadi.Arduinoning Uno va Nano turini yaxshilab o'rganib bo'lgan yoshlar endi Arduinoning bu turiga qoniqmay Arduinoning Mega yoki Mega 2560 turini sotib olishga oshiqishadi. Chunki, endi Arduino Uno, Nano turining xarakteristikasi (texnik ko'rsatkichlari) bizning robototexnik uchun pastlik qiladi! Ayrim robototexniklar esa Arduino Uno bilan tanishib chiqib uni imkoniyatlaridan foydalanib bo'lgandan so'ng, Arduinoning Mega turini sotib olib o'tirmay o'zlari yasab tayyorlab ko'rishga harakat qilishadi. To'g'rida chunki endi ular dasturchi, robototexnik bemalol mikrokontrollerga dastur yozib uni mikrokontrollerga yuklay oladi. Arduino Uno ning boshqa turlaridan farqi protsessori, mikrokontrolleri,raqamli va analog chiqishlarning ko'p yoki kamligi bilan farqlanadi. Arduinodan foydalanayotgan kishi unga har xil elektr komponentalar va modullarni ulash imkoniyatiga ega bo'ladi, masalan:led chiroqlar,datchiklar,rele modullari tarmoq (Wi-fi,Bluetooth,Ethernet) modullari, sensorlar, motorlar, magnit eshik qulflari va elektr energiyasi bilan ishlaydigan barcha narsalar. Yuqorida aytilgandek Arduino texnik va dasturiy qismni birlashtirib beruvchi qurilma. Demak dastur tuzish kerak ! Qanday dastur tuzamiz? Qaysi dasturlash tili orqali? Arduino uchun dasturlar odatiy C ++ da yoziladi, kontaktlarda I / O (Input-kirish,Output-chiqish) ni boshqarish uchun oddiy va tushunarli algoritmlar va dasturlar tuziladi.

Arduino – bu o’zining protsessori (mikrokontrolleri) va xotirasiga ega bo’lgan kichik bir plata hisoblanadi. Shuningdek, platada bir nechta o’nlab kontaktlar mavjud, ular orqali har xil elektr komponentalar va modullarni ulash imkoniyatiga ega bo’ladi, masalan: led chiroqlar, datchiklar, rele modullari tarmoq (Wi-fi, Bluetooth, Ethernet) modullari, sensorlar, motorlar, magnit eshik qulflari va elektr energiyasi bilan ishlaydigan barcha narsalar

.
Arduino robototexnika va elektronikiga qiziquvchi va izlanuvchi yoshlarga juda qo’l keladi chunki bu qurilmada kichik va katta bo’lgan dastur, algoritmlar yaratgan holda har xil qurilmalar, robotlar va boshqa qiziq amaliyotlarni bajarish mumkin. Boshqacha qilib aytganda, Arduino dasturiy va texnik qismlarni birlashtirib beruvchi qurilmadir. Arduino Ivrea Interaction Design Instituteda elektronika yoki dasturlash bo’yicha ma’lumotga ega bo’lmagan talabalarning bilimlarini kuchaytirish maqsadida ishlab chiqilgan. Shuning uchun uni ishlatish foydalanuvchilar uchun qulay bo’lib kelmoqda. Bugungi kunda Arduino platformasi ko’plab turli xil loyihalarda ishlatilmoqda. Talabalar, qiziquvchilar, rassomlar va hattoki professional dasturchilar ham Arduinoning ochiq manbali platformasidan foydalanadilar. Ta’lim sharoitida Arduino robototexnika va dasturlash darslari uchun ishlatiladi. Dizaynerlar va me’morlar undan interfaol prototiplarni yaratish uchun foydalanishi mumkin. Bu investorlarga tayyor loyiha qanday bo’lishi mumkinligini ko’rsatishda juda katta yordam beradi. Musiqachilar undan yangi asboblarni sinovdan o’tkazish uchun foydalanadilar. Arduino plitalarining turli xil turlari). mavjud (bu haqda maqola so’ngida batafsilroq berilgan Arduinoni o’rganishni boshlovchilar asosan Arduinoning Uno yoki Nano turidan foydalanishni boshlashadi. Arduino Uno ning boshqa turlaridan farqi protsessori, mikrokontrolleri, raqamli va analog chiqishlarning ko’p yoki kamligi bilan farqlanadi. Arduino texnik va dasturiy qismni birlashtirib beruvchi qurilma. Uning dasturlari oddiy C ++ formatida yozilgan bo’lib, pinlarda kiritish-chiqarishni boshqarish uchun oddiy va tushunarli funktsiyalar bilan to’ldirilgan. Agar siz allaqachon C ++ tilini bilsangiz – Arduino dasturlari kompyuter doirasi bilan cheklanib qolmay, unga ta’sir o’tkazadigan yangi dunyo eshiklari ochiq. Agar siz dasturlash uchun yangi bo’lsangiz bu muammo emas osonlikcha o’rganishingiz mumkin, bu oddiy. Arduinoning turlari

• 
  Arduino Uno
  
• 
  Arduino Yun
  
• 
  Arduino Duemilanove
  
• 
  Arduino Diecimila
  
• 
  Arduino Nano
  
• 
  Arduino Mega
  
• 
  Mega 2560, Mega ADK
  
• 
  Arduino Leonardo
  
• 
  Arduino Micro
  

• 
  Power(1).Arduino UNOga quvvat USB portini shaxsiy komputer yoki noutbukingizga ulash orqali beriladi. Uni komputeringizga ulovchi USB simisiz ham ishlatishingiz mumkin. Buning uchun maxsus batareya orqali ishlatishingiz mumki
  
• 
  (2). Bunday batareyalar odatda 9V kuchlanishga ega bo’ladi.
  
• 
  GND(3): Ground so’zining qisqartmasi. Bu pinni siz barcha proyektingizdada ishlatasiz.
  
• 
  5V(4) & 3,3V(4): Bular mos ravishda 5V va 3,3V lik quvvatni ta’minlovchi pinlar hisobladi.
  

Analog(6): Anolog pinlar (A0,…A5). Bu pinlar yordamida qurilmalardan analog signal qabul qilinadi. Masalan harorat datchigidan.
Digital(7/8): Bu pinlardan esa raqamli signallar qabul qilinadi. Masal kichim svetodioddan. Keling Arduino UNOda birinchi qilinadigan kichik proyekt hisoblanmish svetodiodni yoqib ko’ramiz. Demak buning uchun bizga: Arduino UNO , LED(svetodiod) va 220 om rezistor kerak bo’ladi. Loyihaning tarixi 2000 yil boshlarida Italiyaning Ivrea shahrida mavjud bo'lgan Interaction Design Institute Ivrea (Eng.) Rus savdo markasi ostida inson-mashina interfeysi bo'yicha kurslardan boshlanadi. O'qitish uchun BASIC Stamp markasi (ingliz tilida) rus tilida modullardan foydalanildi, ularning narxi taxminan 50 dollarni tashkil etdi. 2003 yilda Hernando Barragan o'z ishining bir qismi sifatida ingliz tilida yangi Wiring dasturiy va apparat platformasining boshlang'ich versiyasini yaratdi va loyihaning maqsadi boshlang'ich dasturlash uchun arzon va sodda muhit yaratish edi. Xuddi shu yili Massimo Banzi, Arduino ning Uno turi texnik Devid Mellis va Devid Kvartilyer vilkalar simini Arduino deb atashdi. Ko'rsatkichlari:

1. 
   Mikrokontroller: ATmega328;
   
2. 
   Ishlash kuchlanishi: 5 V;
   
3. 
   Kirish kuchlanishi(tavsiya etilgani): 7-12 V;
   
4. 
   Kirish kuchlanishi(eng yuqori): 6-20 V;
   
5. 
   Raqamli kirish/chiqish: 14 ta(ulardan 6tasi KIM(Impuls kengligi modulyatsiyasi)
   
6. 
   sifatida foydalanish mumkin);
   
7. 
   Analog kirish: 6 ta;
   
8. 
   Kirish/chiqish orqali o'zgarmas tok: 40 mA;
   
9. 
   3.3 V kiritish uchun o'zgarmas tok: 50 mA;
   
10. 
    Flesh xotira: 32 KB(ATmega328) undan 0.5 KB yuklovchi sifatida foydalaniladi;
    
11. 
    Tezkor xotira: 2 KB(ATmega328);
    
12. 
    EEPROM: 1 KB(ATmega328);
    
13. 
    Chastota: 16 MGs;
    

Mikrokontroller(ingl. Micro Controller Unit, MCU)-elektron qurilmalarni boshqarishga mo’ljallangan mikrosxema. Odatdagi mikrokontroller o’z ichiga protsessor va periferiya uskunalari, OX(operativ xotira) va DX(doimiy xotira) olishi mumkin. Oddiy masalalarni bajara oladigan bir kristalli kompyuter deb atash ham mumkin. Zamonaviy elektronikani mikrokontrollerlarsiz tasavvur qilib bo’lmaydi. Koinotdagi sun’iy yo’ldoshlardan tortib kundalik hayotda har kuni foydalanadigan jixozlar ham mikrokontroller asosida ishlaydi. Qisqacha tarix. Bir kristalli mikro-EHM uchun birinchi patent 1971 yil amerikaning "Texas Instruments" xodimlari M. Kochern va G. Bun larga berilgan. Ularning taklifi bir kristalda nafaqat protsessor, balki hotira va kiritish-chiqarish uskunalarini ham joylashtirish edi. Amerikaning Intel firmasi tomonidan 1976 yili "i8048" mikrokontrollerini ishlab chiqardi. Kristalida markaziy protsessor yonida 1 kbayt dastur xotirasi, 64 bayt ma’lumot xotirasi, ikkita 8 bitli taymer, soat generatori va 27 ta kirish-chiqish portlari liniyasi joylashgan. i8048 turkum mikrokontrollerlari IBM shaxsiy kompyuterlari birining klaviaturalarida, Maknovox Odyssey o’yin konsuli ko’rinish-larida ishlatiladi, shuningdek bir qator boshqa qurilmalarida foydalanishdi. Intel navbatdagi "i8051" mikrokontrollerini ishlab chiqaradi. Periferiya uskunalarining to’plami, tashqi va ichki dasturlash xotirasini tanlash imkoniyati va qulay narxi bilan tez orada elektronika bozorida muvofaqiyat qozondi. Texnologiya nuqtai-nazaridan i8051 mikrokontrolleri o’z vaqti uchun juda murakkab uskuna hisoblanadi. Kristallda 128 ming tranzistordan foydalanilgan, bu o’z navbatida 16-razryadli i8086 mikroprotsessoridagi tranzistorlar sonidan 4 baravar ko’proq. Keyingi Intel 8051 Mikrokontroller shu sinf qurilmalari ichida xaqiqiy klassik obraz bo’ldi. Bu 8 bitli Chip butun Mikrokontroller-lar turkumi 7 boshlanishi bo’ldi. 8051 analoglarini Minsk, Kiev, Voronej, Novosibirsk korxonalarida ishlab chiqarildi. Ko’pchilik mikrokontroller ishlab chiqaruvchilar xozirgi kunda ham shu arxetukturaga asoslangan ko’rinishlarni ishlab chiqarmokda, ular orasida Philips, MicroChip, Atmel, Dallas, OKI, Siemens va boshqa kompaniyalar bor. Motorola va Ziloq Sakkiz razryadli mikrokontrollerlar Motorola (68NS05, 68NS08, 68NS11) va Ziloq (Z8) kompaniyalari maxsulotlarida paydo bo’ldi. MicroChip Microchip firmasining birinchi PIC - kontrollerlari paydo bo’lishi bilan sezilarli o’zgarishlar bo’ldi. Bu chiplarni rekord darajada past narxlarda sotuvga chiqarishdi. Bu esa qisqa vaqt ichida bozorni egallashga imkon yaratdi. Shuningdek Microchip kristallari qimmat programmalarni talab qilmasdi. Mikrokontrollerlar bilan birga arzon narxdagi PICSTART komplektlari ham paydo bo’ldi. Bu komplektlar vositasiz ham, PIC - kontrollerlar ishlash yangiliklarini bilmasdan ham, unda mahsulot yaratish va bekor qilish mumkin. Mikrokontroller yaxshi portlarga ega, lekin boshqalari unchalik qulay emas edi. Komandalar tizimi cheklangan bo’lib arxitektura yaxshirog’ini talab qilar edi. Shuningdek PIC - kontrollerlariga uni boshqarish bo’yicha yuqori talablar qo’yilmaganda, qimmat bo’lmagan tizim yaratishni talab qilganligi uchun, ommobop bo’lib qolishdi. Ssinex PIC - kontrollerlari muvafaqiyatlari orasida Ssinex firmasining unga juda o’xshash maxsulotlari paydo bo’ldi. Ular PIC ning 33-ta komandalariga qarshi 55-ta komandaga ega edi. Xotira bilan ishlash uchun yaxshi insturuktsiyalar qo’shilgan, arxitektura yaxshilangan, har bir komanda bitta taktda bajariladi, Microchip bilan solishtirganda to’rt marta tezroq ishlar, shuningdek ularning taktli chastotasi 100 mgts ga o’tkazilgan edi. 8 Kontrollerlarning yuqori tezlikdaligi uni ishlab chiqarganlarning har xil periferiya qurilmalaridan vos kechishlarini talab qilar edi- taymer- qabul qilish -o’zatish qo’rilmalaridagi harakatlanish registr-lari,- schyotchiklar - buning hammasi dasturiy vositalarni ishlab chiqishni talab qilar edi. Buning uchun tezkorlikga qo’yidagilar etarli edi: ichida – yuqori tezlikdagi yadro, xotira va kirish chiqish, partiyalari. Atmel Mikrokontroller olamidagi haqiqiy o’sish, yangilik 1996 yilda Atmel korporatsiyasi AVR yadroli turkumi chiplarini chiqargach ro’y berdi. Nisbatan qulay arxitekturasi, tizilishini hisobga olib uni 1-raqamli mikrokontroller deb nom olishiga olib keldi.AVR mikro-kontrollerlari 133 konsturuktsiyagacha komandani hisoblaydi, ishlab chiqaruvchanligi 1-Mips (1 mgts)ga yaqin