Většina začínajících bastlířů si na začátku koupí nějaké to integrované Arduino, rozbliká diodu, pošle „Ahoj“ do počítače skrze sériovou linku a možná ovládne i nějaký ten maličký elektromotorek ze staré autodráhy nebo elektrovláčku.
Když se nadšení amatéři nabaží základů a začnou toužit po chytré domácnosti a internetu věcí, Arduino Uno schovají do skříně a koupí armádu programovatelných Wi-Fi čipů ESP8266 třeba opět ve formě integrovaných destiček NodeMCU a Wemos se vším všudy včetně USB konektoru. A tak stále dál a dál...
Švábi, které doma rozhodně chcete
Každému bastlíři, který postupně rozšiřuje sbírku všemožných chytrých součástek, ale stejně dříve či později domácnost ovládne početná rodinka švábů. Nemám na mysli samozřejmě ty živé, které přežívají mezi krabicemi od pizzy a v dřezu překypujícím neumytým nádobím, protože vy už dlouhé dny řešíte zapeklitý elektrotechnický problém a není s vámi žádná řeč, ale ty křemíkové.
Rodinka křemíkových švábů: Jeden formát schránky, ale různý účel. Všimněte si vykrojení na jednom z konců každého integrovaného obvodu. Slouží pro orientaci.
Křemíkový šváb je libovolný integrovaný obvod, jenž je uložený v typickém pouzdře DIP (Dual In-line Package), které švába nebo stonožku opravdu tak trochu připomíná.
Pouzdro DIP má docela pestrou historii; v roce 1964 jej navrhli pánové Don Forbes, Rex Rice a Bryant Rogers z Fairchild R&D a pro příštích pár desítek let se z DIPu stal prakticky standard podoby jakéhokoliv čipu od těch primitivních, které prováděly jednoduché logické operace, až po první generace procesorů Intel.
Intel 4004 z roku 1971, aneb šváb v těle DIP16.
ATmega328P
Nu dobrá, ale k čemu pořizovat jakési šváby, když mám to Arduino Uno, kde jsou všechny části mikropočítače hezky napájené v jednom celku? Protože jak se budou bastlířské schopnosti každého začátečníka zlepšovat a zlepšovat, začne mu podobná destička vadit.
Základní Arduino zpravidla pohání osmibitový čip ATmega328P. Uvnitř je vše, co program k běhu potřebuje: flashová paměť pro jeho kód, operační paměť a další klíčové obvody. Vše ostatní na desce Arduina je jen pomocná elektronika (třeba obvod USB konektoru a převodníku napětí), která ale s fungováním samotného čipu vlastně vůbec nesouvisí, a ten tak může běžet prakticky samostatně.
Holý šváb ATmega328P (DIP28) sestavený na nepájivém poli do podoby funkčního mikropočítače a pro srovnání prakticky identické Arduino Uno
Má to dvě výhody. Tou první je cena. Zatímco takové základní Arduino Uno koupíte třeba na eBay za částku okolo stokoruny, samotný čip ATmega328P stojí zlomek této ceny – asi jako půllitr piva. Za pár stovek vám jich z Číny dorazí třeba deset a vy si s několika dalšími lacinými součástkami postavíte celý mikropočítač podle aktuální potřeby. Chybí mi zrovna na test nějaké Arduino? Za deset minut si ho poskládám ze svých zásob třeba na breadbordu.
No a za druhé, jelikož je ATmega328P opravdu jen holý šváb – DIP28 (číslo označuje počet nožiček – vývodů), je také mnohem úspornější, protože jeho součástí nejsou zbytečné stavové blikající diody. Představte si třeba, že budete chtít provozovat Arduino na baterii. Holý čip ATmega328P v takovém případě vyšťaví baterii po mnohem delším čase než Arduino Uno, Arduino Mega a další.
Nu dobrá, takže to máme švába hlavního mikrokontroleru, ale co nějaké další? V následující kapitole se podíváme na vskutku zázračný posuvný registr, který se bude hodit každému, komu na Arduinu, ESP8266, ARMech aj. docházejí volné GPIO piny.
