ทำไมต้องเลือกใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino

         Arduino (ขออ่านว่า อาดูโน่) เป็นบอร์ดไมโครคอนโทรเลอร์ตระกูล AVR ที่มีการพัฒนาแบบ Open Source คือมีการเปิดเผยข้อมูลทั้งด้าน Hardware และ Software ตัว บอร์ด Arduino ถูกออกแบบมาให้ใช้งานได้ง่าย ดังนั้นจึงเหมาะสำหรับผู้เริ่มต้นศึกษา ทั้งนี้ผู้ใช้งานยังสามารถดัดแปลง เพิ่มเติม พัฒนาต่อยอดทั้งตัวบอร์ด หรือโปรแกรมต่อได้อีกด้วย


ก่อนอื่นเรามารู้จักกับที่มาที่ไปของ Arduino กันก่อนครับ  Ardiono มีผู้ริเริ่มเป็นชาวอิตาเลียน ดังนั้นจึงอ่านออกเสียงไปในทางอิตาเลียนว่า อาดูยโน่  หรือ บางคนก็อ่านว่า อาดูโน่  หรือ อาดูยอีโน่ ก็ได้ครับ   เรื่องมันก็เริ่มต้นในปี 2005 ผู้ริเริ่มของ Arduino ชื่อว่า Massimo Banzi และ David Cuartielles ซึ่งอาศัยอยู่ในเมือง Ivrea ทางตะวันตกเฉียงเหนือของประเทศอิตาลี   สองคนนี้ตั้งใจสร้างอุปกรณ์ประเภทไมโครคอนโทรลเลอร์ราคาถูกที่นักเรียนนักศึกษาสามารถเข้าถึง และซื้อหามาเป็นเจ้าของได้ครับ  โรงงานเล็กๆ ในเมืองที่ว่านี้ก็ถูกใช้เป็นที่ผลิตบอร์ด Arduino เวอร์ชั่นแรก  โดยใช้ชื่อโครงการของพวกเขาว่า  Arduino of Ivrea

 นอกจากจะตั้งใจให้ราคาของอุปกรณ์นั้นถูกเมื่อเทียบกับไมโครคอนโทรลเลอร์ตระกูลอื่นๆ ในท้องตลาดแล้ว  พวกเขายังตั้งใช้ให้ Arduino สามารถพัฒนาโดยโปรแกรมที่ "แจกฟรี" ภายใต้เงื่อนไขในการใช้งานลักษณะ Open Souce   ดังนั้นจึงเลือกใช้การพัฒนาบนพื้นฐานของระบบ Wiring

         ความง่ายของบอร์ด Arduino ในการต่ออุปกรณ์เสริมต่างๆ คือผู้ใช้งานสามารถต่อวงจรอิเล็กทรอนิคส์จากภายนอกแล้วเชื่อมต่อเข้ามาที่ขา I/O ของบอร์ด หรือเพื่อความสะดวกสามารถเลือกต่อกับบอร์ดเสริม (Arduino Shield) ประเภทต่างๆ  เช่น Arduino XBee Shield, Arduino Music Shield, Arduino Relay Shield, Arduino Wireless Shield, Arduino GPRS Shield เป็นต้น มาเสียบกับบอร์ดบนบอร์ด Arduino แล้วเขียนโปรแกรมพัฒนาต่อได้เลย

บอร์ด Arduino มีหลายรุ่นหลายขนาด ยกตัวอย่าง เช่น UNO, Leonardo, micro, pro mini, BT, Mega2560 เป็นต้น ซึ่งแต่ละรุ่น จะมี spec ที่ไม่เหมือนกัน ได้แก่ ขนาด, ความจุ, ความเร็ว, จำนวนขา I/O ผู้เล่นสามารถเลือกให้เหมาะสมกับงานของตัวเองได้ รุ่นที่เห็นว่าได้รับความนิยมในเมืองไทยมากๆ ก็คงจะเป็นรุ่น UNO

จุดเด่นที่ทำให้บอร์ด Arduino เป็นที่นิยม

  • ง่ายต่อการพัฒนา มีรูปแบบคำสั่งพื้นฐาน ไม่ซับซ้อนเหมาะสำหรับผู้เริ่มต้น
  • มี Arduino Community กลุ่มคนที่ร่วมกันพัฒนาที่แข็งแรง 
  • Open Hardware ทำให้ผู้ใช้สามารถนำบอร์ดไปต่อยอดใช้งานได้หลายด้าน
  • ราคาไม่แพง
  • Cross Platform สามารถพัฒนาโปรแกรมบน OS ใดก็ได้ 
  • ระบบเป็นแบบ Open Source ไม่มีลิขสิทธิ์ในการนำไปใช้งานต่อเชิงพานิชย์  แถมแจกไฟล์ที่ใช้ในการสร้างต้นแบบให้ฟรีๆ  ทำให้ประเทศผู้ผลิตอย่างจีนสามารถนำไปผลิตได้ในราคาสบายๆ โดยไม่ต้องกังวลเรื่องค่าลิขสิทธ์
  • ซอฟแวร์ หรือ Arduino IDE ที่ใช้ในการพัฒนายังแจกให้ฟรี  ดาว์ลโหลดกันได้อย่างถูกกฏหมาย  เอาไปใช้งานต่อ สร้างผลิตภัณฑ์แล้วขายต่อ ก็ไม่ต้องเสียเงินให้แบบไมโครคอนโทรลเลอร์เจ้าอื่นๆ
  • มีซอฟแวร์ (แบบฟรีๆ) ที่สร้างโดยคนใจดี เข้ามาร่วมอุดมการ (เช่น Fritzing และ Processing) กันอีก  ทำให้เกิดเป็นชุมชนขนาดใหญ์ที่มีเครื่องไม้เครื่องมือเข้ามาให้ใช้กันฟรีๆ เยอะมาก  ทั้ง Blog และ website สารพัด
  • ชุมชนคนใช้ Arduino ในต่างประเทศมีอยู่มากมาย หาได้จาก Website ดังๆ เช่น Arduino.cc ,  Makezine.com, instructables.com  เว็บพวกนี้แจกแบบร่างและไฟล์ติดตั้ง (Sketch) ให้ฟรีๆ เอาไปสร้างโดยหาวัสดุเอารอบๆตัวครับ
Arduino แพลตฟอร์มไมโครคอนโทรลเลอร์ที่กำลังได้รับความนิยมสูงสุดเนื่องจากความง่ายของมันและสามารทำอะไรได้หลากหลาย อยากเรียนรู้ทำอะไรสนุกๆ โดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ อยากลองเชื่อมต่อการเขียนโปรแกรมกับฮาร์ดแวร์เช่น ทำระบบควบคุมรดน้ำอัติโนมัติ ทำระบบตรวจจับขโมย ทำ home automation, หรือประยุกต์ใช้นำไปควบคุมเซนเซอร์ผ่านเว็บ

Arduino  คือ โครงการที่นำชิปไอซีไมโครคอนโทรลเลอร์ตระกูลต่างๆ มาใช้ร่วมกันในภาษา C ซึ่งภาษา C นี้เป็นลักษณะเฉพาะ คือมีการเขียนไลบารี่ของ Arduino ขึ้นมาเพื่อให้การสั่งงานไมโครคอนโทรลเลอร์ที่แตกต่างกัน สามารถใช้งานโค้ดตัวเดียวกันได้ โดยตัวโครงการได้ออกบอร์ดทดลองมาหลายๆรูปแบบ เพื่อใช้งานกับ IDE (ไอ ดี อี) ของตนเอง สาเหตุหลักที่ทำให้ Arduino เป็นนิยมมาก เป็นเพราะซอฟเเวร์ที่ใช้งานร่วมกันสามารถโหลดได้ฟรี และตัวบอร์ดทดลองยังถูกแจกแปลน ทำให้ผู้ผลิตจีนนำไปผลิตและขายออกตลาดมาในราคาที่ถูกมากๆ


การอัดโปรแกรมสามารถทำได้ง่ายมาก เพียงสาย USB จากคอมพิวเตอร์ก็สามารถอัดโปรแกรมลงสู่บอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduinoได้โดยตรง

บอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์บางชนิดต้องมีบอร์ดอัดโปรแกรมต่างหากอีก 1 บอร์ด หรือไม่ก็ต้องใช้พอร์ตพิเศษในการอัดโปรแกรมเช่นพอร์ตขนาน Parallel Port หรือไม่ พอร์ตอนุกรม Serial Port (RS232) ซึ่งในคอมพิวเตอร์สมัยปัจจุบันจะมีเพียงพอร์ต USB  การจะอัดโปรแกรมสู่ Serial Port ได้ก็ต้องหาสายสัญญาณที่ต้องแปลงจาก USB To Serial อีกทีนึงซึ่งก็มีค่าใช้จ่ายเพิ่มและไม่สะดวกในการใช้งานครับ

มีแผงวงจรอื่นๆที่นำมาต่อเพิ่มเติมเพื่อใช้งานอื่นๆเยอะแยะ สามารถนำมาเสียบไว้ด้านบนบอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino ได้เลย บอร์ดที่นำมาเสียบด้านบนเขาจะเรียกว่า Shield มีให้เลือกหลากหลาย ขอยกตัวอย่างเช่น Wifi Shield , GPRS Shield , SD Card Shield , Ethernet Shield , Buletooth Sheild , Xbee Shield , NFC Shield , Touch Shield , EasyVR Arduino Shield

มีอุปกรณ์ เซ็นเซอร์ Sensors และอุปกรณ์ทดลองที่เป็น Input/Output ชนิดต่างๆนำมาต่อเพิ่มทดลองได้ง่าย สะดวก เพียงแค่เสียบสายเข้ากับบอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino ไม่ต้องมานั่งจิ้มสายทีละเส้นหรือทำแผงวงจรหรือต้องคอยบัดกรีเอง

ซึง่จะเห็นได้ว่า อนาคต ของ Arduino ต้องมีคนเลือกใช้ มีการพัฒนาต่อยอดยิ่งๆขึ้น อีกมากมาย รวมทั้งสังคมของ Arduino ที่มีการแบ่งปัน ด้วยเหตุผลทั้งหมดทั้งมวลทีกล่าวมา อย่างนี้ไม่เลือกเรียนรู้ ไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino ไม่ได้แล้วครับ !