Инструкция по программированию Arduino

1ЗагрузкаArduino IDE

Загрузите среду разработки для Ардуино (Arduino IDE) с официального сайта для своей операционной системы (поддерживаются ОС Windows, Mac OS X, Linux). Можете выбрать установщик (Installer), можете архив (ZIP file for non admin install). Во втором случае программа просто запускается из папки, без установки. Скачанный файл содержит кроме среды разработки также драйверы для плат семейства Arduino.

Выбор платформы: Windows, Mac или Linux

Arduino Web Editor может работать со множеством разнообразных платформ. Если вы используете Windows, Mac или Linux вам необходимо будет просто установить специальный плагин от Arduino Web Editor, который позволит вам загружать скетчи из браузера в ваши платы Arduino.

Если у вас возникли какие либо проблемы с установкой данного плагина, вы всегда можете написать о возникшей проблеме в специальной теме на форуме, где специалисты техподдержки постараются решить вашу проблему.

В конце процесса установки данного плагина вас перебросит на страницу входа в аккаунт Arduino – используйте свои учетные данные чтобы войти в него.

3Установка драйверадля Arduino

Установите драйвер для Arduino. Рассмотрим вариант установки на операционную систему Windows. Для этого дождитесь, когда операционная система предложит установить драйвер. Откажитесь. Нажмите клавиши Win + Pause, запустите Диспетчер устройств. Найдите раздел «Порты (COM и LPT)». Увидите там порт с названием Arduino UNO (COMxx). Кликните правой кнопкой мыши на нём и выберите Обновить драйвер. Укажите операционной системе расположение драйвера. Он находится в поддиректории drivers в той папке, которую мы только что скачали.

Запомните порт, к которому подключена плата Arduino. Чтобы узнать номер порта, запустите диспетчер устройств и найдите раздел «Порты (COM и LPT)». В скобках после названия платы будет указан номер порта. Если платы нет в списке, попробуйте отключить её от компьютера и, выждав несколько секунд, подключить снова.

Основы Arduino

Ардуино – платформа, позволяющая множеству инженеров со всего мира создавать свои проекты с минимальными вложениями.

В первую очередь – это специальный микроконтроллер с одноимённой системой управления и библиотеками, построенными на языке С++. Соответственно, если вы планируете создавать что-то уникальное, вам следует изучить все нюансы, которые имеет программирование Arduino.

Давайте же составим краткое описание программирования Arduino и уточним моменты, на которые стоит обратить внимание, если вы впервые занимаетесь подобным.

Прежде чем приступать к решению конкретной задачи на Ардуино, лучше всего иметь базис в сфере программирования. Поэтому давайте рассмотрим, что вообще обозначает этот термин. Абсолютно любой проект построен на поэтапной блок-модели, в которой описывается, что необходимо сделать вашему микроконтроллеру и как это сделать.

Для упрощения работы пользователей в Ардуино созданы готовые библиотеки функций, вам достаточно лишь вводить команды из них, чтобы добиться какой-то цели. Естественно, таким образом вы многого не добьётесь, но для создания собственных библиотек потребуется знание языка С++ на котором и построена прошивка чипа.

Ключевая особенность системы в том, что характеристики Arduino могут быть улучшены с помощью докупаемых компонентов, и вы всегда можете их подстроить под конкретный проект. Соответственно, единственным вашим ограничением является знание языка и его возможностей, а также собственная фантазия.

Все функции строятся из простейших операнд, которые характерны для С++. Этими операндами являются переменные различных типов и способы их применения. Поэтому любая функция, используемая в микроконтроллере для получения сведений или отправки сигнала, – это набор простейших операций, который записан в главной библиотеке. И вы будете ограничены до тех пор, пока не получите достаточно опыта и практики, чтобы понимать, какую библиотеку и для какой цели вам стоит написать.

Главный же недостаток конструирования с Arduino сложных проектов в том, что вам придётся с нуля писать код и подбирать компоненты для системы, поэтому лучше сначала попрактиковаться на простейших задачах.

Также, учитывайте, что язык написания библиотек системы – низкоуровневый, а соответственно, состоит из простейших команд, в отличие от высокоуровневых python или pascal, удобных для пользователей. С другой стороны, он также является мультипарадигмальным, поэтому подходит для решения любой задачи с помощью удобной вам парадигмы программирования.

Чаще всего применяется ООП. Сам С++ имеет ядро из многочисленных библиотек и дополнительных функций или методов, поэтому, если вы собираетесь разобраться во всём кардинально, стоит начинать с освоения языка с нуля.

4НастройкаArduino IDE

Укажите среде разработки свою плату. Для этого в меню Инструменты Плата выберите Arduino UNO.

Укажите номер COM-порта, к которому подключена плата Arduino: Инструменты Порт.

Что такое Arduino Web Editor

Arduino Web Editor – это онлайн инструмент, который позволяет вам писать скетчи и загружать их в любую плату Arduino с помощью вашего веб-браузера (Chrome, Firefox, Safari и Edge). Разработчики платформы Arduino рекомендуют использовать браузер Google Chrome.

Эта IDE (Integrated Development Environment – интегрированная среда разработки) является частью проекта Arduino Create, онлайн платформе, которая позволяет разработчикам писать программы, иметь доступ к обучающим материалам, конфигурировать платы и делиться своими проектами с другими участниками сообщества Arduino. Обеспечивая пользователей непрерывным трудовым процессом, Arduino Create обеспечивает взаимосвязи между всеми процессами создания готового изделия, начиная от его задумки и заканчивая его осуществлением. То есть с помощью этого сервиса вы можете управлять всеми аспектами создания проекта для Arduino.

Эта интегрированная среда разработки (IDE) позволяет вам писать код программы (скетча) и сохранять его в облаке, к которому вы затем сможете получить доступ с любого устройства, имеющего выход в сеть интернет. Она автоматически распознает все платы Arduino и Genuino, подсоединенные к вашему компьютеру и выполняет необходимые настройки. Аккаунт в этой системе – это все, что вам нужно для начала работы.

7Загрузка скетчав память Ардуино

Теперь можно загрузить программу в память платы. Подключите плату к компьютеру, подождите несколько секунд, пока происходит инициализация платы. Нажмите кнопку Загрузить, и Ваш скетч запишется в память платы Arduino. Светодиод должен начать весело подмигивать вам с периодичностью 2 секунды (1 секунду горит, 1 выключен). Ниже приведён код нашей первой программы для Ардуино.
void setup() {
// блок инициализации pinMode(13, OUTPUT); // задаём пин 13 в качестве выхода.
}void loop() {
// цикл, который повторяется бесконечно, пока включена плата: digitalWrite(13, HIGH); // подаём на 13 вывод высокий уровень — зажигаем светодиод delay(1000); // на 1000 мсек = 1 сек. digitalWrite(13, LOW); // подаём на 13 вывод низкий уровень — гасим светодиод delay(1000); // на 1 сек.
}
// далее цикл повторяется

Почитайте комментарии в тексте программы – их достаточно чтобы разобраться с нашим первым экспериментом. Сначала описываем блок инициализации setup()

, в котором задаём начальные значения переменных и функции выводов Arduino. Далее следует бесконечный цикл
loop()
, который повторяется снова и снова, пока на плату подаётся питание. В этом цикле мы выполняем все необходимые действия. В данном случае – зажигаем и гасим светодиод. Оператор
delay()
задаёт длительность выполнения (в миллисекундах) предшествующего оператора. Оператор
digitalWrite()
указывает Ардуино, на какой вывод подать напряжение, и какой именно уровень напряжения.Ваш первый скетч готов!

Полезный совет

В сети есть множество сайтов, посвящённых работе с платами семейства Arduino. Читайте, осваивайте, не бойтесь экспериментировать и познавать новое! Это увлекательное и полезное занятие, которое принесёт вам много удовольствия.

Существуют ли еще программы, работающие с Ардуино?

Помимо официальной Arduino IDE, существуют программы сторонних разработчиков, которые предлагают свои продукты для работы с микроконтроллерами на базе ардуино.

Аналогичный набор функций нам может предоставить программа, которая называется Processing. Она очень схожа с Arduino IDE, так как обе сделаны на одном движке. Processing имеет обширный набор функций, который мало уступает оригинальной программе. С помощью загружаемой библиотеки Serial пользователь может создать связь между передачей данных, которые передают друг другу плата и Processing.При этом мы можем заставить плату выполнять программы прямо с нашего ПК.

Существует еще одна интересная версия исходной программы. Называется она B4R, и главным ее отличием является использование в качестве основы не языка си, а другой язык программирования – Basic. Данный программный продукт является бесплатным. Для работы с ним существуют хорошие самоучители, в том числе и написанные создателями данного продукта.

Есть и платные варианты Arduino IDE. Одним из таких является программа PROGROMINO. Главным ее достоинством считается возможность автодополнения кода. При составлении программы вам больше не нужно будет искать информацию в справочниках. Программа сама предложит вам возможные варианты использования той или иной процедуры. В ее набор входит еще множество интересных функций, отсутствующих в оригинальной программе и способных облегчить вам работу с платами.

Структура Arduino Web Editor

После запуска Arduino Web Editor вы увидите в нем три основных столбца.

• Your Sketchbook – собрание всех ваших скетчей;
• Examples – примеры скетчей для демонстрации возможностей основных команд Arduino и примеры работы с библиотеками;
• Libraries – библиотеки, которые можно подключить в вашу программу (скетч) для расширения ее возможностей;
• Serial monitor – монитор последовательной связи, позволяет принимать и передавать данные в вашу плату Arduino через USB кабель;
• Help – полезные ссылки и словарь терминов Arduino;
• Preferences – ваши настройки внешнего вида Arduino Web Editor (размер шрифта, цветовая гамма и т.д.).

При выборе одного из этих пунктов меню его содержимое показывается во втором столбце (боковой панели).

И, наконец, третий столбец представляет собой область для ввода кода программы (скетча) – его вы будете использовать чаще всего. В нем вы будете писать свои скетчи, проверять их работу и загружать их в платы Arduino, сохранять свои скетчи в облаке и давать доступ к ним (расшаривать) всем, кому захотите.

Монитор последовательной связи (Serial Monitor)

В Arduino Web Editor монитор последовательной связи Serial Monitor доступен в боковой панели.

Если вы хотите освободить этот порт для работы других приложений просто нажмите кнопку Disconnect (разъединиться) на панели.