Arduino для начинающих: пошаговые инструкции. Программирование и проекты Arduino: с чего начать? Начало работы Arduino

Arduino является очень популярным среди всех любителей конструировать. Следует ознакомить с ними и тех, кто ни разу про него не слышал.

Что собой представляет Arduino?

Как вкратце можно охарактеризовать Arduino? Оптимальными словами будут такие: Arduino представляет собой инструмент, с помощью которого можно создавать различные электронные устройства. По сути, это настоящая аппаратная вычислительная платформа универсального предназначения. Она может использоваться как для построения простых схем, так и для реализации довольно сложных проектов.

Базируется конструктор на своей аппаратной части, которая представляет собой плату ввода-вывода. Для программирования платы используются языки, которые основаны на C/C++. Они получили название, соответственно, Processing/Wiring. От группы С они унаследовали предельную простоту, благодаря чему осваиваются они весьма быстро любым человеком, и применять знания на практике не является довольно значительной проблемой. Чтобы вы понимали легкость работы, часто говорят, что Arduino - для начинающих волшебников-конструкторов. Разобраться с платами "Ардуино" могут даже дети.

Что на нём можно собрать?

Применение Arduino довольно разнообразно, его можно использовать, как и для простейших примеров, которые будут рекомендованы в конце статьи, так и для довольно сложных механизмов, среди которых манипуляторы, роботы или производственные станки. Некоторые умельцы умудряются на основе таких систем делать планшеты, телефоны, системы наблюдения и безопасности домов, системы «умный дом» или просто компьютеры. Arduino-проекты для начинающих, которыми может для начала заняться даже тот, кто не имеет опыта, находятся в конце статьи. Их даже можно использовать для создания примитивных систем виртуальной реальности. Всё благодаря довольной универсальной аппаратной составляющей и возможностям, которые предоставляет программирование Arduino.

Где приобрести составляющие?

Оригинальными считаются составляющие, произведённые в Италии. Но и цена таких комплектов не низкая. Поэтому целый ряд компаний или даже отдельные люди кустарным методом изготавливают Arduino-совместимые устройства и компоненты, которые в шутку прозывают производственными клонами. При покупке таких клонов нельзя с уверенностью сказать, что они будут работать, но желание сэкономить берёт свое.

Составляющие могут приобретаться или в составе комплектов, или по отдельности. Существуют даже уже заранее подготовленные наборы, чтобы собрать машинки, вертолёты с различными типами управления или корабли. Набор, как на фотографии вверху, произведённый в Китае, обойдётся в 49 долларов.

Подробнее об аппаратуре

Плата Ардуино является простым микроконтроллером AVR , который был прошит бутлоадером и имеет минимально необходимый минимум USB-UART порт. Есть ещё важные составляющие, но в пределах статьи лучше будет остановиться только на этих двух составляющих.

Сначала о микроконтроллере, механизме, построенном на одной схеме, в которой и размещается разработанная программа. На программу могут влиять нажатия кнопок, получение сигналов от составляющих творения (резисторов, транзисторов, датчиков и т. д.) и т. д. Причем датчики могут быть самые различные по своему предназначению: освещения, ускорения, температуры, расстояния, давления, препятствия и т. д. В качестве устройств индикации может вестись использование простых деталей, от светодиодов и пищалок к сложным устройствам, вроде графических дисплеев. В качестве рассматриваются моторчики, клапаны, реле, сервомашинки, электромагниты и множество других, которых перечислять очень и очень долго. С чем-то из этих списков МК работает прямо, с помощью соединительных проводов. Для некоторых механизмов нужны переходные устройства. Но если вы уж начнёте конструировать, оторваться вам будет сложно. Теперь поговорим о программировании Arduino.

Подробнее о процессе программирования платы

Уже готовую к работе на микроконтроллере программу называют прошивкой. Может быть как один проект, так и проекты Arduino, поэтому каждую прошивку желательно было бы хранить в отдельной папке, чтобы ускорить процесс нахождения нужных файлов. Она прошивается на кристалл МК посредством специализированных устройств: программаторов. И тут "Ардуино" имеет одно преимущество - ему не нужен программатор. Всё сделано так, чтобы программирование Arduino для начинающих не составляло труда. Написанный код можно загрузить в МК посредством USB-шнура. Достигается это преимущество не каким-то встроенным уже заранее программатором, а спецпрошивкой - бутлоадером. Бутлоадер является специальной программкой, которая запускается сразу после подключения и слушает, будут ли какие-то команды, прошивать ли кристалл, есть ли проекты Arduino или нет. Из использования бутлоадера выплывает несколько очень привлекательных плюсов:

1. Использование только одного канала связи, что не требует дополнительных затрат по времени. Так, проекты Arduino не требуют, чтобы вы подключали множество различных проводов, и возникала путаница при их использовании. Для успешной работы хватает одного USB-шнура.
2. Защита от кривых рук. Довести микроконтроллер до состояния кирпича с помощью прямой прошивки довольно легко, сильно напрягаться не надо. При работе с бутлоадером до потенциально опасных настроек вам не добраться (с помощью программы разработки, конечно, а так сломать можно всё). Поэтому Arduino для начинающих предназначен не только с той точки зрения, что понятен и удобен, он ещё позволит избежать нежелательных денежных трат, связанных с неопытностью работающего с ними человека.

Проекты для начала

Когда вы обзавелись комплектом, паяльником, канифолью и припоем, не следует сразу лепить очень сложные конструкции. Их, конечно, слепить можно, но шанс успеха в Arduino для начинающих довольно низкий при сложных проектах. Для тренировки и «набивания» руки вы можете попробовать реализовать несколько более простых задумок, которые помогут разобраться с взаимодействием и работой "Ардуино". В качестве таких первых шагов в работе с Arduino для начинающих можно посоветовать рассмотреть:

1. Создать который будет работать благодаря "Ардуино".
2. Подключение отдельной кнопки к "Ардуино". При этом можно сделать так, чтобы кнопка могла регулировать свечение светодиода из пункта №1.
3. Подключение потенциометра.
4. Управление сервоприводом.
5. Подключение и работа с трехцветным светодиодом.
6. Подключение пьезоэлемента.
7. Подключение фоторезистора.
8. Подключение датчика движения и сигналы о его работе.
9. Подключение датчика влажности или температуры.

Проекты для будущего

Вряд ли вы интересуетесь "Ардуино" для того, чтобы подключать отдельные светодиоды. Скорее всего, вас привлекает возможность создать свою машинку, или летающую вертушку. Такие проекты сложны в своей реализации, они потребует много времени и усидчивости, но, выполнив их, вы получите то, что желали: ценный опыт конструирования с Arduino для начинающих.

Изучение микроконтроллеров кажется чем-то сложным и непонятным? До появления Арудино - это было действительно не легко и требовало определенный набор программаторов и прочего оборудования.

Это своего рода электронный конструктор. Изначальная задача проекта - это позволить людям легко обучаться программированию электронных устройств, при этом уделяя минимальное время электронной части.

Сборка сложнейших схем и соединение плат может осуществляться без паяльника, а с помощью перемычек с разъёмными соединениями «папа» и «мама». Так могут подключаться как навесные элементы, так и платы расширения, которые на лексиконе ардуинщиков зовут просто «Шилды» (shield).

Какую первую плату Arduino купить новичку?

Базовой и самой популярной платой считается . Эта плата размером напоминает кредитную карту. Довольно крупная. Большинство шилдов которые есть в продаже идеально подходят к ней. На плате для подключения внешних устройств расположены гнезда.

В отечественных магазинах на 2017 год её цена порядка 4-5 долларов. На современных моделях её сердцем является Atmega328.

Изображение платы ардуино и расшифровка функций каждого вывода, Arduino UNO pinout

Микроконтроллер на данной плате это длинна микросхема в корпусе DIP28, что говорит о том, что у него 28 ножек.

Следующая по популярности плата, стоит почти в двое дешевле предыдущей - 2-3 доллара. Это плата . Актуальные платы построены том же Atmega328, функционально они аналогичны с UNO, различия в размерах и решении согласования с USB, об этом позже подробнее. Еще одним отличием является то, что для подключения к плате устройств предусмотрены штекера, в виде иголок.

Количество пинов (ножек) этой платы совпадает, но вы можете наблюдать что микроконтроллер выполнен в более компактном корпусе TQFP32, в корпусе добавлены ADC6 и ADC7, другие две «лишних» ножки дублируют шину питания. Её размеры довольно компактные - примерно, как большой палец вашей руки.

Третья по популярности плата - это , на ней нет USB порта для подключения к компьютеру, как осуществляется связь я расскажу немного позже.

Это самая маленькая плата из всех рассмотренных, в остальном она аналогична предыдущим двум, а её сердцем является по-прежнему Atmega328. Другие платы рассматривать не будем, так как это статья для начинающих, да и сравнение плат - это тема отдельной статьи.

В верхней части схема подключения USB-UART, пин «GRN» - разведен на цепь сброса микроконтроллера, может называться по иному, для чего это нужно вы узнаете далее.

Если UNO удобна для макетирования, то Nano и Pro Mini удобны для финальных версий вашего проекта, потому что занимают мало места.

Как подключить Arduino к компьютеру?

Arduino Uno и Nano подключаются к компьютеру по USB. При этом нет аппаратной поддержки USB порта, здесь применено схемное решение преобразования уровней, обычно называемое USB-to-Serial или USB-UART (rs-232). При этом в микроконтроллер прошит специальный Arduino загрузчик, который позволяет прошиваться по этим шинам.

В Arduino Uno реализована эта вязь на микроконтроллере с поддержкой USB - ATmega16U2 (AT16U2). Получается такая ситуация, что дополнительный микроконтроллер на плате нужен для прошивки основного микроконтроллера.

В Arduino Nano это реализовано микросхемой FT232R, или её аналогом CH340. Это не микроконтроллер — это преобразователь уровней, этот факт облегчает сборку Arduino Nano с нуля своими руками.

Обычно драйвера устанавливаются автоматически при подключении платы Arduino. Однако, когда я купил китайскую копию Arduino Nano, устройство было опознано, но оно не работало, на преобразователе была наклеена круглая наклейка с данными о дате выпуска, не знаю нарочно ли это было сделано, но отклеив её я увидел маркировку CH340.

До этого я не сталкивался с таким и думал, что все USB-UART преобразователи собраны на FT232, пришлось скачать драйвера, их очень легко найти по запросу «Arduino ch340 драйвера». После простой установки - всё заработало!

Через этот же USB порт может и питаться микроконтроллер, т.е. если вы подключите его к адаптеру от мобильного телефона - ваша система будет работать.

Что делать если на моей плате нет USB?

Плата Arduino Pro Mini имеет меньшие габариты. Это достигли тем что убрали USB разъём для прошивки и тот самый USB-UART преобразователь. Поэтому его нужно докупить отдельно. Простейший преобразователь на CH340 (самый дешевый), CPL2102 и FT232R, продаётся стоит от 1 доллара.

При покупке обратите внимание на какое напряжение рассчитан этот переходник. Pro mini бывает в версиях 3.3 и 5 В, на преобразователях часто расположен джампер для переключения напряжения питания.

При прошивке Pro Mini, непосредственно перед её началом необходимо нажимать на RESET, однако в преобразователях с DTR это делать не нужно, схема подключения на рисунке ниже.

Стыкуются они специальными клеммами «Мама-Мама» (female-female).

Собственно, все соединения можно сделать с помощью таких клемм (Dupont), они бывают как с двух сторон с гнездами, так и со штекерами, так и с одной стороны гнездо, а с другой штекер.

Как писать программы для Arduino?

Для работы со скетчами (название прошивки на языке ардуинщиков), есть специальная интегрированная среда для разработки Arduino IDE, скачать бесплатно её можно с официального сайта или с любого тематического ресурса, с установкой проблем обычно не возникает.

Так выглядит интерфейс программы. Писать программы можно на специально разработанном для ардуино упрощенном языке C AVR, по сути это набор библиотек, который называют Wiring, а также на чистом C AVR. Использование которого облегчает код и ускоряет его работу.

В верхней части окна присутствует привычное меню, где можно открыть файл, настройки, выбрать плату, с которой вы работаете (Uno, Nano и много-много других) а также открыть проекты с готовыми примерами кода. Ниже расположен набор кнопок для работы с прошивкой, назначение клавиш вы увидите на рисунке ниже.

В нижней части окна - область для вывода информации о проекте, о состоянии кода, прошивки и наличии ошибок.

Основы программирования в Arduino IDE

В начале кода нужно объявить переменные и подключить дополнительные библиотеки, если они имеются, делается это следующим образом:

#include biblioteka.h; // подключаем библиотеку с названием “Biblioteka.h”

#define peremennaya 1234; // Объявляем переменную со значением 1234

Команда Define дают компилятору самому выбрать тип переменной, но вы можете его задать вручную, например, целочисленный int, или с плавающей точкой float.

int led = 13; // создали переменную “led” и присвоили ей значение «13»

Программа может определять состояние пина, как 1 или 0. 1 -это логическая единица, если пин 13 равен 1, то напряжение на его физической ножке будет равняться напряжению питания микроконтроллера (для ардуино UNO и Nano - 5 В)

Запись цифрового сигнала осуществляется командой digitalWrite (пин, значение), например:

digitalWrite(led, high); //запись единицы в пин 13(мы его объявили выше) лог. Единицы.

Как вы могли понять обращение к портам идёт по нумерации на плате, соответствующей цифрой. Вот пример аналогичного предыдущему коду:

digitalWrite (13, high); // устанавливаем вывод 13 в едиицу

Часто востребованная функция задержки времени вызывается командой delay(), значение которой задаётся в миллисекундах, микросекунды достигаются с помощью

delayMicroseconds() Delay (1000); //микроконтроллер будет ждать 1000 мс (1 секунду)

Настройки портов на вход и выход задаются в функции void setup{}, командой:

pinMode(NOMERPORTA, OUTPUT/INPUT); // аргументы - название переменной или номер порта, вход или выход на выбор

Понимаем первую программу «Blink»

В качестве своеобразного «Hello, world» для микроконтроллеров является программа мигания светодиодом, давайте разберем её код:

В начале командой pinMode мы сказали микроконтроллеру назначить порт со светодиодом на выход. Вы уже заметили, что в коде нет объявления переменной “LED_BUILTIN”, дело в том, что в платах Uno, Nano и других с завода к 13 выводу подключен встроенный светодиод и он распаян на плате. Он может быть использован вами для индикации в ваших проектах или для простейшей проверки ваших программ-мигалок.

Далее мы установили вывод к которому подпаян светодиод в единицу (5 В), следующая строка заставляет МК подождать 1 секунду, а затем устанавливает пин LED_BUILTIN в значение нуля, ждет секунду и программа повторяется по кругу, таким образом, когда LED_BUILTIN равен 1 - светодиод(да и любая другая нагрузка подключенная к порту) включен, когда в 0 - выключен.

Читаем значение с аналогового порта и используем прочитанные данные

Микроконтроллер AVR Atmega328 имеет встроенный 10 битный аналогово цифровой преобразователь. 10 битный АЦП позволяет считывать значение напряжение от 0 до 5 вольт, с шагом в 1/1024 от всего размаха амплитуды сигнала (5 В).

Чтобы было понятнее рассмотрим ситуацию, допустим значение напряжения на аналоговом входе 2.5 В, значит микроконтроллер прочитает значение с пина «512», если напряжение равно 0 - «0», а если 5 В - (1023). 1023 - потому что счёт идёт с 0, т.е. 0, 1, 2, 3 и т.д. до 1023 - всего 1024 значения.

Вот как это выглядит в коде, на примере стандартного скетча «analogInput»

int sensorPin = A0;

int ledPin = 13;

int sensorValue = 0;

pinMode(ledPin, OUTPUT);

sensorValue = analogRead(sensorPin);

digitalWrite(ledPin, HIGH);

delay(sensorValue);

digitalWrite(ledPin, LOW);

delay(sensorValue);

Объявляем переменные:

Ledpin - самостоятельно назначаем пин со встроенным светодиодом на выход и даём индивидуальное имя;

sensorPin - аналоговый вход, задаётся соответственно маркировке на плате: A0, A1, A2 и т.д.;

sensorValue - переменная для хранения целочисленного прочитанного значения и дальнейшей работы с ним.

Код работает так: sensorValue сохраняем прочитанное с sensorPin аналоговое значение (команда analogRead). - здесь работа с аналоговым сигналом заканчивается, дальше всё как в предыдущем примере.

Записываем единицу в ledPin, светодиод включается и ждем время равное значению sensorValue, т.е. от 0 до 1023 миллисекунд. Выключаем светодиод и снова ждем этот период времени, после чего код повторяется.

Таким образом положением потенциометра мы задаем частоту миганий светодиода.

Функция map для Арудино

Не все функции для исполнительных механизмов (мне ни одной не известно) в качестве аргумента поддерживают «1023», например, сервопривод ограничен углом поворота, т.е на пол оборотоа (180 градуов) (пол оборота) сервомоторчика максимальный аргумент функции равен «180»

Теперь о синтаксисе: map (значение которое мы переводим, минимальная величина входного, максимальная величина входного, минимальная выходного, максимальная выходного значения).

В коде это выглядит так:

(map(analogRead(pot), 0, 1023, 0, 180));

Мы считываем значение с потенциометра (analogRead(pot))от 0 до 1023, а на выходе получаем числа от 0 до 180

Значения карты величин:

На практике применим это к работе коду того-же сервопривода, взгляните на код с Arduino IDE, если вы внимательно читали предыдущие разделы, то он пояснений не требует.

И схема подключения.

Выводы Ардуино - очень удобное средство для обучения работы с микроконтроллерами. А если использовать чистый C AVR, или как его иногда называют «Pure C» - вы значительно уменьшите вес кода, и его больше поместиться в память микроконтроллера, в результате вы получите отличную отладочную плату заводского исполнения с возможностью прошивки по USB.

Мне нравится ардуино. Жаль, что её многие опытные программисты микроконтроллеров безосновательно ругают, что она слишком упрощена. Упрощен, в принципе, только язык, но никто не заставляет пользоваться именно им, плюс вы можете прошить микроконтроллер через ICSP разъём, и залить туда тот код, который вам хочется, без всяких ненужных Вам бутлоадеров.

Для тех, кто хочет проиграться с электроникой, как продвинутый конструктор - отлично подойдёт, а для опытных программистов как плата, не требующая сборки, тоже станет полезной!

Еще больше информации про Ардуино и особенности его использования в различных схемах смотрите в электронной книге - .

12 02.2017

В этой статье я расскажу вам о том, без чего познание интереснейшего мира программирования с использованием аппаратных платформ было бы неполным, а именно – об электронном конструкторе Arduino, который станет отличным помощником в изучении компьютерной техники и автоматизации различных процессов. Разумеется, этому можно обучаться и чисто теоретически, но при использовании такого инструмента, как Ардуино первые шаги в освоении программирования и настройки робототехники будут даваться еще проще, чем при самостоятельном обучении при помощи подручных материалов и профильной литературы.

Из этой статьи вы узнаете:

Доброго времени суток всем любителям техники! С вами Гридин Семён. Сегодня мы рассмотрим, при помощи какого оборудования мы начнём программировать самые распространённые платы.

Ардуино — что же ты такое?

Наверняка наши читатели постарше помнят, что когда-то в СССР выпускались разнообразные развивающие наборы для детей. К ним можно отнести набор юного химика, биолога, радиолюбителя… Последняя вариация была особенно интересна тем, кто питал слабость к технике и самостоятельному конструированию различных вещей.

Время прошло, появилось множество технологий, и подобные вещи были не только усовершенствованы, но и стали доступными любому желающему. Простор фантазии сегодня не ограничивается лишь программными рамками, и Ардуино – яркий пример тому.

Набор Ардуино представляет собой электронную платформу размером примерно со спичечный коробок. К этой платформе могут подключаться различные модули – двигатели, лампочки, датчики, словом, все, что питается от электричества и может быть тем или иным способом подсоединено к микросхеме.

Для кого это?

Кому нужен Ардуино?

• Детям и подросткам, интересующимся робототехникой;
• Учащимся профильных технических вузов и училищ;
• Специалистам, желающим вспомнить старые навыки;
• Преподавателям для обучения своих студентов;
• Всем склонным к технике людям, желающим интересно проводить время.

Изучить программирование, тут же применяя полученные знания на практике; написать дипломный проект; создать умную систему для дома, которая позволит дистанционно управлять приборами и освещением; сконструировать робота – это далеко не полный список возможностей, которые предоставляет Ардуино. Они поистине безграничны, и все ограничивается лишь вашей фантазией! При этом система доступна даже новичкам благодаря широкому комьюнити и наличию в Сети множества уроков Ардуино, в том числе и на русском языке.

Первое знакомство. Настраиваем компьютер

Перед тем как озаботиться вопросом подключения устройства к ПК, стоит изучить вопрос о том, какой лучше купить Ардуино, ведь версий этого конструктора для гиков существует много. Самая популярная и при этом , которая стоит порядка 25-30$. Впрочем, есть и более дорогие, продвинутые версии, способные взаимодействовать со смартфонами на базе Android, устройствами на Linux, с увеличенным числом портов, более мощным “железом”, которые больше подойдут для уже искушенных в этом вопросе пользователей. Нам же с вами больше подойдет вариант Uno или схожий с ним (например, Leonardo). Пусть вас не пугают 32 килобайта памяти и процессор с частотой всего 16 мегагерц – этого с лихвой хватит для первых изысканий!

Чтобы запрограммировать платформу и видеть на дисплее все заданные действия, используется один из самых распространенных языков программирования – C++. Работа с ним осуществляется с помощью официальной оболочки Arduino IDE, она абсолютно бесплатна для использования в некоммерческих целях. Имеются и другие варианты, более сложные и изощренные, но начать лучше с рекомендованного разработчиком варианта.

Подключение и загрузка в память программ выполняется через USB-порт. Подсоединение же модулей может выполняться множеством способов – в их числе применение особой макетной доски, перемычек, проводов… Паяльник при этом использовать совсем не обязательно. Подсоединять можно почти что угодно – любой гаджет может стать полноценной частью вашей конструкции! При этом вы также можете создавать многослойные “бутерброды” из так называемых – дополнительных плат, расширяющих возможности основной микросхемы. Главное – это базовый процесс в сердце самого Uno, остальное же лишь служит для получения дополнительных возможностей. Например, это может быть подключение к Интернету или управление мощным мотором.

Используем IDE

Написанные для платформы Ардуино называются скетчами. Создать скетч можно при помощи интегрированной среды разработки, коротко – IDE (официальная версия так и называется, ). Установив драйвера и эту среду, вы можете сделать свой первый шаг.

IDE предоставляет вашему вниманию уже написанные простые скетчи. Откройте один из них и выберите свой Arduino в списке плат, после чего загрузите на свое устройство скетч при помощи команды Upload . Все это делается очень просто – интерфейс у среды разработки графический, он понятен интуитивно.

Также в Сети есть огромное количество уже готовых скетчей. Например, на Википедии в статье про Ардуино вы можете найти готовый пример программы, задающей мигание светодиодом. На специализированных ресурсах вы найдете невероятно сложные алгоритмы, делающие из Ардуино настоящего робота. Чтобы научиться писать такие, понадобится определенное время и упорство, однако вы можете изучать их уже в самом начале, чтобы понять как можно больше принципов программирования под платформу. Если вы хотите написать элементарную программку и не знаете ка, то .

С уважением, Гридин Семён

Мы рассмотрели ранее. Сегодня же мы проделаем вместе с вами первые шаги с Arduino – начнем с установки программного обеспечения и закончим написанием и запуском первой программы.

Мы полагаем, что саму плату Arduino вы уже себе приобрели:). Если кто-то проспал предыдущий пост, то напомним, что Arduino можно приобрести (сама плата Arduino UNO) или (стартовый комплект Arduino). Имея в руках Arduino, мы можем перейти к изучению.

Программное обеспечение «Arduino IDE»

Для начала нам нужно скачать с сайта программное обеспечение «Arduino IDE» на русском языке. С помощью IDE мы будем программировать микроконтроллер в нашей Arduino.

В случае с Windows достаточно скачать нужный архив и распаковать его в папку (желательно в корне диска «С»). После распаковки «Arduino IDE» мы уже можем подключить плату Arduino к персональному компьютеру.

Подключение Arduino к компьютеру и установка драйверов

Arduino подключаем к компьютеру с помощью (такой же, как для принтера). При подключении операционная система попытается сама установить соответствующие драйверы, но скорее всего ей это не удастся и нужно будет установить эти драйвера вручную.

Ручная установка драйверов выглядит примерно так:

Первый запуск Arduino IDE

Запустите «Arduino IDE», кликнув два раза на файл arduino.exe. Вы увидите такое окно:

Именно в этом окне мы и будем создавать и отправлять в микроконтроллер все программы. Однако, прежде чем мы напишем первую программу, мы должны установить еще две вещи.

В меню «Инструменты — Плата» выберите версию Arduino, которая у вас уже есть (например, Arduino UNO):

а в «Инструменты — Порт» выберите порт, к которому подключена плата Arduino (это тот порт, который нужно было запомнить во время установки драйверов).

На этом все, теперь мы можем уже перейти к программированию

Первая программа Arduino

В самой «Arduino IDE» есть масса примеров программ, работа которых хорошо описана с помощью комментариев. Для начала выберем один из таких примеров.

Из меню «Файл – Примеры – Basics» выберите «Blink»

Это очень простая программа, отвечающая за мигание , расположенного на плате Arduino, который подключен к выводу 13:

Давайте рассмотрим по порядку всю программу:

// Все что стоит после (//…) или между (/* … */) являются комментариями в коде /* Функция setup () выполняется только один раз, в начале программы. Она чаще всего используется для загрузки различных параметров. */ void setup() { pinMode(13, OUTPUT); // Установить вывод 13 в качестве выхода } //Функция loop () — это цикл, который выполняется все время пока включено питание. void loop() { digitalWrite(13, HIGH); // подать высокий уровень (+5В) на вывод 13 delay(1000); // ждать секунду (1000 мсек = 1 сек) digitalWrite(13, LOW); // подать низкий уровень (0В) на вывод 13 delay(1000); // ждать секунду // После достижения конца цикла loop () все начнется с самого начала }

Для загрузки программы в Arduino достаточно нажать на кнопку со стрелкой.

После загрузки программы, в нижней части окна появится надпись: «Загрузка завершена, после чего светодиод начнет мигать с интервалом в 1 сек.

В самом низу окна «Arduino IDE» будут отображаться различные сообщения компилятора. В данном случае отображается информация о размере нашей программы (скетч) и максимально доступной памяти микроконтроллера. В случае появления каких-то ошибок они будут отображаться в этом месте.

Самая простая схема на Arduino

Нам удалось заставить моргать светодиод, расположенный на плате Arduino. Теперь построим максимально простую аналогичную схему: заставим мигать светодиод, подключенный через резистор (около 220 Ом) к одному из выводов Arduino.

Наша программа «Blink» из примера управляет сигналом на контакте 13, к которому подключен светодиод на плате. Однако ничто не мешает нам подключить к этому выводу (13) и «земле» (GND) любой другой внешний светодиод. Имея мы можем быстро собрать такую схему:

Конечно, контакт 13, здесь только как пример. Мы так же можем в программе изменить номер контакта (например, на 6) и к этому контакту подключить дополнительный светодиод.

Чтобы нам не менять номер контакта в нескольких местах (в нашем примере программы он встречается 3 раза), мы можем его присвоить переменной, к которой мы будем ссылаться:

Int led = 13; // назначаем переменной led номер контакта 13 void setup() { pinMode(led, OUTPUT); // подставить переменную led вместо номера контакта 13 } void loop() { digitalWrite(led, HIGH); // подставить переменную led вместо номера контакта 13 delay(1000); digitalWrite(led, LOW); // подставить переменную led вместо номера контакта 13 delay(1000); }

В коротких программах это не имеет большого значения, но в более сложных проектах, в которых мы используем десяток входов и выходов и неоднократно на них ссылаемся, использование переменных очень облегчает работу.

Все самое интересное в микроконтроллерах обретает смысл только тогда, когда кроме выходов мы начнем использовать и входы. В следующем примере подключим к Arduino, с помощью которого мы будем регулировать частоту мигания светодиода.

Потенциометр здесь использован в роли . То есть, напряжение на его крайних выводах (+5В и «земля») делится на две части, из которых одна часть подается (центральный вывод потенциометра) на вход A0 (аналоговый вход Arduino). Вращая потенциометр, мы меняем величину напряжения, которое подается на аналоговый вход.

Напряжение, поступающее на аналоговый вход, определяется Arduino как число в диапазоне от 0 (0В) до 1023 (для 5В). Таким образом, если мы, например, подадим на аналоговый вход 2,5В, это будет истолкована Arduino как 512. Надеемся, что до этого момента все ясно

Все остальное объясним уже в самой программе:

Int led = 13; // это уже для нас понятно int potPin = 0; // назначаем переменной номер аналогового входа int pot; // переменная, в которой мы будем сохранять значение потенциометра int bk; // переменная, в которой мы будем сохранять значение скорости мигания светодиода void setup() { pinMode(led, OUTPUT); } void loop() { pot = analogRead(potPin); // считываем A0 и сохраняем в переменной pot /* Использованная ниже функция map() служит для преобразования одного диапазона чисел в другой. В нашем случае, перерасчет числа из диапазона от 0 до 1023 (значение, полученное с A0) на диапазон чисел от 50 до 3000 (интервал между включением и выключением светодиода). Пересчитанный диапазон чисел будет сохранен в переменной «bk». */ bk = map(pot, 0, 1023, 50, 3000); digitalWrite(led, HIGH); delay(bk); // пауза зависит от положения потенциометра digitalWrite(led, LOW); delay(bk); // пауза зависит от положения потенциометра }

Код начинает потихоньку усложнять, но мы надеемся, что все понятно. Введя в схему небольшую модификацию, мы можем добиться изменения частоты мигания светодиода, например, от интенсивности света в комнате Для этого вместо потенциометра необходимо использовать делитель напряжения, сделанный из фоторезистора и резистора.

Проще говоря, это резистор, сопротивление которого изменяется в зависимости от интенсивности падающего на него света.

Как видно на рисунке выше, фоторезистор подключен между +5В и контактом A0, а затем A0 через резистор на массу. Это точно такое же подключение, как и в случае с потенциометром. Здесь просто вместо двух крайних выводов потенциометра у нас ножка от фоторезистора и резистор, а вместо среднего вывода потенциометра, мы соединили друг с другом оставшиеся свободные выводы фоторезистора и резистора.

Программу в принципе менять не нужно, потому что наша схема практически не изменился. После монтажа достаточно подать питание и можно наслаждаться светодиодом, скорость мигания которого зависит от степени освещенности фоторезистора.

На этом закончим данную статью, в который мы попытались ввести вас в основы программирования Arduino. В последующих статьях мы будем уже рассматривать конкретные проекты.

Наверное, многие слышали о такой замечательной платформе, но из-за плохого знания электроники или программирования многие решат обойти arduino стороной. Да платформа достаточно сложная, но разобраться можно, главное желание. Я сам долго не решался изучить данную платформу, но в один прекрасный день, понял, что она бы могла облегчить мне жизнь…
В интернете очень много информации об arduino, но без практики никакая теория не поможет, по этому я решил купить данный набор, но забегу вперед, что все таки дешевле все компоненты купить самостоятельно, не набором, а архивы с инструкциями и программами (скетчами) я выложил ниже.
Почему я взял данный набор, ведь выбора в Китае много? Раньше ардуино было для меня как что-то заоблачное и не понятное и выбирал только из-за количества уроков, по этому и выбрал данный набор, кстати подобный уже обозревал .

Покупал я напрямую с тао:

Набор пришел в пластиковом кейсе, заклеенном скотчем, видимо что бы ничего не вытащили из коробки (скотч я уже порвал):

Что же там в коробке?

Комплектация:

Когда я получил набор, то сразу принялся искать инструкции, но внутри коробки ничего не обнаружил, подумал, что китаец обманул и уже хотел с ним ругаться, но почитал описание лота и там была ссылка со всеми инструкциями и программами: （пароль：22cd）
Но китайскими программами лучше не пользоваться, по тому программу для программирования arduino лучше скачать с официального сайта:
А вот собраны мной инструкции, программы, скетчи найденные в интернете и мои скетчи, которые пригодились в освоении arduino.

Начало

Урок №1 - мигание светодиода

Урок №2 - подключение 8 светодиодов - бегущие огни

Урок №3 - изменение яркости светодиода с помощью переменного резистора

Урок №4 - бегущие огни из 6 светодиодов

Урок №5 - подключение RGB светодиода

Урок №6 - подключение пьезоэлемента

С музыкой:

Урок №8 - включение светодиода с кнопки

Урок №8.1 - вкл/выкл. светодиода с кнопки

Урок №8.2 - изменение яркости светодиода с кнопки

Урок №9 - сервопривод

Урок №10 - подключение сдвигового регистра 74HC595

Урок №11 - изменение яркости светодиода с помощью фоторезитора

Урок №12 - вольтметр

Урок №13 - измерение температуры

Урок №13.1 - изменение температуры - визуальное отображение

Урок №14 - подключение цифрового светодиодного дисплея

Результат моего переделанного скетча:

Урок №14 - подключение цифрового светодиодного дисплея на 4 цифры

Урок №15 - подключение светодиодной матрицы 8х8

Урок №16 - подключение датчика влажности

Урок №17 - измерение температуры и влажности

Урок №18 - подключение модуля реле

Урок №19 - подключение LCD дисплея 16х2

Урок №20 - подключение двигателя

Урок №21 - Включение/выключение светодидодов с помощью пульта

Урок №22 - Подключение джойстика

Урок №23 - Подключение клавиатуры 4х4

Урок №24 - Подключение RFID

Уроков у меня получилось всего 24, остальные я не стал освещать в обзоре, хотя сам их собирал и проверял, как мне показалось, они не интересные для обозревания.

Что бы закрепить результат я решил собрать цифровой термометр и написать программу, хотя сначала хотел собрать измеритель влажности и температуры, но из-за неправельного подключения этот модуль я «убил», по этому пришлось сделать только измерение температуры.

Домашнее задание - цифровой термометр

Цифровой термометр

#include #include LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2); int potPin = 0; // пин куда подключен датчик float dat = 0; // переменная для температуры void setup() { lcd.init(); lcd.backlight(); lcd.begin(16, 2); lcd.print("S"); delay(300); lcd.print("p"); delay(300); lcd.print("e"); delay(300); lcd.print("c"); delay(300); lcd.print("i"); delay(300); lcd.print("a"); delay(300); lcd.print("l"); delay(300); lcd.print("l"); delay(300); // ждем 0.5 секунды lcd.print("y"); delay(300); // ждем 0.5 секунды lcd.print(" f"); delay(300); // ждем 1 секунду lcd.print("o"); delay(300); // ждем 1 секунду lcd.print("r"); delay(700); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("h"); delay(300); lcd.print("t"); delay(300); lcd.print("t"); delay(300); lcd.print("p"); delay(300); lcd.print(":"); delay(300); lcd.print("/"); delay(300); lcd.print("/"); delay(300); lcd.print("m"); delay(300); lcd.print("y"); delay(300); lcd.print("s"); delay(300); lcd.print("k"); delay(300); lcd.print("u"); delay(300); lcd.print("."); delay(300); lcd.print("r"); delay(300); lcd.print("u"); delay(300); lcd.clear(); //очистка экрана delay(1000); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Specially for"); lcd.setCursor(0, 1); lcd..clear(); //очистка экрана delay(300); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Specially for"); lcd.setCursor(0, 1); lcd..clear(); //очистка экрана delay(300); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Specially for"); lcd.setCursor(0, 1); lcd..clear(); } void loop() { lcd.init(); // initialize the lcd lcd.clear(); //очистка экрана // считываем и вычисляем температуру dat = (5.0 * analogRead(potPin) * 100.0) / 1024.0; lcd.backlight(); lcd.setCursor(0, 0); // устанавливаем курсор в 0-ом // столбце, 1 строке (начинается с 0) lcd.print("Temperatura"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(" "); lcd.print(dat); // выводим текущую температуру lcd.print(""C"); delay(5*500); // задержка перед повторением измерений }

Теперь надо проверить погрешность:


Как видно погрешность очень маленькая, хотя возможно метеостанция и моя конструкция оба термометра врут.

Зачем я все это затеял?
Хочу автоматизировать пивоварение, пока все еще в далеком проекте.

+

-

Вывод:

На этом все, надеюсь мой обзор показался не очень нудным.

Спасибо за внимание!