Как научиться писать программу на ардуино

Данная статья поможет вам начать работу с Arduino и включает в себя описание различных типов Arduino, как загрузить среду разработки программного обеспечения Arduino, и описывает различные платы и принадлежности, доступные для Arduino, и которые понадобятся вам для разработки проектов на Arduino.

Arduino – это одноплатный контроллер с открытыми исходными кодами, который можно использовать в множестве различных приложений. Это возможно самый простой и самый дешевый вариант из микроконтроллеров для любителей, студентов и профессионалов для разработки проектов на основе микроконтроллеров. Платы Arduino используют либо микроконтроллер Atmel AVR, либо микроконтроллер Atmel ARM, и в некоторых версия имеет интерфейс USB. Они также имеют шесть или более выводов аналоговых входов и четырнадцать или более выводов цифровых входов/выходов (I/O), которые используются для подключения к микроконтроллеру датчиков, приводов и других периферийных схем. Цена на платы Arduino в зависимости от набора функций составляет от шести до сорока долларов.

Ардуино уроки программирование для начинающих с 9 лет [с нуля] #ДомаВместе

Типы плат Arduino

Существует множество различных типов плат Arduino, как показано в списке ниже, каждая из которых обладает собственным набором функций. Они отличаются по скорости обработки, памяти, портам ввода/вывода и подключению, но основная составляющая их функционала остается неизменной.

• Arduino Uno
• Arduino Leonardo
• Arduino Due
• Arduino Yún
• Arduino Tre
• Arduino Micro
• Arduino Robot
• Arduino Esplora
• Arduino Mega
• Arduino Mini
• LilyPad Arduino
• Arduino Nano
• Arduino Fio
• Arduino Pro
• Arduino Ethernet

На разнообразие плат Arduino и их технические описания можно посмотреть в подразделе «Arduino» раздела «Купить» данного сайта.

Основы Ардуино

Для начала, стоит разобраться в том, что собой представляет система, чтобы понять, какие можно реализовать проекты на Аrduino nano. Новички, не разобравшиеся в этом, представляют себе Ардуино, как нечто эфемерное, представляющее собой ряд готовых плат для тех или иных целей.

На деле – это вполне конкретный чип, с внутренней и оперативной памятью. Единственное его отличие от пустых «болванок», которые вы можете свободно приобрести в сети, – это уже готовое и записанное программное обеспечение. По сути, Ардуино это даже не чип, а код, записанный на нем.

Вы можете загрузить дистрибутивы, находящиеся в свободном доступе на гитхаб, на любую флешку, а затем изъять из неё чип памяти и поместить на свою плату – это уже будет проект на Ардуино. Но здесь стоит учитывать, что просто закинуть данные на любой носитель – лишь часть дела. Необходимо позаботиться о правильном формате сохранения и «пинах» на нем, через которые и будет осуществляться контроль железа в вашей системе. Поэтому в интернете и предлагают купить уже готовые платы, чтобы вы лишний раз не заморачивались с рукоделием.

Arduino для начинающих. Начало работы

Следующее, что стоит понять тому, кто ищет готовые проекты на Аrduino nano, для их последующей реализации, это основные составляющие любой системы, которую вы будете собирать. Так, вне зависимости от того, что инженер собрался реализовывать, условно, его работа разделится на два пункта:

1. Проектирование аппаратной части. Если вы хотите сделать даже простейший будильник или часы, вам будет недостаточно одного чипа. К нему необходимо докупить множество датчиков для ввода и вывода информации. Чип – это сердце системы, в котором происходят все расчеты, и он изначально способен выполнять базовые задачи парадигмального программирования, о чем мы поговорим ниже. Но сам по себе, за исключением нескольких версий, он не может отображать сигналы вывода, будь то звук или свет. Вот и получается, что вам необходимо будет докупать специальные материнские платы, или проектировать свои, а к ним ещё приобрести множество элементов и датчиков. Благо, всё это находится в свободном доступе, и продается на тех же сайтах, где и сама основа для системы. Там вы, наверняка, найдете все доступные датчики, а если их и не будет, то всегда можно посетить зарубежные сайты, где выбор значительно больше. Разнообразные резисторы и транзисторы придется закупать на радиорынках, но стоят они копейки.
2. Создание программной части. Когда вы закончили с разметкой проекта на миллиметровке и даже создали прототип, приходит время приступать к программному коду. В Ардуино проекты реализуются на языке Си, в котором не включен стандарт 99, что усложняет работу тем, кто ранее не имел отношения к программированию на низкоуровневых языках. Сам же по себе ЯП является мультипарадигмальным, а соответственно, способен работать со всеми современными парадигмами программирования, будь то ООП или функциональщина.

Для тех же, кому выше описанные свойства ничего не говорят, существуют заготовленные библиотеки, под любой проект и цели, за редким исключением. Но искать готовые решения можно также на зарубежных форумах, так как низкий порог вхождения в систему и уже заготовленные функции и методы в самом Ардуино создают целые потоки непрофессионального кода. Такие решения, если и будут работать, то с багами, а при любой попытке разобраться в причине оных вы наткнетесь на множество «Костылей», которые по эффекту лавины превратят весь код в нечитаемый набор букв.

По теме: Arduino Nano для начинающих

Помимо этого, существует разделение ещё и чипов Ардуино, в зависимости от целей. На них записывают различные библиотеки и используют для этого подходящие под тот или иной случай болванки. По размерам различают также:

1. Стандартную версию. Это чип величиной с 1 рубль и высотой в половину спичечного коробка. Он подойдет для большинства стандартных проектов, где нет необходимости сокращать занимаемой платой место. Всё тот же будильник или часы вы спокойно реализуете с помощью данного ядра, подобрав подходящую версию. Но случается так, что каждый сантиметр становится важен, и экономия места выходит на первый план. В таком случае стандартные чипы вам не подойдут или же необходимо будет подстраивать корпус под соответствующую выпуклость.
2. Ардуино Нано. Это идеальный вариант для тех, кто хочет получить больший объем памяти при меньших размерах. Тоже бывают в различных версиях, в том числе с разной распиновкой, поэтому вы легко подберёте подходящий под ваш замысел. Но за качество приходится переплачивать, поэтому они стоят немного дороже, чем стандартная версия, и имеют некоторые особенности при подключении, которые стоит учесть, когда проектируете будущую систему.

Вот вы подобрали все необходимые компоненты и разобрались с тем, какие шаги вам придется преодолеть, когда будете создавать свое решение задачи, но какие же проекты реализуют чаще всего?

Программное обеспечение (IDE)

Программное обеспечение, используемое для программирования Arduino, представляет собой интегрированную среду разработки Arduino IDE. IDE представляет собой Java приложение, которое работает на множестве различных платформ, включая системы PC, Mac и Linux. Она разработана для начинающих, которые не знакомы с программированием. Она включает в себя редактор, компилятор и загрузчик.

Также в IDE включены библиотеки кода для использования периферии, например, последовательных портов и различных типов дисплеев. Программы для Arduino называются «скетчами», и они написаны на языке, очень похожем на C или C++.

Набиваем руку

Для того чтобы уверенно реализовывать сложные задумки, пользоваться программной средой и Ардуино начинающим необходимо «набить руку». Для этого рекомендуется для начала освоить более легкие задачи и проекты.

Самый простой проект, который вы можете сделать — заставить светодиод, который расположен на плате Ардуино напротив порта, мигал каждую секунду.

Для этого необходимо:

• подключить конструктор к ПК,
• открыть программу, в разделе «сервис» ищем блок «последовательный порт»
• выбираем необходимый интервал
• после чего необходимо добавить код, который есть в Arduino IDE в разделе «Примеры».

Первыми проектами в Ардуино для начинающих могут стать:

• мигающий светодиод;
• подключение и управление датчиком температуры;
• подключение и управление датчиком движения;
• подключение фоторезистора;
• управление сервоприводом.

Программирование

Программирование Arduino легко: сначала вы используете редактор кода IDE для написания программы, а затем компилируете и загружаете её одним кликом.

Программа для Arduino включает в себя две основные функции:

Вы можете использовать функцию setup() для инициализации настроек платы. Эта функция выполняется только один раз, при включении платы.

Функция loop() выполняется после завершения функции setup(), и в отличие от функции setup() она работает постоянно.

Функции программ

Ниже приведен список наиболее часто используемых функции при программировании Arduino:

• pinMode – устанавливает вывод в режим входа или выхода;
• analogRead – считывает аналоговое напряжение на аналоговом входном выводе;
• analogWrite – записывает аналоговое напряжение в аналоговый выходной вывод;
• digitalRead – считывает значение цифрового входного вывода;
• digitalWrite – задает значение цифрового выходного вывода в высокий или низкий уровень;
• Serial.print – пишет данные в последовательный порт в виде удобочитаемого текста ASCII.

Библиотеки Arduino

Библиотеки Arduino представляют собой коллекции функций, которые позволят вам управлять устройствами. Вот некоторые из наиболее широко используемых библиотек:

• EEPROM – чтение и запись в «постоянно» хранилище;
• Ethernet – для подключения к интернету, используя плату Arduino Ethernet Shield;
• Firmata – для связи с приложениями на компьютере, используя стандартный последовательный протокол;
• GSM – для подключения к сети GSM/GRPS с помощью платы GSM;
• LiquidCrystal – для управления жидкокристаллическими дисплеями (LCD);
• SD – для чтения и записи SD карт;
• Servo – для управления сервоприводами;
• SPI – для связи с устройствами, используя шину SPI;
• SoftwareSerial – для последовательной связи через любые цифровые выводы;
• Stepper – для управления шаговыми двигателями;
• TFT – для отрисовки текста, изображений и фигур Arduino TFT экранах;
• WiFi – для подключения к интернету, используя плату Arduino WiFi shield;
• Wire – двухпроводный интерфейс (TWI/I2C) для передачи и приема данных через сеть устройств или датчиков.

Первый проект

Вот мы и дошли до нашего первого проекта. Давайте соединим Ардуино, светодиод и кнопку. Этот проект отлично подойдет начинающим.

Схема у нас будет такая:

Светодиод загорится после нажатия на кнопку, а после следующего нажатия погаснет. Сам скетч или программа для Ардуино будет такой:

// пины подключенных устройств int switchPin = 8; int ledPin = 11; // переменные для хранения состояния кнопки и светодиода boolean lastButton = LOW; boolean currentButton = LOW; boolean ledOn = false; void setup() < pinMode(switchPin, INPUT); pinMode(ledPin, OUTPUT); >// функция для подавления дребезга boolean debounse(boolean last) < boolean current = digitalRead(switchPin); if(last != current) < delay(5); current = digitalRead(switchPin); >return current; > void loop() < currentButton = debounse(lastButton); if(lastButton == LOW currentButton == HIGH) < ledOn = !ledOn; >lastButton = currentButton; digitalWrite(ledPin, ledOn); >

Вы могли заметить функцию debounse, о которой мы еще не писали. Она нужна для подавления дребезга контактов.

После того, как Вы разберетесь с начальными навыками работы с платой можно приступать к реализации более сложных и многогранных задач. Конструктор позволяет создать RC-машинку, управляемый вертолет, создать свой телефон, управляемый катер, создать систему «умный дом» и т.д.

Для ускорения освоения работы с платой Ардуино рекомендуем вам начать делать устройства из нашей рубрики Уроки, где по шагам описаны процессы создания самых интересных устройств и гаджетов.

Этапы настройки Arduino

1. Во-первых, установите IDE. Вы можете скачать IDE с сайта Arduino.
2. Установите программное обеспечение на свой компьютер.
3. Теперь запустите .exe файл Arduino IDE. IDE выглядит так:
4. Напишите в редакторе кода свою программу и загрузите её в Arduino. Чтобы сделать это, необходимо подключить Arduino к компьютеру, используя USB кабель.
5. В IDE выберите тип Arduino, который вы используете, через меню Tools (Инструменты) → Boards (Платы).
6. Теперь проверьте свой код, нажав на значок «галки» вверху окна IDE, затем нажмите на соседний значок «стрелка вправо», чтобы скомпилировать и загрузить код в Arduino.

Внимание: возможно, вам понадобится установить драйвера, если ваша система не обнаружит Arduino.

Прототипирование/макетирование

Для сборки макета нам необходимы следующие элементы: светодиод, резистор, проводки (перемычки), макетная плата(Breadboard). Для того, чтоб ничего не спалить, и для того, чтоб всё успешно работало, надо разобраться со светодиодом. У него есть две «лапки». Короткая – минус, длинная – плюс.

На короткую мы будем подключать «землю» (GND) и резистор (для того, чтоб уменьшить силу тока, которая поступает на светодиод, чтоб не спалить его), а на длинную мы будем подавать питание (подключим к 13 пину). После подключения, загрузите на плату скетч, если вы ранее этого не сделали. Код остаётся тот же самый.

На этом у нас конец первой части. Спасибо за внимание.

Комплектующие и принадлежности

Ниже приведен список всех комплектующих и принадлежностей, обычно используемых совместно с Arduino для разработки проектов:

• Макетная плата
• USB кабель
• Батарея 9В
• светодиоды
• кнопки
• конденсаторы
• регуляторы напряжения
• датчики (IR, температуры и т.д.)
• Перемычки
• Резисторы
• Потенциометр
• Двигатели (двигатели постоянного тока, сервоприводы, BLDC)
• LCD
• Матричная клавиатура 4×4
• Платы расширения Arduino

Всё, что необходимое для макетирования, вы можете найти в подразделе Макетирование раздела сайта Купить

• Editorial Team. Beginner’s Guide to the Arduino

Схема соединений

Представлена на следующем рисунке.

Кнопку подсоединим ко второму контакту Arduino, то есть одним концом кнопка будет подсоединена ко второму контакту Arduino, а вторым – к земле. То есть всегда когда мы будем нажимать кнопку на второй контакт Arduino будет подаваться земля.

Светодиод подсоединен к контакту 3 через резистор 1 кОм. То есть катод светодиода подсоединен к земле, а анод – к контакту 3 Arduino через резистор.

Источник: uptkenergo.ru

программирование с нуля

ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ
АВТОМАТИЗАЦИИ
И ПРОГРАММИРОВАНИЯ

8 (800) 551-01-42 Звонок бесплатный

+7 (812) 655-63-22 +7 (911) 002-37-04 Cметное дело

+7 (812) 655-63-21 +7 (952) 379-75-00 Информационные технологии

СПРАВОЧНИК

BIM-инженера/сметчика

Обратная связь

ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ

Оставьте свой телефон и e-mail , чтобы мы могли с Вами связаться.

Поля, помеченные * , обязательны для заполнения.

Для самостоятельного написания скетчей в приложении есть специальный текстовый редактор с удобной цветовой подсветкой программного кода.

Что дальше

Попробовав и проанализировав готовые программные решения в Arduino IDE, переходите к более сложным скетчам, размещенным на специализированных ресурсах. В сети есть готовые библиотеки для работы с таймерами, сенсорами, портами, звуком, шаговыми двигателями и прочим железом. Они придают платформе дополнительную функциональность.

Обязательно прочтите пару книг. Хорошо пишут на эту тему Джереми Блюм, Саймон Монк, Юрий Менщиков. Из книг них вы узнаете, как программировать микроконтроллеры, поймете принципы построения скетчей и логику программной части. Эти авторы не просто подают теорию, а приводят рабочие и, главное, полезные технические решения – от простейших датчиков температуры до сложных систем для «умного» дома.

Адрес: 190013, г. Санкт-Петербург, ул. Можайская, д. 2, 1 этаж

Новостная рассылка

Обратная связь Cоциальные сети Доступные варианты оплаты на сайте

Источник: ipap.ru

Урок 1. Вводный урок по Arduino

Добрый день, дорогие читатели,ученики и просто проходившие мимо :). Я собираюсь в течение нескольких уроков/статей рассказать вам об основах работы с МК Arduino , о её возможностях; приведу вам много примеров своего кода и т.д.

Ну, во-первых, вам потребуется купить « Arduino» или её аналог, для работы с ней :), а во-вторых – установить специальную среду разработки с сайта производителя.

В принципе это всё, что нужно по-минимуму, хотя я ещё покупал монтажную плату и «туеву хучу» всяких микросхем, диодов, резисторов.… Советую купить ещё и монтажную плату. Всё! Переходим к основной части!

Ардуино — это достаточно мощный и многофункциональный микроконтроллер, лично я считаю, что самое удобное в нём то, что (1) – он сразу готов к любой работе: пишите код, даже программатора не нужно (кто не понял – не задумывайтесь), (2) – это простой язык программирования (ЯП.): облегчённый «С».

Я вроде бы уже говорил, что построить на Ардуино можно практически всё, что угодно: будь то какой-то хитрый девайс для дома, ваш личный робот или управляемое откуда угодно «Нечто» :).

Для начала надо определиться, что мы хотим: пусть каждый определит это для себя, а здесь посмотрит/почитает полезную информацию в статьях. В любом случае будет очень неплохо, если вы попытаетесь изобразить схему желаемого на бумаге для наглядности: это беспроигрышный вариант (я лично пишу на бумаге ещё и весь код, очень помогает всё и сразу обдумать).

Схема есть! Но даже если и нет, то сейчас это неважно. Сейчас мы будем учиться писать «первый» код: соблюдать синтаксис, объявлять переменные, назначать ножки ввода/вывода, настраивать их и многое- многое другое. В общем виде любая программа состоит из трёх «блоков»: блок назначения, блок настройки и основной бок: блок непосредственного выполнения.

На схеме наглядно показан «мини-шаблон» для любой программы. Любая программа начинается с:

1. назначения «ножек» и переменных, затем
2. настройка ввода и вывода в функции «void setup()»
3. написание программы в кавычках » < >» в функиции «void loop()»

Грубо говоря, это и есть наша программа. Наша элементарнейшая программа. а точнее — разъяснение перед ней… Теперь рассмотрим настоящий код. Но, вам придётся собрать простенькую схему — к ножке МК подсоединить светодиод, светодиод соединить с резистором, а резистрор заземлить (подсоединить на минус).

(на приведённой картинке плата Nano. Внимание, для каждой платы своя распиновка! Гуглите её внимательней!)

// led — наша переменная, подключённая на ножку №3 int led = 3; void setup() < // так настраивается ножка, названная переменной, на вывод pinMode(led, OUTPUT); >void loop() < // на ножку подаётся «высокое» напряжение, то есть импульс digitalWrite (led, HIGH); //задержка в 500 милисекунд (1000 = 1 секунда) delay (500); // «выключение» ножки, выключающий импульс digitalWrite (led, LOW); >

Однако хочу вас всех сразу предупредить, что импульс — это импульс. Да, он может тускло включить светодиод, но двигатель — никогда! По-этому, необходимо сделать «драйвер-двигателя» — очень полезная и универсальная вещь. Это — микро девайс, построенный на основе микросхемы L293D — по сути это только микросхема Читать статью про драйвер двигателей — тут!

А теперь рассмотрим маленькие, но важные нюансы, на которых может попасться каждый.

В программу, для работы со специфическим оборудованием (например: LCD-дисплей, Internet- Shield, Wi-Fi— или Bluetooth— модуль связи, сервомашинки) необходимо приписывать

«библиотеку» (файл — .h) в начало кода. Допустим, для работы с сервомашинкой это будет: Не надо пугаться, для любого оборудования очень легко можно нагуглить библиотеку. Вообще в среду разработки уже включены несколько библиотек, однако их надо вставлять из специального меню: Sketch > Import Library… > нужная библиотека.

В конце КАЖДОЙ строчки ставится знак » ; » — это синтаксис и на этом можно погореть. Однако «точка с запятой» не ставится после строк «void …» и после скобки завершения кода «>».

Назначение ножек МК — тоже задача не из лёгких: тут

надо быть внимательным вдвойне. Ведь есть два типа непосредственно работающих ножек: это Digital-ножки (на любой плате обозначены D и цифрой — персональным номером каждой ножки) и Analog-ножки (всё тоже самое, только буква — А). Вообще, эти ножки — одинаковые по своим функциям, но только Digital — более «грубые» они могут подавать или считывать импульс лишь в

«формате» HIGH (1) или LOW(0), в то время, как Analog-ножки считывают и задают абсолютно точный импульс ( Возможно, сейчас вам будет трудно это осознать, но со времнем мудрость дойдёт и до вас). Из это следует логичный вывод — использовать Digital-ножки для управления базовой, ходовой частью: например, включать/выключать двигатели, светодиоды и прочее, а Analog-ножки для коррекции всего этого, для работы с датчиками или сенсорами.

А теперь — самое главное что вам предстоит узнать про эти ножки: для работы с ножками, во время их назначения надо записывать тот номер который написан на плате, рядом с ножкой (это ОЧЕНЬ важно. Я, не зная этого, разбирался в чём дело почти месяц!). Это необходимо для обоих типов ножек!

И ещё маленький секрет: Analog — ножки можно не назначать, а прямо сразу вызывать из программы. Это удобно, если необходимо пару раз снять какие-то небольшие показания; хотя, каждый сам для себя решит степень удобности.

Итак, что-то вы, я надеюсь, уже усвоили, поэтому я представляю вам мой дальнейший план статей/ уроков. Я объясню вам, как работать с переменными и почему переменные — наше всё; как управлять Ардуино напрямую и «извне»; расскажу про кнопки и датчики; какие, как, а

главное — зачем можно сделать механизмы; как сделать себе игрушку или помощника… Да, пока не густо, но это только начало, так как я буду отвечать на ваши вопросы, а на самые интересные пожелания тоже постараюсь сделать понятные статьи. На сегодня это всё, но, чтобы вы не скучали, я выложил несколько фотографий своих развивающихся «творений», привёл вам примеры моего собственного кода, дал шаблоны для подвижных платформ — ваших будущих роботов.

Заходите на сайт Kiloom.ru — за новой пищей для мозгов!

Источник: kiloom.ru