Що таке Ардуіно

Arduino - це зручна платформа швидкої розробки електронних пристроїв і електронний конструктор для новачків і професіоналів. Платформа користується величезною популярністю в усьому світі завдяки зручності і простоті мови програмування, а також відкритої архітектури і програмного коду. Плата Arduino складається з мікроконтролера Atmel AVR і елементів обв'язки для програмування та інтеграції з іншими схемами. На багатьох платах присутній лінійний стабілізатор напруги +5 В або +3,3 В. Тактировання здійснюється на частоті 16 або 8 МГц кварцовим резонатором (в деяких версіях - керамічним резонатором). В в даному підручнику представлені експерименти з використанням модулів, Шілд, RFID, LCD 1602, TFT дисплеїв, сервоприводів SG90, GSM модулів SIM800, SIM900, GPS модулів VK-16E і ін. У мікроконтролер попередньо прошивається завантажувач Boot-Loader, тому зовнішній програматор не потрібен. Пристрій програмується через USB без використання програматорів. Існує кілька версій платформ Arduino. Версія Leonardo базується на мікроконтролері ATmega32u4. Uno, Nano, Duemilanove побудовані на мікроконтролері Atmel ATmega328. Більш ранні версії платформи Diecimila і перша робоча Duemilanoves були розроблені на основі Atmel ATmega168. Arduino Mega2560, в свою чергу, побудована на мікроконтролері ATmega2560. А найостанніші версії Arduino Due - на базі мікропроцесора Cortex. Версія UNO є однією з найпопулярніших і широко іcпользуемой для невеликих проєктів.

Розробка власних програм на базі плат, сумісних з архітектурою Arduino, здійснюється в офіційному безкоштовному середовищі програмування Arduino IDE. Середовище налаштовано для написання, компіляції та завантаження власних програм в пам'ять мікроконтролера, встановленого на платі Arduino-сумісного пристрою. Основою середовища розробки є мова Processing / Wiring - це фактично звичайний C ++, доповнений простими і зрозумілими функціями для керування введенням / виводом на контактах. Існують версії середовища для операційних систем Windows, Mac OS і Linux.

Останню версію середовища Arduino можна скачати зі сторінки завантаження офіційного сайту www.arduino.cc.

Розглянемо установку Arduino IDE на комп'ютері з операційною системою Windows. Вирушаємо на сторінку www.arduino.cc, Вибираємо версію для операційної системи Windows і викачуємо архівний файл. Він містить все необхідне, в тому числі і драйвери. Після закінчення завантаження розпаковуємо скачаний файл в зручне для себе місце. Тепер необхідно встановити драйвери. Підключаємо Arduino до комп'ютера. На контролері повинно засвітитися живлення - зелений світлодіод. Windows починає спробу установки драйвера, яка закінчується повідомленням «Можливо, драйвер не було встановлено». Відкриваємо Диспетчер пристроїв. У складі пристроїв знаходимо значок Arduino Uno - пристрій відзначено знаком оклику. Клацаємо правою кнопкою миші на значку Arduino Uno і у вікні, вибираємо пункт Оновити драйвери і далі пункт Виконати пошук драйверів на цьому комп'ютері. Вказуємо шлях до драйвера - ту папку на комп'ютері, куди вони витягли скачаний архів. Нехай це буде папка drivers каталогу установки Arduino - наприклад, C: \ arduino-1.0 \ drivers. Ігноруємо все попередження Windows і отримуємо в результаті повідомлення Оновлення програмного забезпечення для даного пристрою завершено успішно. У заголовку вікна буде вказано і COM-порт, на який встановлено пристрій.

Тепер можна запускати Arduino IDE.

Середовище розробки Arduino (див. Рис. 2) складається з:

• редактора програмного коду;
• області повідомлень;
• вікна виведення тексту;
• панелі інструментів з кнопками часто використовуваних команд;
• декількох меню.

Програма, написана в середовищі Arduino, носить назву скетч. Скетч пишеться в текстовому редакторі, який має колірне підсвічування створюваного програмного коду. Під час збереження і експорту проекту в області повідомлень з'являються пояснення і інформація про помилки. Вікно виведення тексту показує повідомлення Arduino, що включають повні звіти про помилки та іншу інформацію. Кнопки панелі інструментів дозволяють перевірити і записати програму, створити, відкрити і зберегти скетч, відкрити моніторинг послідовної шини.

Розроблюваним скетчам додаткова функціональність може бути додана за допомогою бібліотек, що представляють собою спеціальним чином оформлений програмний код, що реалізовує деякий функціонал, який можна підключити до створюваного проекту. Спеціалізованих бібліотек існує безліч. Зазвичай бібліотеки пишуться так, щоб спростити вирішення тієї чи іншої задачі і приховати від розробника деталі програмно-апаратної реалізації. Середа Arduino IDE поставляється з набором стандартних бібліотек. Вони знаходяться в підкаталозі libraries каталогу установки Arduino. Необхідні бібліотеки можуть бути також завантажені з різних ресурсів. Якщо бібліотека встановлена правильно, то вона з'являється в меню Ескіз | Імпорт бібліотек. Вибір бібліотеки в меню призведе до додавання до початкового коду рядка #include <ім'я бібліотекі.h> Ця директива підключає заголовки з описом об'єктів, функцій і констант бібліотеки, які тепер можуть бути використані в проекті. Середа Arduino буде компілювати створюваний проект разом із зазначеною бібліотекою. Перед завантаженням скетчу потрібно задати необхідні параметри в меню Інструменти | Плата (Tools | Board) (рис. 3) і поліграфія | Послідовний порт (рис. 4). Сучасні платформи Arduino перезавантажуються автоматично перед завантаженням. На старих платформах необхідно натиснути кнопку перезавантаження. На більшості плат під час процесу завантаження будуть мигати світлодіоди RX і TX. При завантаженні скетчу використовується завантажувач (bootloader) Arduino - невелика програма, що завантажується в мікроконтролер на платі. Вона дозволяє завантажувати програмний код без використання додаткових апаратних засобів. Робота завантажувача розпізнається по миганню світлодіода на цифровому виводі D13. Монітор послідовного порту (Serial Monitor) відображає дані, що їх посилають в платформу Arduino (плату з інтерфейсом USB або послідовної шини). Тепер, коли ми трохи дізналися про Arduino і середовищі програмування Arduino IDE, перейдемо до практичних занять - експериментів.

Останнім часом з'явилося багато моделей контролерів Arduino, в яких в якості USB-чіпсета використовуються мікросхеми серії CH340.

Не хвилюйтеся, якщо при першому підключенні Arduino, комп'ютер не зміг визначити новий пристрій. Вам буде достатньо завантажити і встановити останню версію драйвера USB-SERIAL CH340.