Arduino.ru
Данный документ разъясняет, как подключить плату Arduino к компьютеру и загрузить ваш первый скетч.
- Необходимое железо — Arduino и USB-кабель
- Программа — среда разработки для Arduino
- Подсоедините плату
- Установите драйвера
- Запустите среду разработки Arduino
- Откройте готовый пример
- Выберите вашу плату
- Выберите ваш последовательный порт
- Загрузите скетч в Arduino
Необходимое железо — Arduino и USB-кабель
В этом руководстве предполагается, что вы используете Arduino Uno, Arduino Duemilanove, Nano или Diecimila.
Вам потребуется также кабель стандарта USB (с разъемами типа USB-A и USB-B): такой, каким, к примеру, подключается USB-принтер. (Для Arduino Nano вам потребуется вместо этого кабель с разъемами А и мини-В).
Программа – среда разработки для Arduino
Найдите последнюю версию на странице скачивания.
После окончания загрузки распакуйте скачанный файл. Убедитесь, что не нарушена структура папок. Откройте папку двойным кликом на ней. В ней должны быть несколько файлов и подкаталогов.
Подсоедините плату
Arduino Uno, Mega, Duemilanove и Arduino Nano получают питание автоматически от любого USB-подключения к компьютеру или другому источнику питания. При использовании Arduino Diecimila убедитесь, что плата сконфигурирована для получения питания через USB-подключение. Источник питания выбирается с помощью маленького пластикового джампера, надетого на два из трех штырьков между разъемами USB и питания. Проверьте, чтобы он был установлен на два штырька, ближайших к разъему USB.
Подсоедините плату Arduino к вашему компьютеру, используя USB-кабель. Должен загореться зеленый светодиод питания, помеченный PWR.
Установите драйвера
Установка драйверов для Arduino Uno на Windows7, Vista или XP:
- Подключите вашу плату и подождите, пока Windows начнет процесс установки драйвера. Через некоторое время, несмотря на все её попытки, процесс закончится безрезультатно.
- Нажмите на кнопку ПУСК и откройте Панель управления.
- В панели управления перейдите на вкладку Система и безопасность (System and Security). Затем выберите Система. Когда откроется окно Система, выберите Диспетчер устройств (Device Manager).
- Обратите внимание на порты (COM и LPT). Вы увидите открытый порт под названием «Arduino UNO (COMxx)».
- Щелкните на названии «Arduino UNO (COMxx)» правой кнопкой мышки и выберите опцию «Обновить драйвер» (Update Driver Software).
- Кликните «Browse my computer for Driver software».
- Для завершения найдите и выберите файл драйвера для Uno – «ArduinoUNO.inf», расположенный в папке Drivers программного обеспечения для Arduino (не в подкаталоге «FTDI USB Drivers»).
- На этом Windows закончит установку драйвера.
Установка драйверов для Arduino Duemilanove, Nano или Diecimila в Windows7, Vista или XP:
Когда вы подключите плату к компьютеру, Windows запустит процесс установки драйвера (если до этого вы не подключали к компьютеру плату Arduino).
В Windows Vista драйвер скачается и установится автоматически (это действительно работает!)
В Windows XP откроется Мастер установки нового оборудования (Add New Hardware wizard).
- На вопрос «Подключиться к узлу Windows Update для поиска программного обеспечения? (Can Windows connect to search for software?)» выберите ответ «Нет, не в этот раз (No, not this time)». Нажмите «Далее».
- Выберите «Установить из списка или указать местонахождение (Advanced) (Install from a list or specified location (Advanced))» и нажмите «Далее».
- Убедитесь, что выбрано «Искать наиболее подходящий драйвер в указанном месте (Search for the best driver in these locations)»; снимите флажок «Искать на съемных носителях (Search removable media)»; выберите «Добавить область поиска (Include this location in the search)» и укажите папку drivers/FTDI USB Drivers в дистрибутиве Arduino. (Последнюю версию драйвера можно найти на FTDI веб-сайте). Нажмите «Далее».
- Мастер начнет поиск и затем сообщит вам, что обнаружен «USB Serial Converter». Нажмите «Готово (Finish)».
- Снова появится мастер установки нового оборудования. Выполните все те же шаги с теми же опциями и указанием того же пути для поиска. На этот раз будет обнаружен «USB Serial Port».
Проверить, что драйвера действительно установлены можно, открыв Диспетчер устройств (Windows Device Mananger) (он находится во вкладке Оборудование(Hardware) панели Свойства системы(System)). Найдите «USB Serial Port» в разделе «Порты (Ports)» – это и есть плата Arduino.
Запустите среду разработки Arduino
Дважды щелкните на приложении для Arduino.
Откройте готовый пример
Откройте мгновенный пример скетча «LED» по адресу: File > Examples > 1.Basics > Blink.
Выберите вашу плату
Вам нужно выбрать пункт в меню Tools > Board menu, соответствующий вашей плате Arduino.
Выбор Arduino Uno
Для Duemilanove Arduinoплат с ATmega328 (проверьте на плате надпись на микросхеме) выберите Arduino Duemilanove или Nano с ATmega328. Вначале платы Arduino выпускались с ATmega168; для них выберите Arduino Diecimila, Duemilanove, или Nano с ATmega168. Подробно о пунктах меню платы можно прочитать на странице «Среда разработки».
Выберите ваш последовательный порт
Выберите устройство последовательной передачи платы Arduino из меню Tools | Serial Port. Вероятно, это будет COM3 или выше (COM1 и COM2 обычно резервируются для аппаратных COM-портов). Чтобы найти нужный порт, вы можете отсоединить плату Arduino и повторно открыть меню; пункт, который исчез, и будет портом платы Arduino. Вновь подсоедините плату и выберите последовательный порт.
Загрузите скетч в Arduino
Теперь просто нажмите кнопку «Upload» в программе – среде разработки. Подождите несколько секунд – вы увидите мигание светодиодов RX и TX на плате. В случае успешной загрузки в строке состояния появится сообщение «Done uploading (Загрузка выполнена)».
(Замечание. Если у вас Arduino Mini, NG или другая плата, вам необходимо физически кнопкой подать команду reset непосредственно перед нажатием кнопки «Upload»).
Несколько секунд спустя после окончания загрузки вы увидите как светодиод вывода 13 (L) на плате начнет мигать оранжевым цветом. Поздравляю, если это так! Вы получили готовый к работе Arduino!
Гайд для новичков Arduino
На данной странице находится максимально подробный гайд по началу работы с Arduino, в котором можно найти ответы на все вопросы касательно установки, подключения и загрузки прошивки, а также по работе с моими проектами. Внимательно изучите гайд, прежде чем писать мне на почту или в нашу группу ВК, если у вас что-то не получается, тут есть ответы на все вопросы. Также прилагаю список уроков на этом сайте, где можно найти ещё больше базовой информации:
- Начало работы
- Работа с Arduino IDE
- Первая прошивка, ошибки, FAQ
- Питание платы
Arduino IDE
Arduino IDE – программа для написания и загрузки прошивки в плату, скачать можно с официального сайта вот здесь. Внимание! Перевод языка страницы в браузере ломает кнопки! На данный момент называется Legacy IDE (1.8.X), так как вышла новая IDE v2. Новичкам рекомендуется начать с версии 1.8.X.
Перед загрузкой вам предложат пожертвовать на развитие проекта, можно отказаться и нажать JUST DOWNLOAD (только скачать). Либо открываем прямую ссылку на загрузку версии 1.8.19 и сразу качаем файл.
Для работы рекомендуется компьютер с Winodws 7 или выше, либо Linux/MacOS
- Если у вас Windows XP, придётся установить версию 1.6.13 , более свежие версии будут очень сильно тормозить или не будут работать вообще. Есть ещё одна проблема: некоторые библиотеки не будут работать на старых версиях Arduino IDE, также не будет работать поддержка плат семейства esp8266, поэтому крайне рекомендуется обновить свой компьютер до Windows 7 или выше
- Установка на Linux из системного репозитория – читать тут
- Установка на MacOS – читать тут
Arduino Windows app Не рекомендуется устанавливать Arduino Windows app из магазина приложений Windows, так как с ней бывают проблемы × Закрыть это предупреждение.
Другие версии Не устанавливайте старые версии IDE, если нет на то весомых причин, а также beta и hourly-билды × Закрыть это предупреждение.
Java
Для старых версий Arduino IDE, а также для некоторых других программ, понадобится пакет Java JRE. Скачать можно с официального сайта для своей операционной системы.
Установка
Arduino IDE устанавливается как обычная программа, запускам и жмём далее далее далее…
Драйвер
Во время установки Arduino IDE программа попросит разрешения установить драйвера от неизвестного производителя, нужно согласиться на установку всего предложенного.
Обновление
Перед установкой новой версии нужно удалить старую. Ни в коем случае не удаляйте папку установленной IDE из Program Files, удалять нужно через “Установка и удаление программ“, либо запустив файл uninstall.exe из папки с установленной программой. Иначе установщик откажется устанавливать новую программу, так как в системе остались следы от старой. Решение этой проблемы описано в видео ниже. Вкратце о том, как удалить IDE вручную:
Удаление остатков IDE
- Папка с программой
- C:\Program Files (x86)\Arduino\ (64-битная версия Windows)
- C:\Program Files\Arduino\ (32-битная версия Windows)
- Документы\Arduino\
- C:\Пользователи (или Users)\Ваш_пользователь\AppData\Local\Arduino15\
Удаляем следы из реестра:
- Открыть редактор системного реестра:
- Windows 10: Пуск/regedit
- Предыдущие: Пуск/Выполнить/regedit
- Инструкция для всех Windows
- В окне поиска пишем arduino\uninstall
- Поиск
Другие проблемы
- Если перестала запускаться Arduino IDE – удаляем файлик preferences.txt из C:\Пользователи (или Users)\Ваш_пользователь\AppData\Local\Arduino15\
Портативная версия
Вместо полной установки программы можно скачать архив с уже “установленной”, на странице загрузки он называется Windows ZIP file. Вот прямая ссылка на 1.8.19. Распаковав архив, получим портативную версию Arduino IDE, которую можно скинуть на флешку и использовать на любом компьютере без установки программы. Но понадобится установить драйвер CH341 для китайских плат, а также драйверы из папки с программой Arduino IDE (подробнее в следующем уроке). Возможно понадобится установить Java.
Работа на смартфоне
Писать и загружать прошивку через смартфон тоже можно, понадобится смартфон на Android и приложение ArduinoDroid . Также для тренировки и удобного редактирования скетчей можно использовать CppDroid , но загружать в плату она не умеет.
Первое подключение
Осмотр платы
- Замкнутые пины (вроде бы паяются китайцами вручную)
- Неприпаянная нога компонента
- “Торчащие” вверх или под углом компоненты типа резисторов и конденсаторов, припаянные только с одной стороны
- Компоненты со смещением
- “Сопля” между ногами компонента
Плату с обнаруженным дефектом не рекомендуется подключать к компьютеру! Всё можно исправить паяльником, если не умеете сами – попросите того, кто умеет.
Реакция на подключение питания
- При подключении USB загорается и горит светодиод PWR
- Если плата новая и на ней прошит загрузчик (он обязан быть прошит) – однократно мигает светодиод L
- Примечание: светодиоды могут быть любого цвета
- На новой плате прошито “мигание светодиодом”, поэтому светодиод L продолжит мигать один или два раза в секунду в зависимости от версии загрузчика
- При нажатии на кнопку сброса (RESET , единственная кнопка на плате) должен однократно мигнуть светодиод L , сигнализируя о завершении работы загрузчика.
Драйвер USB контроллера
CH341
В своих проектах я использую “Ардуино-совместимые” китайские платы, у которой для подключения по USB используется контроллер CH340/CH341. Чтобы он распознавался компьютером, нужно установить драйвер.
Скачать драйвер CH341 можно по ссылкам:
Некоторые платы могут плохо работать с актуальной версией драйвера на Windows 11, помогает установить версию от 2022г (удалив новую):
Запускаем и в появившемся окошке нажимаем INSTALL. Готово!
Если во время установки Arduino IDE вы по какой-то причине пропустили установку драйверов, то их можно установить вручную из папки с программой, расположенной по пути
- C/Program Files/Arduino/drivers (для 32-х разрядной системы)
- C/Program Files (x86)/Arduino/drivers (для 64-х разрядной системы).
- dpinst-x86.exe (для 32-х разрядной системы)
- dpinst-amd64.exe (для 64-х разрядной системы)
- Актуальная информация: при скачивании с официального сайта в архиве можно найти инструкцию по установке
- Статья со ссылкой на драйвер и инструкциями
- Драйвер CH341 для Mac можно скачать по ссылке с моего сайта , либо со страницы источника . Если у вас будут какие-то проблемы с OSX Sierra и выше, читайте вот эту статью
- Рекомендация от подписчика – устанавливать версию драйвера v1.4 вот отсюда
Linux Mint
- Актуальная информация: при скачивании с официального сайта в архиве можно найти инструкцию по установке
- Статья со ссылкой на драйвер и инструкциями
В Linux уже встроен необходимый драйвер, но Arduino IDE может отказаться с ним работать: Linux определяет ардуинку как устройство ttyUSB*, обычно это ttyUSB0 (это можно узнать командой dmesg в терминале), то есть в системе появляется интерфейс /dev/ttyUSB0. Чтобы с ним работать, нужны права доступа. Читать и писать на устройство /dev/ttyUSB0 имеет пользователь root и пользователи группы dialout. Работы с правами суперпользователя лучше избегать, поэтому следует занести своего пользователя в группу dialout. Это можно сделать следующей командой (обратите внимание, команда whoami в обратных кавычках)
sudo usermod -a -G dialout `whoami`
После этого нужно перелогиниться. Дальше запускаем Arduino IDE и в меню «Инструменты/Порт» ставим галочку напротив /dev/ttyUSB0.
Linux Arch
Вся информация по работе с IDE на данной ОСи есть вот в этой статье
FT232
На оригинальных Arduino Nano стоит USB контроллер производства FTDI – FT232, драйвер для всех версий ОС можно скачать с официального сайта (прямая ссылка на инсталлятор для Windows) . Некоторые очень редкие китайцы паяют на свои Наны поддельные FTDI контроллеры, которые буквально выходят из строя после некоторых обновлений Windows. Если вам достался такой экземпляр (я никогда не даю ссылки на такие поделки) – подробности по ситуации читайте здесь . Как восстановить контроллер и сделать рабочий драйвер – читайте здесь .
CP2102
На некоторые Arduino-совместимые платы китайцы ставят контроллер USB CP2102. Драйвер на него в большинстве случаев уже есть в системе (на Linux точно есть), если не работает – скачать можно с официального сайта .
- Прямая ссылка на драйвер для Windows всех версий
- Прямая ссылка на драйвер для Mac OS
На Windows установка производится следующим образом: достаём из архива и
Настройка и прошивка
Подключение платы
Плата подключается к компьютеру по USB, на ней должны замигать светодиоды. Если этого не произошло:
- Неисправен USB кабель
- Неисправен USB порт компьютера
- Неисправен USB порт Arduino
- Попробуйте другой компьютер, чтобы исключить часть проблем из списка
- Попробуйте другую плату (желательно новую), чтобы исключить часть проблем из списка
- На плате Arduino сгорел входной диод по линии USB из-за короткого замыкания, устроенного пользователем при сборке схемы
- Плата Arduino сгорела полностью из-за неправильного подключения пользователем внешнего питания или короткого замыкания
Компьютер издаст характерный сигнал подключения нового оборудования, а при первом подключении появится окошко “Установка нового оборудования”. Если этого не произошло:
- См. предыдущий список неисправностей
- Кабель должен быть data-кабелем, а не “зарядным”
- Кабель желательно втыкать напрямую в компьютер, а не через USB-хаб
- Не установлены драйверы Arduino (во время установки IDE или из папки с программой), вернитесь к установке.
В списке портов (Arduino IDE/Инструменты/Порт) появится новый порт, обычно COM3. Если этого не произошло:
- См. предыдущий список неисправностей
- Некорректно установлен драйвер на USB контроллер Arduino
- Переверните плату и найдите “узкую” микросхему. Если на ней написано CH341 – ставим драйвер по инструкции выше
- Если написано FT232R – опять же инструкция выше
- Если ничего не написано – открываем “Диспетчер устройств”, смотрим блок “Другие устройства”. Если при подключении платы к компьютеру там появляется FT232R USB UART – смотрим инструкцию выше
Выбор и настройка платы (Arduino NANO)
- Выбираем соответствующую плату в Инструменты\Плата\ Большинство моих проектов сделаны на Arduino Nano. Если вы используете Nano:
- В микроконтроллер китайских плат зашит “старый” загрузчик, поэтому выбираем Инструменты\Процессор\ATmega328p (Old Bootloader). Если вам по какой-то причине пришлют платы с новым загрузчиком – прошивка не загрузится (будет минутная загрузка и ошибка), можно попробовать сменить пункт Процессор на ATmega328p
Загрузка прошивки
“Загрузка” прошивки происходит в два этапа – компиляция и непосредственно загрузка в микроконтроллер. Компиляция – проверка кода на наличие ошибок, её можно запустить, нажав кнопку с символом галочки в верхнем меню программы. Компилировать код можно даже не подключая плату к компьютеру! При нажатии на кнопку с символом стрелочки начнётся компиляция, а затем загрузка скомпилированного кода в плату.
Вставьте следующий код с полной заменой содержимого в IDE и загрузите его. Должен начать мигать светодиод на плате, это означает что все программы настроены верно и можно переходить к работе!
Примечание: данный код является универсальным для всех Arduino-совместимых плат
void setup() < pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT); >void loop()
ESP8266 (Wemos, NodeMCU)
ESP8266 – микроконтроллер с WiFi на борту, на его базе сделаны платы Wemos D1 mini, NodeMCU и другие.
- Читайте вводный урок по esp8266.
- На популярных платах Wemos и NodeMCU стоит бортовой USB и CH340 или CP2102 (обычно это указано на странице товара).
- Установка драйверов описана выше на этой странице.
Для работы с esp8266 нужно добавить поддержку плат в Arduino IDE:
- Arduino IDE/Файл/Настройки/
- В окошко “Дополнительные ссылки…” Вставить
- http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json
- Нажать ОК
- Arduino IDE/Инструменты/Плата/Менеджер плат… Начать вводить в поиске “esp”. Выбрать и установить ESP8266 boards
- Рекомендуемая версия – 2.7.4, на более высоких пока что наблюдаются проблемы с совместимостью
- NodeMCU – NodeMCU 1.0
- Wemos Mini – LOLIN Wemos D1 R2 & mini
- Или другую согласно своей конфигурации
Заметка для NodeMCU. Перед началом загрузки нужно ввести плату в режим прошивки. Подключить к компьютеру, выбрать появившийся порт для загрузки. Зажать кнопку Flash. Кликнуть по кнопке Reset. Отпустить кнопку Flash. И только после этого нажать стрелочку в программе для загрузки прошивки.
ESP32
- На плате стоит бортовой USB и CH340 или CP2102 (обычно это указано на странице товара).
- Установка драйверов описана выше на этой странице.
- Arduino IDE/Файл/Настройки/
- В окошко “Дополнительные ссылки…” Вставить
- https://raw.githubusercontent.com/espressif/arduino-esp32/gh-pages/package_esp32_index.json
- Нажать ОК
- Arduino IDE/Инструменты/Плата/Менеджер плат… Начать вводить в поиске “esp”. Выбрать и установить esp32
- В списке плат Инструменты/Плата/ появится семейство плат на esp32. Выбираем плату согласно купленной модификации
- Выбираем порт, к которому подключена плата
У некоторых плат не работает автоматический запуск в режиме прошивки, поэтому в самом начале процесса загрузки прошивки нужно зажать кнопку Flash (BOOT) на плате
Digispark
- Читайте вводный урок по Digispark.
- Подключение к ПК по USB (реализован программно)
- Нужно установить специальный драйвер, скачать можно на официальном GitHub проекта (в разделе Релизы, вот прямая ссылка на архив), либо с моего FTP . Драйвера есть для Win, MacOS и Linux.
- Пользователям Linux читать здесь
- Arduino IDE/Файл/Настройки/
- В окошко “Дополнительные ссылки…” Вставить
- http://digistump.com/package_digistump_index.json
- или https://raw.githubusercontent.com/digistump/arduino-boards-index/master/package_digistump_index.json
Прошивка загружается следующим образом: ПЛАТУ НЕ ПОДКЛЮЧАЕМ, ПОРТ НЕ ВЫБИРАЕМ, нажимаем загрузка, ждём компиляции. Появится надпись “подключите плату”. Втыкаем плату в USB и прошивка загружается.
LGT8F328
LGT8F328 – китайский клон ATmega328
- Читайте вводный урок по lgt8f328.
- Может понадобиться драйвер (прямая ссылка на архив)
Для работы с LGT8F328 нужно добавить поддержку плат в Arduino IDE:
- Запустить Arduino IDE, перейти в Файл/Настройки/
- В окошко “Дополнительные ссылки…” Вставить
- https://raw.githubusercontent.com/dbuezas/lgt8fx/master/package_lgt8fx_index.json
- Нажать ОК
- Перейти в Инструменты/Плата/Менеджер плат… Начать вводить в поиске “lgt8”. Выбрать и установить LGT8fx Boards
- Теперь в списке плат Инструменты/Плата/ появится семейство плат Logic Green… Выбираем свою плату
“Голые” МК
Для начала рекомендуется изучить вот эти два урока: первый и второй . У проектов на базе голого микроконтроллера есть два варианта:
- Если проект основан на ATmega328 (Arduino Nano/Mini) и на плате есть источник тактирования на 16 МГц (резонатор), то микроконтроллер можно просто перепаять с Arduino и загружать прошивку через внешний USB-TTL переходник, как на Arduino Pro Mini. Либо загрузить прошивку, и потом перепаивать – всё будет работать.
- Если источника тактирования нет – так делать нельзя! Сначала нужно настроить МК на внутреннее тактирование, подключив ISP программатор к плате Arduino и выбрав внутренний источник тактирования в настройках ядра. Подробнее читайте в уроке.
Установка библиотек
Библиотека – несколько файлов с кодом, облегчающим работу с датчиками и другими модулями. К моим проектам библиотеки идут в архиве (об этом ниже). Рассмотрим все способы загрузки и установки библиотек.
Менеджер библиотек
Большинство Ардуино-библиотек можно установить автоматически из встроенного в программу менеджера библиотек:
- Скетч/Подключить библиотеку/Управлять библиотеками…
- Комбинация клавиш Ctrl+Shift+I
Нужную библиотеку можно найти в поиске по названию и нажать Установка, библиотека будет автоматически установлена в папку с библиотеками. Arduino IDE проверяет обновления библиотек при запуске и предложит обновиться, если найдёт обновления.
Скачивание с GitHub
Не все существующие библиотеки есть в менеджере библиотек и скачать их можно только с GitHub. Есть два способа: скачать весь репозиторий и скачать релиз. Весь репозиторий со всеми “лишними” служебными файлами можно скачать одним архивом вот так, нажав Code/Download ZIP
Если у библиотеки есть релизы – справа будет отмечен последний (свежий) релиз. Нажимаем на него:
И в новом окне нажимаем Source code (zip) – начнётся загрузка архива. Скачивание релиза более предпочтительно, так как содержит только файлы библиотеки.
В обоих случаях библиотека скачается как .zip архив.
Автоматическая установка
Скачанный .zip архив можно установить в автоматическом режиме через Скетч/Подключить библиотеку/Добавить .ZIP библиотеку… В открывшемся окне выбрать скачанный архив, библиотека будет установлена по указанному в настройках пути.
Ручная установка
Для начала нужно распаковать архив (стандартный архиватор Windows или WinRAR). Чтобы Arduino IDE смогла использовать библиотеку, нам нужно положить её туда, где программа будет её искать. Таких мест три (на примере Windows):
- Документы/Arduino/libraries/
- Папка с программой/libraries/
- C/Program Files/Arduino/libraries/ (Windows 32)
- C/Program Files (x86)/Arduino/libraries/ (Windows 64)
- В портативной версии IDE желательно держать библиотеки в Папка с программой/libraries
Рекомендуется держать все библиотеки в одном месте, чтобы не было путаницы. Лично я устанавливаю все библиотеки в папку с программой (в Program Files), но для этого могут потребоваться права администратора (зависит от версии и настроек Windows). Если у вас возникли с этим проблемы – устанавливайте в Документы/Arduino/libraries/. На скриншотах показана установка скачанной с GitHub библиотеки в папку с программой и в документы. Ставить нужно в одно место, я просто показываю оба варианта.
Ошибки компиляции
Возникает на этапе сборки и компиляции прошивки. Ошибки компиляции вызваны проблемами в коде прошивки, то есть проблема сугубо программная. Слева от кнопки “загрузить” есть кнопка с галочкой – проверка. Во время проверки производится компиляция прошивки и выявляются ошибки, если таковые имеются. Ардуино в этом случае может быть вообще не подключена к компьютеру.
- В некоторых случаях ошибка возникает при наличии кириллицы (русских букв) в пути к папке со скетчем. Решение: завести для скетчей отдельную папочку в корне диска с английским названием.
- В чёрном окошке в самом низу Arduino IDE можно прочитать полный текстошибки и понять, куда копать
- В скачанных с интернета готовых скетчах часто возникает ошибка с описанием .h no such file or directory. Это означает, что в скетче используется библиотека , и нужно положить её в Program Files/Arduino/libraries/. Ко всем моим проектам всегда идёт папочка с использованными библиотеками, которые нужно установить. Также библиотеки всегда можно поискать в гугле по .
- При использовании каких-то особых библиотек, методов или функций, ошибкой может стать неправильно выбранная плата в “Инструменты/плата“. Пример: прошивки с библиотекой Mouse.h или Keyboard.h компилируются только для Leonardo и Micro.
- Если прошивку пишете вы, то любые синтаксические ошибки в коде будут подсвечены, а снизу в чёрном окошке можно прочитать более детальное описание, в чём собственно косяк. Обычно указывается строка, в которой сделана ошибка, также эта строка подсвечивается красным.
- Иногда причиной ошибки бывает слишком старая, или слишком новая версия Arduino IDE. Читайте комментарии разработчика скетча.
- Ошибка недостаточно свободного места возникает по вполне понятным причинам. Оптимизация: статическая память – память, занимаемая кодом (циклы, функции). Динамическая память занята переменными.
Частые ошибки в коде, приводящие к ошибке компиляции
- …no such file or directory – компилятор не может найти файл, который используется в коде. Чаще всего это библиотека, которую не установили или установили неправильно
- expected ‘,’ or ‘;’ – пропущена запятая или точка запятой на предыдущей строке
- stray ‘\320’ in program – русские символы в коде
- expected unqualified-id before numeric constant – имя переменной не может начинаться с цифры
- … was not declared in this scope – переменная или функция используется, но не объявлена. Компилятор не может её найти
- redefinition of … – повторное объявление функции или переменной
- storage size of … isn’t known – массив задан без указания размера
Ошибки загрузки
Возникает на этапе, когда прошивка собрана, скомпилирована, в ней нет критических ошибок, и производится загрузка в плату по кабелю. Ошибка может возникать как по причине неисправностей железа, так и из-за настроек программы и драйверов.
- Если неправильно выбран COM порт – прошивка не загрузится с ошибкой avrdude: ser_open(): can’t open device. Вернитесь к пункту “Выбор и настройка платы” этого урока и убедитесь в том, что выбор порта активен и при подключении платы появляется новый.
- Большинство проблем при загрузке, вызванных “зависанием” ардуины или загрузчика, лечатся полным отключением Ардуины от питания. Потом вставляем USB и по новой прошиваем.
- Причиной ошибки загрузки может быть неправильно выбранная плата в “Инструменты/Плата”, а также неправильно выбранный процессор в “Инструменты/Процессор”.
- Если это Arduino Nano – попробуйте оба, Old и не Old.
Предупреждения
Помимо ошибок, по причине которых проект вообще не загрузится в плату и не будет работать, есть ещё предупреждения, которые выводятся оранжевым текстом в чёрной области лога ошибок. Предупреждения могут появиться даже тогда, когда выше лога ошибок появилась надпись “Загрузка завершена“. Это означает, что в прошивке нет несовместимых с жизнью ошибок, она скомпилировалась и загрузилась в плату. Что же тогда означают предупреждения? Чаще всего можно увидеть такие:
- # Pragma message……. – сообщения с директивой Pragma обычно выводят библиотеки, сообщая о своей версии или каких-то настройках. Это даже не предупреждение, а просто вывод текста в лог.
- Недостаточно памяти, программа может работать нестабильно – чуть выше этого предупреждения обычно идёт информация о задействованной памяти. Память устройства можно добивать до 99%, ничего страшного не случится. Это флэш память и во время работы она не изменяется. А вот динамическую память желательно забивать не более 85-90%, иначе реально могут быть непонятные глюки в работе, так как память постоянно “бурлит” во время работы. НО. Это зависит от скетча и в первую очередь от количества локальных переменных. Можно написать такой код, который будет стабильно работать при 99% занятой SRAM памяти.
- Предупреждения о несовместимых типах данных. Компилятор не смог привести один тип к другому и сообщает о потенциальных ошибках в ходе выполнения программы. В большинстве случаев ничего плохого не случится, но лучше найти проблемную строку и помочь компилятору преобразовать тип.
Частые вопросы
- Ардуину можно прошить только один раз? Нет, несколько десятков тысяч раз, всё упирается в ресурс flash памяти. А он довольно большой.
- Как стереть/нужно ли стирать старую прошивку при загрузке новой? Память автоматически очищается при прошивке, старая прошивка автоматически удаляется.
- Можно ли записать две прошивки, чтобы они работали вместе? Нет, при прошивке удаляются абсолютно все старые данные. Из двух прошивок нужно сделать одну, причём так, чтобы не было конфликтов.
- Можно ли “вытащить” прошивку с уже прошитой Ардуины? Теоретически можно, но только в виде нечитаемого машинного кода, в который преобразуется прошивка на С++ при компиляции, т.е. вам это НИКАК не поможет, если вы не имеете диплом по низкоуровневому программированию.
- Зачем это нужно? Например есть у нас прошитый девайс, и мы хотим его “клонировать”. В этом случае да, есть вариант сделать дамп прошивки и загрузить его в другую плату на таком же микроконтроллере.
- Если есть желание почитать код – увы, прошивка считывается в виде бинарного машинного кода, превратить который обратно в читаемый Си-подобный код обычному человеку не под силу
- Вытащить прошивку, выражаясь более научно – сделать дамп прошивки, можно при помощи ISP программатора, об этом можно почитать здесь
- Снять дамп прошивки можно только в том случае, если разработчик не ограничил такую возможность, например записав лок-биты, запрещающие считывание Flash памяти, или вообще отключив SPI шину. Если же разработчик – вы, и есть желание максимально защитить своё устройство от копирования – гуглите про лок-биты и отключение SPI
▶Проекты AlexGyver◀
ВНИМАТЕЛЬНО ЧИТАЙ ИНСТРУКЦИЮ Если это твой первый опыт работы с Arduino — внимательно изучи каждый пункт инструкции выше, здесь всё написано. × Закрыть это предупреждение.
Все мои проекты имеют одинаковую структуру и устанавливаются/прошиваются одинаково, поэтому вот финальная общая инструкция:
1. Установить Arduino IDE и драйверы, как написано в гайде выше. Если это ваш первый раз – желательно не подключать ничего к новой плате, а загрузить пробную прошивку из гайда и убедиться, что всё загружается и работает. Если после сборки схемы прошивка перестанет загружаться – увы, схема собрана с ошибками и плата уже могла сгореть. Но она работала, мы это проверили =)
- Если проект основан не на стандартной Arduino плате, а например на esp8266, ESP32 , Digispark, lgt8f328 – устанавливаем поддержку этих плат, как описано выше.
2. Скачать архив со страницы проекта. Ссылка всегда одна, она ведёт на прямую загрузку архива с хранилища GitHub. Когда проект обновляется (об этом может быть написано на странице проекта), ссылка на архив остаётся той же, но в нём будут уже какие-то изменённые файлы, добавлены новые версии прошивки и т.д. Все обновления указаны на странице проекта.
3. Распаковать архив. Архив имеет формат .zip, для его распаковки можно использовать встроенные инструменты операционной системы, либо популярный WinRAR. Если не распаковать архив – прошивка откроется неправильно. Я не отличаюсь буйной фантазией и всегда называю папки одинаково, вот что может быть в архиве проекта:
- firmware – прошивки для Arduino
- software – программы для ПК
- libraries – библиотеки
- schemes – схемы
- PCB – gerber файлы печатных плат
- docs – всякие документы
- Android – исходники приложения
- 3Dprint – модели для печати
- processing – программа на Processing
4. Установить библиотеки. К прошивкам моих проектов почти всегда идут библиотеки, необходимые для работы. Библиотеки в проектах часто пересекаются, но рекомендуется ставить именно версию, идущую в архиве с проектом, так как библиотеки обновляются и могут быть несовместимы со старыми проектами.
Примечание: если в папке с библиотеками уже есть библиотека как в архиве проекта – удалите её перед копированием. Нужная библиотека из архива может содержать другой набор папок и файлов, что приведёт к конфликту при “замене” папки!
Примечание: не у всех проектов в архиве есть папка с библиотеками. Если её нет – дополнительно устанавливать ничего не нужно.
Примечание: если на странице проекта сказано установить конкретные библиотеки с перечислением названий – их нужно установить через менеджер библиотек по названиям, как описано выше в гайде.
Содержимое папки libraries из архива помещаем в:
- Документы/Arduino/libraries/
Примечание: в видео инструкции выше сказано устанавливать библиотеки в папку с программой. На Windows 10 и выше это требует прав администратора, так что лучше устанавливать библиотеки в Документы.
К разным проектам идут разные версии одних и тех же библиотек, они не всегда совместимы. При возникновении ошибок рекомендуется удалить текущие версии и заменить их теми, которые идут в архиве.
5. Открыть скетч (так называется файл с программой). При запуске файла скетча автоматически откроется Arduino IDE. Важно: если в папке со скетчем есть несколько файлов – запускаем любой с логотипом Arduino. Остальные файлы должны подтянуться автоматически и образовать вкладки в окне программы. Если запускать скетч прямо из архива – вкладки не откроются и скомпилировать/загрузить программу будет невозможно.
6. Выбрать плату и порт. Выбираем в настройках программы соответствующую плату и порт куда она подключена, как в гайде выше. Важные моменты по настройкам самой платы обычно указано в описании конкретного проекта.
- Для проектов на Arduino Nano выбираем Arduino Nano, а также Инструменты\Процессор\ATmega328p (Old Bootloader). Если вам по какой-то причине пришлют платы с новым загрузчиком – прошивка не загрузится (будет минутная загрузка и ошибка), можно попробовать сменить пункт Процессор на ATmega328p
- Для проектов на Wemos выбираем (LOLIN)Wemos D1 R2 & mini
- Для проектов на NodeMCU выбираем NodeMCU 1.0
- В некоторых проектах, например GyverLamp2 (второй версии) для прошивки в esp8266 нужно выбрать плату Generic esp8266, читайте особенности загрузки на странице проекта!
- Для проектов на Digispark порт выбирать не надо, читай инструкцию выше
7. Настроить программу. Очень часто в начале кода моих программ можно встретить блок настроек. Настройки обычно имеют вид
#define SOME_SETTING 1 // 1 включено, 0 выключено
где цифра отвечает за значение настройки, менять нужно только цифру согласно комментарию.
8. Загрузить прошивку. Нажимаем стрелочку в левом верхнем углу окна программы и прошивка загружается. Не загружается? Читаем гайд выше, там описаны все возможные причины.
Загружать прошивку желательно до подключения компонентов, чтобы убедиться в том, что плата рабочая. После сборки можно прошить ещё раз, плата должна спокойно прошиться. В проектах с мощными потребителями в цепи питания платы 5V (адресная светодиодная лента, сервоприводы, моторы и проч.) необходимо подать на схему внешнее питание 5V перед подключением Arduino к компьютеру, потому что USB не обеспечит нужный ток, если потребитель его потребует – это может привести к выгоранию защитного диода на плате Arduino.
9. Если что-то не работает – читай инструкцию, в ней описан каждый шаг и решение всех проблем. Также в самом начале есть видео, где всё показано ещё более подробно.
Заметка для тех, кто не читал инструкцию и получил какую-то ошибку. Вот список самых частых причин:
- Не распаковал архив и запустил скетч прямо из него, получил ошибку компиляции в стиле not declared in this scope. РАСПАКУЙ АРХИВ
- В логе ошибок встречается фраза no such file or directory – не установил библиотеки. УСТАНОВИ БИБЛИОТЕКИ
- Происходит ошибка загрузки. ВЕРНИСЬ К ИНСТРУКЦИИ ПО НАСТРОЙКЕ IDE
- На плате что-то греется и прошивка не грузится. ДОПУСТИЛ ОШИБКУ ПРИ СБОРКЕ, ВСЁ СГОРЕЛО
- Установил старую или кривую версию Arduino IDE и получил непонятные ошибки – удали старую и УСТАНОВИ СВЕЖУЮ ВЕРСИЮ
- Ошибка где-то в библиотеке. УДАЛИ БИБЛИОТЕКИ, СОВПАДАЮЩИЕ С ТЕМИ, ЧТО В АРХИВЕ ПРОЕКТА, И СКОПИРУЙ ИХ ЗАНОВО
- Некоторые проекты будут работать только на тех платах, что показаны в видео и описаны на странице проекта. Под другие платы прошивка компилироваться не будет!
Установка/настройка программной оболочки Arduino IDE для Windows
Для написания (редактирования) и загрузки (прошивки) программ (скетчей) в Arduino необходимо установить программу для программирования, как Arduino IDE, или воспользоваться on-line Web-редактором. Скачать (загрузить) программу Arduino IDE последней версии, или воспользоваться web-редактором можно из раздела Software сайта arduino.cc .
Скачивание (загрузка) Arduino IDE с официального сайта:
Зайдите на официальный сайт Arduino и выберите, из предложенного списка, операционную систему на которой работает Ваш компьютер. В данной статье мы рассмотрим установку Arduino IDE на операционную систему Windows. Выбрав первую строку «Windows Installer» Вы установите Arduino IDE (как устанавливаете любые другие программы), а выбрав вторую строку «Windows ZIP file for non admin install» Вы скачаете ZIP-архив с папкой программы, которую сможете запускать без установки (даже если у Вас нет прав администратора Вашего компьютера).
Вне зависимости от того, какую операционную систему Вы выберите, Вам будет предложено поблагодарить разработчиков, именно предложено, тут дело Ваше.
Если Вы просто хотите скачать программу, то нажмите на кнопку «JUST DOWNLOAD», если хотите скачать программу и поблагодарить разработчиков, способствуя дальнейшему развитию ПО, то нажмите на кнопку «CONTRIBUTE & DOWNLOAD».
Дождитесь завершения загрузки файла
После завершения загрузки, файл должен находиться в папке: « Этот компьютер > Загрузки » (если Вы не указали иное место для сохранения файла).
- Если Вы скачивали (загружали) ZIP-архив (выбрав на первом этапе пункт «Windows ZIP file for non admin install»), то распакуйте папку из архива в любое место на Вашем компьютере.
Следующий раздел «Установка Arduino IDE» не для Вас, так как устанавливать программу Вам не нужно, перейдите к разделу «Запуск Arduino IDE». Для начала работы в Arduino IDE нужно запустить файл «arduino.exe» , из того места, куда Вы распаковали архив. - Если Вы скачивали (загружали) установочный файл (выбрав на первом этапе пункт «Windows Installer»), то следуйте инструкциям в следующем разделе «Установка Arduino IDE».
Установка Arduino IDE:
Запустите установочный файл
из папки: « Этот компьютер > Загрузки » (у Вас вместо символов X.X.X в названии файла будут цифры версии Arduino IDE).
Далее подряд будут появляться следующие сообщения:
- 1 сообщение: ознакомляет Вас с лицензионным соглашением, нажмите на кнопку «I Agree», появится 2 сообщение.
- 2 сообщение: предлагает Вам выбрать компоненты инсталляции, нажмите на кнопку «Next», появится 3 сообщение.
- 3 сообщение: предлагает Вам выбрать путь для установки Arduino IDE, нажмите на кнопку «Install», появится 4 сообщение.
- 4 сообщение: информирует Вас о ходе выполнения установки Arduino IDE, по окончании которой появится 5 сообщение.
- 5 сообщение: информирует Вас об окончании установки Arduino IDE, нажмите на кнопку «Close».
В процессе установки, над окном 4 сообщения, могут появляться окна Windows запрашивающие у Вас разрешение на установку драйверов:
Разрешайте установку драйверов нажимая на кнопку «Установить», эти драйверы позволят определять и работать с платами Arduino подключёнными по шине USB.
На этом установка Arduino IDE завершена.
На Вашем рабочем столе должна появиться иконка программы:
Запуск Arduino IDE:
При первом запуске программы может появиться сообщение Брандмауэра Windows о блокировке доступа для некоторых сетевых функций Java Arduino IDE:
Разрешите доступ нажав на кнопку «Разрешить доступ». После чего, данное окно появляться не будет.
Откроется окно программы Arduino IDE:
На следующем рисунке указано назначение областей и функциональных кнопок программы:
Теперь можно написать скетч (код) и загрузить (залить/прошить) его в Arduino. Но перед этим, надо подключить плату Arduino к компьютеру и указать программе Arduino IDE, какую именно плату Arduino Вы подключили, и к какому порту.
Подключение платы Arduino:
После того как Вы подключите плату Arduino через USB порт к компьютеру, программе Arduino IDE нужно указать, какую именно плату Arduino Вы подключили. Для этого выберите нужную плату из списка в разделе меню « Инструменты > Плата > Название Вашей платы », как это показано на следующем рисунке:
Теперь нужно выбрать Com-порт к которому подключена Ваша плата Arduino. Для этого выберите нужный Com-порт из списка доступных Com-портов в разделе меню « Инструменты > Порт > Номер доступного порта », как это показано на следующем рисунке:
Если USB контроллер Вашей платы Arduino реализован на чипе FTDI или ему аналогичных, то в списке доступных Com-портов Вы не увидите название платы Arduino в скобках напротив Com-порта. В нашем случае Вы бы увидели просто «COM1» и «COM7», тогда возникает вопрос, а к какому из этих портов подключена плата Arduino?
Решается данный вопрос очень просто. Отключите плату Arduino от компьютера и откройте меню « Инструменты > Порт » . В списке Com-портов Вы увидите только доступные Com-порты, то есть в нашем случае только «COM1». Теперь подключите плату Arduino к компьютеру и опять откройте меню « Инструменты > Порт » . Теперь Вы увидите что список Com-портов увеличился на один (в нашем случае к «COM1» добавился «COM7»), именно к появившемуся Com-порту и подключена Ваша плата Arduino.
Если при подключении платы Arduino Вы не увидели появление нового Com-порта, значит USB контроллер Вашей платы Arduino реализован на чипах сторонних производителей и для него требуется установить дополнительный драйвер. Как, например, драйвер для чипа CH340G.
Загрузка скетча из программы Arduino IDE в плату Arduino:
После того, как Вы указали тип платы Arduino, выбрали Com-порт и написали свой скетч (код программы), скетч можно загрузить (залить/прошить) в контроллер платы Arduino . Для этого выберите пункт меню « Скетч > Загрузка » или нажмите на кнопку в виде круга со стрелкой:
Если Вы написали скетч в новом окне и не сохраняли его в файл, то перед его загрузкой в плату Arduino, программ Arduino IDE предложит Вам его сохранить. Введите название, под которым Вы желаете сохранить скетч в файл и нажмите на кнопку «Сохранить».
Во время загрузки Вы увидите строку состояния которая будет отображать ход выполнения компиляции и загрузки скетча. Если в скетче нет ошибок и он успешно загружен, то в области уведомлений появится информация о количестве использованной и доступной памяти Arduino, а над областью уведомлений появится надпись «Загрузка завершена.».
Небольшой скетч приведённый выше (на картинке) заставит мигать светодиод на плате Arduino. Многие скетчи упрощаются и сокращаются при использовании библиотек. О том что такое библиотеки и как их устанавливать, Вы можете узнать в разделе Wiki — Установка библиотек в Arduino IDE .
Arduino: выбор платы, подключение и первая программа
Arduino — это электронная платформа с открытым исходным кодом, которая позволяет взаимодействовать с окружающим миром. Благодаря ей можно создать всё, что придёт в голову — от простых электронных игрушек и автоматизации быта до электронной начинки боевого робота для состязаний, управляемого силой мысли (без шуток).
Из чего состоит Arduino?
На аппаратном уровне это серия смонтированных плат, мозгом которых являются микроконтроллеры семейства AVR. Подробнее о том, чем микроконтроллер отличается от микропроцессора.
Платы имеют на борту всё необходимое для комфортной работы, но их функциональности часто бывает недостаточно. Чтобы сделать свой проект более интерактивным, можно использовать различные модули и платы расширений, совместимые с платформой Arduino. Сюда входят датчики (температуры, освещения, влаги, газа/дыма, атмосферного давления), устройства ввода (клавиатуры, джойстики, сенсорные панели) и вывода (сегментные индикаторы, LCD/TFT дисплеи, светодиодные матрицы).
На программном уровне платформа Arduino представляет собой бесплатную среду разработки Arduino IDE. Микроконтроллеры надо программировать на языке C++, с некоторыми отличиями и облегчениями, созданными для быстрой адаптации начинающих. Компиляцию программного кода и прошивку микроконтроллера среда разработки берёт на себя.
Существует также s4a.cat — сервис, базирующийся на Scratch, позволяющий более наглядно вести разработку на Arduino. Он подойдёт для обучения детей, а также если вы разово хотите создать простое устройство без изучения языка программирования Arduino и различных документаций. Для остальных же случаев лучше придерживаться традиционного процесса разработки.
Нужно ли уметь паять?
Знания в области электромонтажа приветствуются, но совсем не обязательны. Простые устройства на базе Arduino часто выполняются в виде макета. Для этого используется беспаечная макетная плата (англ. breadboard), на которой происходит коммутация модулей с платой Arduino с помощью перемычек.
Макетная плата на 400 отверстий (имеются шины питания по бокам). Источник: https://www.instructables.com/id/Acrylic-Arduino-Prototyping-Stand/
Также существуют наборы, в которые входят сразу плата Arduino (оригинальная или от стороннего производителя), макетная плата, перемычки и различные радиоэлементы, датчики, модули. Например, такой:
Набор для изучения Arduino. Источник
Какие бывают платы
По производителю
Существуют как официальные версии плат Arduino, так и платы от сторонних производителей. Оригинальные платы отличаются высоким качеством продукта, но и цена тоже выше. Они производятся только в Италии и США, о чём свидетельствует надпись на самой плате.
На примере самой популярной платы Arduino UNO:
- Оригинальная плата. Поставляется только в фирменной коробке, имеет логотип компании, на портах платы — маркировка. Цена от производителя 20 €.
Оригинальная плата Arduino UNO. Источник: https://store.arduino.cc/arduino-uno-rev3
- Плата от стороннего производителя. Качество хуже, однако цена начинается от 150 рублей. Качество платы может отразиться на её работоспособности в дальнейшем. Хоть это и редкость, но плата и вовсе может не работать «из коробки» — всё зависит от добросовестности изготовителя и продавца. Для работы с подобными платами требуется драйвер CH340, который находится в свободном доступе. Во всём остальном процесс разработки идентичен процессу разработки на оригинальных платах.
Плата Arudino UNO от стороннего производителя. Источник: https://ht.azurewebsites.net/p/956/arduino-uno-smd-clone-board
По назначению
У платы UNO достаточно портов для реализации большинства проектов. Однако иногда возможностей UNO может быть недостаточно, а иногда — избыточно. По этой причине как оригинальный, так и сторонние производители выпускают большое количество плат, различающихся характеристиками микроконтроллера, количеством портов и функциональным назначением.
Различные платы Arduino. Источник: https://arduinoplus.ru/populyarnie-kontrollery-arduino/
Самые популярные из них:
- Arduino Nano — различие с UNO только в конструктивном исполнении. Nano меньше.
- Arduino Mega — плата на базе мощного микроконтроллера. Имеет большое количество портов.
- Arduino Micro — имеет встроенную поддержку USB-соединения, а потому может использоваться как HID-устройство (клавиатура, мышь, MIDI-устройство).
- Arduino Ethernet — имеет возможность подключения к сети через Ethernet-провод. На плате также расположен слот для microSD карточки.
- Arduino Mini — по характеристикам немного уступает UNO. Преимуществом платы является её миниатюрное исполнение.
- Arduino Due — плата на базе 32-разрядного ARM микроконтроллера. Имеет преимущество в производительности по сравнению с остальными.
- Arduino LilyPad — форм-фактор позволяет использовать плату в предметах одежды и текстиля.
- Arduino Yún — «нужно было ставить линукс…». Имеет поддержку дистрибутива Linux, встроенную поддержку Ethernet и Wi-Fi, слот для microSD. Как и Micro, имеет встроенную поддержку USB-соединения.
Установка ПО
После выбора необходимой платы нужно установить бесплатную среду разработки Arduino IDE, которую можно найти на официальном сайте, а также, по необходимости, драйвер CH340.
Недавно открылась облачная платформа Arduino Create, которая покрывает большинство этапов разработки (от идеи до сборки). Вам не нужно ничего устанавливать на свой компьютер, всё необходимое платформа берёт на себя. В первую очередь — онлайн редактор кода.
В Arduino Create имеется доступ к обучающим материалам, проектам. Вы сможете общаться с профессионалами и помогать новичкам.
Среда разработки Arduino IDE
Особенности программирования на платформе Arduino
Термины
Программный код для Arduino принято называть скетчами (англ. sketches). У скетчей есть два основных метода: setup() и loop() . Первый метод автоматически вызывается после включения/сброса микроконтроллера. В нём происходит инициализация портов и различных модулей, систем. Метод loop() вызывается в бесконечном цикле на протяжении всей работы микроконтроллера.
Порты — неотъемлемая часть любого микроконтроллера. Через них происходит взаимодействие микроконтроллера с внешними устройствами. С программной стороны порты называются пинами. Любой пин может работать в режиме входа (для дальнейшего считывания напряжения с него) или в режиме выхода (для дальнейшей установки напряжения на нём).
Любой пин работает с двумя логическими состояниями: LOW и HIGH , что эквивалентно логическому нулю и единице соответственно. У некоторых портов есть встроенный АЦП, что позволяет считывать аналоговый сигнал со входа (например, значение переменного резистора). Также некоторые пины могут работать в режиме ШИМ (англ. PWM), что позволяет устанавливать аналоговое напряжение на выходе. Обычно функциональные возможности пина указываются на маркировке самой платы.
Основные функции
Для базовой работы с платой в библиотеке Arduino есть следующие функции:
- pinMode(PIN, type) — указывает назначение конкретного пина PIN (значение type INPUT — вход, OUTPUT — выход);
- digitalWrite(PIN, state) — устанавливает логическое состояние на выходе PIN ( state LOW — 0, HIGH — 1);
- digitalRead(PIN) — возвращает логическое состояние со входа PIN ( LOW — 0, HIGH — 1);
- analogWrite(PIN, state) — устанавливает аналоговое напряжение на выходе PIN ( state в пределах от 0 до 255);
- analogRead(PIN) — возвращает значение аналогового уровня сигнала со входа PIN (пределы зависят от разрядности встроенного АЦП. Обычно разрядность составляет 10 бит, следовательно, возвращаемое значение лежит в пределах от 0 до 1023);
- delay(ms) — приостанавливает исполнение скетча на заданное количество миллисекунд;
- millis() — возвращает количество миллисекунд после момента запуска микроконтроллера.
В остальном процесс программирования на Arduino такой же, как на стандартном C++.
Пишем первую программу
Вместо всем привычных Hello World’ов в Arduino принято запускать скетч Blink, который можно найти в Файл→Примеры→01.Basics→Blink. Там же можно найти множество других учебных скетчей на разные темы.
Почти на всех платах размещён светодиод, номер пина которого содержится в переменной LED_BUILTIN . Его можно использовать в отладочных целях. В следующем скетче будет рассмотрен пример управления таким светодиодом.
Рассмотрим скетч Blink:
// Эта функция запускается при старте микроконтроллера void setup() < // Назначаем пин выходом. На пине LED_BUILTIN находится встроенный светодиод, размещённый на плате pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT); >// Эта функция вызывается циклически void loop() < digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); // Включаем светодиод (подаём на него логическую 1 — напряжение питания микроконтроллера) delay(1000); // Ждём секунду digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW); // Выключаем светодиод (подаём на него логический 0 — напряжение земли) delay(1000); // Ждём секунду >Прошивка
После написания необходимо «залить» скетч на микроконтроллер. Как уже говорилось, платформа Arduino берёт весь процесс прошивки микроконтроллера на себя — вам лишь необходимо подключить плату к компьютеру.
Перед прошивкой микроконтроллера нужно выбрать вашу плату из списка в IDE. Делается это во вкладке Инструменты→Плата. Большинство существующих плат уже там есть, но при необходимости можно добавлять другие через Менеджер Плат.
После этого нужно подключить плату Arduino к любому USB-порту вашего компьютера и выбрать соответствующий порт во вкладке Инструменты→Порт.
Теперь можно приступать к прошивке микроконтроллера. Для этого достаточно нажать кнопку Загрузка, либо зайти на вкладку Скетч→Загрузка. После нажатия начнётся компиляция кода, и в случае отсутствия ошибок компиляции начнётся прошивка микроконтроллера. Если все этапы выполнены правильно, на плате замигает светодиод с периодом и интервалом в 1 сек.
Обмен данными с компьютером
У всех плат Arduino есть возможность обмена информацией с компьютером. Обмен происходит по USB-кабелю — никаких дополнительных «плюшек» не требуется. Нам нужен класс Serial , который содержит все необходимые функции. Перед работой с классом необходимо инициализировать последовательный порт, указав при этом скорость передачи данных (по умолчанию она равна 9600). Для отправки текстовых данных в классе Serial существуют небезызвестные методы print() и println() . Рассмотрим следующий скетч:
void setup() < Serial.begin(9600); // Инициализируем последовательный порт на скорости 9600 бод >void loop() < Serial.println("T for Tproger"); // Отправляем сообщение по последовательному порту и переводим на новую строку delay(1000); // Ждём секунду >В Arduino IDE есть Монитор порта. Запустить его можно через Инструменты→Монитор порта. После его открытия убедитесь, что Монитор работает на той же скорости, которую вы указали при инициализации последовательного порта в скетче. Это можно сделать в нижней панели Монитора. Если всё правильно настроено, то ежесекундно в Мониторе должна появляться новая строка « T for Tproger ». Обмен данными с компьютером можно использовать для отладки вашего устройства.
Информацию на стороне компьютера можно не только получать, но и отправлять. Для этого рассмотрим следующий скетч:
void setup() < Serial.begin(9600); // Инициализируем последовательный порт на скорости 9600 pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT); // Инициализируем порт со светодиодом как выход >void loop() < if (Serial.available() >0) // Если в буфере есть байт для чтения, то. switch (Serial.read()) < // Считываем байт с буфера case '1': digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); // Если байт равен '1' — включаем светодиод break; case '0': digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW); // Если байт равен '0' — выключаем светодиод break; case 'T': Serial.println("proger"); // Если байт равен 'T' — отправляем по серийному порту текст "proger" >>Прошиваем микроконтроллер и возвращаемся в Монитор порта. Вводим в верхнее поле 1 и нажимаем Отправить. После этого на плате должен загореться светодиод. Выключаем светодиод, отправив с Монитора 0 . Если же отправить символ T , в ответ мы должны получить строку « proger ».
Таким способом можно пересылать информацию с компьютера на Arduino и обратно. Подобным образом можно реализовать связь между двумя Arduino.
А как подключать модули?
Для работы с датчиками и модулями их изготовители создают специальные библиотеки. Они служат для простой интеграции модулей в вашу систему. Подключение библиотеки возможно с zip файла или с помощью Менеджера Библиотек.
Однако большое количество датчиков являются бинарными, т. е. считывать информацию с них можно простой функцией digitalRead() .
Что изучить дальше?
- Синтаксис библиотеки Arduino.
- Для более сложных архитектур может пригодиться ООП.
- Примеры проектов.
- Работа на макетной плате.
- Основные модули и датчики.
Следите за новыми постами по любимым темам
Подпишитесь на интересующие вас теги, чтобы следить за новыми постами и быть в курсе событий.