Arduino для начинающих. Часть 1

Доброго времени суток, Хабр. Запускаю цикл статей, которые помогут Вам в знакомстве с Arduino. Но это не значит, что, если Вы не новичок в этом деле – Вы не найдёте ничего для себя интересного.

Введение

Было бы не плохо начать со знакомства с Arduino. Arduino – аппаратно-программные средства для построения систем автоматики и робототехники. Главным достоинством есть то, что платформа ориентирована на непрофессиональных пользователей. То есть любой может создать своего робота вне зависимости от знаний программирования и собственных навыков.

Начало

Создание проекта на Arduino состоит из 3 главных этапов: написание кода, прототипирование (макетирование) и прошивка. Для того, чтоб написать код а потом прошить плату нам необходима среда разработки. На самом деле их есть немало, но мы будем программировать в оригинальной среде – Arduino IDE. Сам код будем писать на С++, адаптированным под Arduino. Скачать можно на официальном сайте. Скетч (набросок) – программа, написанная на Arduino. Давайте посмотрим на структуру кода:

main() < void setup()< >void loop() < >>

Важно заметить, что обязательную в С++ функцию main() процессор Arduino создаёт сам. И результатом того, что видит программист есть:

void setup() < >void loop()

Давайте разберёмся с двумя обязательными функциями. Функция setup() вызывается только один раз при старте микроконтроллера. Именно она выставляет все базовые настройки. Функция loop() — циклическая. Она вызывается в бесконечном цикле на протяжении всего времени работы микроконтроллера.

Первая программа

Для того, чтоб лучше понять принцип работы платформы, давайте напишем первую программу. Эту простейшую программу (Blink) мы выполним в двух вариантах. Разница между ними только в сборке.

int Led = 13; // объявляем переменную Led на 13 пин (выход) void setup() < pinMode(Led, OUTPUT); // определяем переменную >void loop()< digitalWrite(Led, HIGH); // подаём напряжение на 13 пин delay(1000); // ожидаем 1 секунду digitalWrite(Led, LOW); // не подаём напряжение на 13 пин delay(1000); // ожидаем 1 секунду >

Принцип работы этой программы достаточно простой: светодиод загорается на 1 секунду и тухнет на 1 секунду. Для первого варианта нам не понадобиться собирать макет. Так как в платформе Arduino к 13 пину подключён встроенный светодиод.

Прошивка Arduino

Для того, чтоб залить скетч на Arduino нам необходимо сначала просто сохранить его. Далее, во избежание проблем при загрузке, необходимо проверить настройки программатора. Для этого на верхней панели выбираем вкладку «Инструменты». В разделе «Плата», выберете Вашу плату. Это может быть Arduino Uno, Arduino Nano, Arduino Mega, Arduino Leonardo или другие. Также в разделе «Порт» необходимо выбрать Ваш порт подключения (тот порт, к которому вы подключили Вашу платформу). После этих действий, можете загружать скетч. Для этого нажмите на стрелочку или во вкладке «Скетч» выберете «Загрузка» (также можно воспользоваться сочетанием клавиш “Ctrl + U”). Прошивка платы завершена успешно.

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.

Arduino IDE что это за программа?

Arduino IDE — это программная среда разработки, использующая C++ и предназначенная для программирования всех плат ряда Ардуино (Arduino).

Аббревиатура IDE расшифровывается как Integrated Development Environment, в переводе – интегрированная среда разработки. С помощью этой среды программисты пишут программы, причем делают это гораздо быстрее и удобнее, чем при использовании обычных текстовых редакторов, хотя их тоже можно использовать для написания кода программ.

Arduino IDE позволяет составлять программы удобном текстовом редакторе, компилировать их в машинный код, и загружать на все версии платы Arduino. Приложение является полностью бесплатным, а скачать его можно на официальном сайте сообщества Arduino.

Интерфейс Arduino IDE сравнительно простой в освоении, его основой является C++ подобный язык программирования с предопределенными функциями. Для программирования Arduino используется упрощенная версия языка C++. Как и в других Cи-подобных языках программирования есть ряд правил написания кода. Так же как и C++ язык является жестко типизированным и компилируемым. Пример простого скетча для Arduino IDE:

 /* Blink Turns on an LED on for one second, then off for one second, repeatedly. This example code is in the public domain. */ // Pin 13 has an LED connected on most Arduino boards. // give it a name: int led = 13; // the setup routine runs once when you press reset: void setup() < // initialize the digital pin as an output. pinMode(led, OUTPUT); >// the loop routine runs over and over again forever: void loop() < digitalWrite(led, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level) delay(100); // wait for a second digitalWrite(led, LOW); // turn the LED off by making the voltage LOW delay(100); // wait for a second >

Так же Arduino IDE обладает широким спектром поддерживаемых плат: Arduino UNO, Arduino Nano, ESP32, ESP8266, семейство микроконтроллеров Attiny и т.д. Вы можете подключить любую поддержку плат через встроенный менеджер плат Arduino IDE:

На сегодняшний день с помощью Arduino IDE программируют всевозможные интерактивные, обучающие, экспериментальные, развлекательные модели и устройства.

Скачать Arduino IDE на официальном сайте arduiono.cc

При подготовке материала использовались источники:
https://habr.com/ru/articles/352806/
https://blog-programmista.ru/post/80-arduino-ide-cto-eto-za-programma.html