Программная среда Arduino IDE для разработки под Ардуино.

В последние годы кружки программирования и робототехники стали крайне популярны и доступны даже для учеников начальной школы. Это сделалось возможным благодаря применению графических сред программирования, которые, надо отметить, активно используются и крупными компаниями. Чтобы рассказать о графических средах программирования, мы выбрали три наиболее популярных из них.

Visuino

Visuino - это бесплатная графическая среда, работающая на базе совместимых с Arduino промышленных контроллеров (ПЛК) Controllino. Она дает возможность создания сложных систем автоматизации и решений IoT (Internet of Things, интернета вещей), причем сделать это можно, просто перемещая и соединяя визуальные блоки. Программная среда автоматически генерирует код для промышленных контроллеров.

Итак, что надо сделать. Выбираем компоненты (модули) с панели компонентов и перемещаем их в область проектирования. Затем их необходимо соединить и настроить свойства. Это делается с помощью инспектора объектов.

К плюсам Visuino относится большой набор компонентов для математических и логических функций, сервоприводов, дисплеев, интернета и пр.

Когда ПЛК запрограммирован, графическая среда подсказывает доступный способ подключения к контроллеру. Это может быть последовательный порт, Ethernet, Wi-Fi или GSM.

Наконец ваш проект готов: все контроллеры прописаны, все работает. Теперь, нажав на логотип Arduino, расположенный на верхней панели, вы заставите Visuino создать коды для Arduino и открыть среду его разработки (Arduino IDE), через которую уже можно скомпилировать код и загрузить его в ПЛК.

Совет. Если установленная плата не соответствует вашему Arduino, вы можете изменить ее с помощью команды «Select Board» (Выбрать панель).

Scratch

Эта графическая среда программирования была создана в 2003 году, когда группа сотрудников MIT Media Lab решила разработать язык программирования, доступный абсолютно для всех. В итоге через некоторое время публике был представлен Scratch.

Больше всего, пожалуй, он похож на Lego. По крайней мере, принцип тот же: это объектно ориентированная среда, в которой программы собираются из деталей, разноцветных и ярких. Эти детали можно перемещать, видоизменять, заставлять взаимодействовать различным образом. Основа Scratch - блоки команд, таких как сенсоры, переменные, движение, звук, операторы, внешность, перо, контроль и пр. Встроенный графический редактор дает возможность нарисовать любой объект. Не прошло и пяти лет с момента создания Scratch, как возник проект Scratch для Arduino (сокращённо - S4A), позволяющая программировать ПЛК Arduino.

К плюсам системы относится то, что она русифицирована и полностью локализована - любой желающий найдем множество данных по ней. Кроме того, работа в данной графической среде доступна даже для школьников младших классов, которые даже еще не слишком уверенно читают.

Совет. Для новичков в Scratch существует специальный ресурс: https://scratch-ru.info .

ArduBloсk

Когда человек уже полностью освоил Scratch, но еще не дорос до Wiring, на котором программируются Arduino-совместимые платы, самое время посоветовать ему написанный на Java инструмент ArduBloсk. Особенно хорош он для тех, кто увлекается робототехникой.

В чем же разница? Дело в том, что Scratch не умеет прошивать Arduino, он лишь управляет его ПЛК через USB. Таким образом, Arduino не может работать сам по себе, ведь он зависит от компьютера.

По сути, ArduBloсk - это промежуточный этап между детской Scratch и вполне профессиональной, хоть и доступной Visuino, поскольку так же, как последняя, обладает возможностью перепрошивки Arduino-совместимых контроллеров.

Совет. Не забудьте установить на свой ПК Java-машину . Это не займет много времени.

Итак, больше графических сред - хороших и разных. Да пребудет с вами Arduino.

Фото: компании-производители, pixabay.com

Все, кто начинает изучать Arduino, знакомы со средой разработки Arduino IDE. Оно позволяет писать скетчи, проверять корректность и загружать их в Ардуино. Но единственная ли это среда для разработки программ для Arduino? Вовсе нет! Давайте посмотрим, какие ещё есть варианты.

В данной статье мы рассмотрим 4 самые популярные среды разработки:

• Arduino IDE;
• Programino;
• CodeBlocks for Arduino.

1 Среда разработки Arduino IDE

Конечно же, эта среда разработки знакома каждому, кто хоть раз программировал для Arduino.

В ней имеется весь необходимый минимум для разработки программ: написание кода, проверка кода, компиляция, загрузка скетча в Ардуино, монитор последовательного порта. Все, кто работал в серьёзных «взрослых» средах разработки типа JetBrains IDEA, Microsoft Visual Studio или Quartus, наверняка отметят, что среда Arduino IDE довольно аскетична: ничего лишнего, и особых удобств она не предлагает.

2 Среда разработки Programino

Рассмотрим среду разработки PROGRAMINO . Это платная среда разработки, но её можно опробовать в течение 14-ти дней бесплатно. Programino, как и другие среды разработки, требует, однако, чтобы у вас была установлена Arduino IDE. При первом запуске программы следует в настройках указать путь к исполняемому файлу arduino.exe. Для этого идём в меню настройки: Options Editor Settings . Появится окно, в котором нужно будет указать пути к директории с Arduino IDE и сопутствующими библиотеками. Теперь мы готовы писать программы в Programino.

Язык, который используется в данной среде разработки - такой же, как и в оригинальной Arduino IDE - Си. То есть, по сути, если вы уже пишете скетчи в Arduino IDE, то вам не придётся изучать новый язык программирования, что является большим плюсом данной среды разработки.

Однако помимо этого, данная IDE предлагает такой удобный способ быстрой разработки как автодополнение кода. То есть, вам не придётся постоянно лазить в справочник по командам и методам Arduino. Вы начинаете набирать код, и среда разработки предложит вам выбрать из доступных вариантов тот, который вам нужен. Например, вы набираете "digi" и IDE предлагает вам варианты: "digitalRead", "digitalWrite" и другие возможные.

Давайте напишем простой скетч, в котором будем постоянно опрашивать один из аналоговых выводов Arduino и выводить считанные показания в последовательный порт.

Постарайтесь набирать скетч вручную, а не копировать и вставлять, чтобы прочувствовать удобство автодополнения кода Programino.

Const int pinA = A5; void setup() { pinMode(pinA, INPUT); Serial.begin(19200); } void loop() { int r = analogRead(pinA); Serial.println(r); delay(100); }

Что ещё интересного предлагает Programino IDE? В данной среде разработки имеются несколько дополнительных полезных инструментов, доступных через меню Tools . Например: блокнот, дизайнер LCD символов, преобразователь между DEC-BIN-HEX, терминал последовательного порта, аналоговый плоттер и другие.

Остановимся подробнее на инструменте Analog Plotter . Это средство позволяет визуализировать вам то, что приходит в COM-порт от Arduino.

Для работы плоттера в скетче нужно активизировать последовательный порт на скорости 19200 кб/сек. Аналоговые данные выводятся на плоттер с помощью команды Serial.println() .

Запустим аналоговый плоттер. Нажмём кнопку Connect для подключения к порту, к которому у нас подключён Arduino.

Этот инструмент может быть полезным, например, для отображения показаний во времени каких-нибудь аналоговых датчиков: температуры, влажности, давления, освещённости и других.

Перед записью скетча в память Arduino, следует указать тип используемой платы и порт, к которому она подключена через меню Hardware .

Для загрузки скетча в память Arduino нажмите в верхнем меню иконку с изображением загрузки. Programino загрузит скетч и в нижнем окне журнала покажет данные о размере скетча и оставшихся свободных ресурсах платы Ардуино.

3 Среда разработки B4R (Basic for Arduino)

Ещё одна интересная альтернатива Arduino IDE - B4R, или "Basic for Arduino" . Эта среда разработки уникальна тем, что использует язык Basic, а не Си. Она также поддерживает функцию автодополнения кода. Кроме того, она полностью бесплатна.

При первом запуске среда B4R также требует указать путь к директории с Arduino IDE и, при необходимости, дополнительным нестандартным библиотекам и общим модулям. Эти настройки можно задать и позже через меню Tools Configure Paths .

А также выбрать плату: Tools Board Selector :

Давайте напишем вот такой скетч и заодно немного ближе познакомимся со средой разработки.

В центральной части находится поле для редактирования кода. В правой - область вкладок и сами вкладки: доступных библиотек, модулей скетча, журнала и поиска. На приведённый фотографии открыта вкладка с журналом. Видно, что сюда выводятся сообщения, которые в программе задаются командой Log() . В данной среде разработки можно ставить точки останова, что весьма полезно в процессе отладки, а также использовать закладки для более быстрой навигации по коду.

Вы не сможете сразу начать программировать в этой среде разработки, т.к. она использует другой, более объектно-ориентированный язык, чем классическая Arduino IDE, с другим синтаксисом. Тем не менее, удобство этой среды и наличие хорошего руководства от разработчиков полностью окупает эти недостатки.

4 Среда разработки Codeblocks for Arduino

Существуют и другие среды разработки для Arduino кроме перечисленных. Например, CodeBlocks . Основное её отличие от описанных IDE - возможность писать код для микроконтроллеров и некоторых других платформ, не только для Arduino. Более подробно описывать её не буду, проще почитать информацию на официальном сайте и файлы справки.

Теперь мы знаем, что существуют альтернативные, гораздо более удобные, среды разработки, чем классическая Arduino IDE. Их использование может существенно упростить и ускорить написание ваших собственных скетчей.

Рассмотрим начало работы с Arduino в операционной системе Windows на примере Arduino Uno . Для других плат разница минимальна - эти особенности перечислены на страницах описания конкретных плат.

1. Установка Arduino IDE

Шаг 1

Выберите версию среды в зависимости от операционной системы.

Шаг 2

Нажмите на кнопку «JUST DOWNLOAD» для бесплатной загрузки Arduino IDE.

2. Запуск Arduino IDE

Запустите среду программирования Arduino IDE.

Arduino IDE не запускается?

Вероятней всего, на компьютере некорректно установлена JRE - Java Runtime Environment. Для решения проблемы

3. Подключение платы к компьютеру

Операционная система распознала плату Arduino как COM-порт и назначила номер 2 . Если вы подключите к компьютеру другую плату Arduino, операционная система назначит ей другой номер. Если у вас несколько плат Arduino, очень важно не запутаться в номерах COM-портов.

Что-то пошло не так?

После подключения Arduino к компьютеру, в диспетчере устройств не появляются новые устройства? Это может быть следствием следующих причин:

Неисправный USB-кабель или порт

Блокировка со стороны операционной системы

Неисправная плата Arduino

4. Настройка Arduino IDE

Для настойки среды Arduino IDE с конкретной платформой Arduino - необходимо выбрать название модели Arduino и номер присвоенного плате COM-порта.

В рассмотренном примере мы выбрали плату Arduino Uno. В вашем случае выбирайте конкретно вашу модель Arduino.

Поздравляем, среда Arduino IDE настроена для прошивки платы Arduino.

Что-то пошло не так?

Среда настроена, плата подключена. Пора прошивать платформу.

Arduino IDE содержит большой список готовых примеров в которых можно быстро подсмотреть решение какой-либо задачи. Выберем самый распространенный пример - «Blink».

Немного модифицируем код, чтобы увидеть разницу с заводским миганием светодиода.

Заменим строчку:

Delay(1000 ) ;

Delay(100 ) ;

Полная версия кода:

Теперь светодиод «L» должен загораться и гаснуть каждые 100 миллисекунд - в 10 раз быстрее исходной версии. Загрузите скетч в Arduino и проверьте.
После загрузки светодиод начнёт мигать быстрее. Всё получилось.

Что-то пошло не так?

В результате загрузки появляется ошибка вида: avrdude: stk500_get sync(): not in sync: resp = 0x00 ? Значит Arduino настроена некорректно. Вернитесь к предыдущим пунктам и убедитесь в том, что устройство было корректно распознано операционной системой, а в Arduino IDE установлены правильные настройки COM-порта и модели платы.

Скриншоты

Для того что бы создавать свои проекты на базе Arduino, вам будет необходимо писать прошивки и загружать их в ваш микроконтроллер. Эти функции позволяет выполнить среда разработки Arduino IDE. Есть и другие способы написания прошивок и загрузки скетчей в ардуинку, но самый простой — это использовать Arduino IDE. Далее я расскажу где можно скачать и какую версию лучше установить, как настроить и как пользоваться этой программой.

Cкачать Arduino IDE

Самый безопасный и надежный источник — это, конечно же, официальный сайт , но вы можете скачать самые популярные версии на этой странице по ссылкам выше. Самая свежая версия на момент написания статьи 1.8.2. Вы можете скачать ее, но многие рекомендуют скачивать версию 1.6.5, потому что она считается самой стабильной. Так же существует классическая версия Иде 1.0.6. Она не поддерживает работу с Arduino Yún и Arduino DUE. Так же эта линейка версий программ больше не поддерживается сообществом и обновляться не будет.

Для Windows есть возможность загрузки архива (Windows) и инсталлятора (Windows Installer). Архив можно использовать как Portable версию. А если вы устанавливаете среду разработки ардуино на свое постоянное рабочее место, то лучше выбрать Windows Installer.

Я использую последнюю версию, но у нее есть трудности при работе из другого редактора. Я долго пытался настроить функции программы в редакторе Sublime Text 3. Работать такая связка абсолютно не хотела, поэтому я просто отказался от этой идеи и оставил все как есть. Если вы хотите использовать свой любимый редактор, то лучше скачивайте версию 1.6.5.

Для загрузки выберите необходимую версию, подходящую под вашу операционную систему. Далее откроется страница с добровольными пожертвованиями. Arduino IDE является бесплатной программой. Вы можете просто скачать ее нажав на серую надпись «Just Download», или можете отблагодарить разработчиков добровольным взносом.

Если вы скачали архив, то просто распакуйте его и запустите Arduino.exe.

Если вы скачали установочный файл то вам необходимо выполнить стандартную установку. Процесс установки очень прост и не займет много времени, но для полноты статьи я распишу его подробно.

Запускаем установочный файл. Соглашаемся с условиями лицензионного соглашения (естественно после прочтения).

Выбираем необходимые модули программы. Первые два должны быть отмечены обязательно. Остальные на ваше усмотрение.

Во время установки может появиться окно с предложением установки драйвера USB-to-serial. Соглашаемся и ждем окончания установки. На этом весь процесс завершен. Осталось настроить среду разработки и можно творить.

Настройка Arduino IDE

После установки необходимо настроить программу. Сделать это очень легко:

1. Сначала подключите вашу ардуинку к компьютеру с помощью USB кабеля.

2. Потом перейдите в «Пуск >> Панель управления >> Диспетчер устройств «. Там надо найти «Порты COM и LPT». В этом списке будет указана ваша arduino и порт к которому она подключена (COM2). Запомните это значение.

Если вашего микроконтроллера нет в списке, или он показан как неопознанное устройство, значит драйвер установлен неправильно, или у вас китайская плата с чипом CH340. Это не проблема. Просто вам нужен другой драйвер. Где его скачать и как установить я рассказал в

3. Теперь запускаем Arduino IDE и сразу идем в меню «Инструменты >> Порт «. Там необходимо выбрать тот COM порт, который вы запомнили.

На этом настройка закончена. Не забывайте, что эти настройки придется менять если вы подключите плату к другому USB порту или будите использовать другую плату.

Использование Arduino IDE

Программа очень проста в использовании. Для того что бы убедиться, что все работает правильно зальем свой первый скетч на микроконтроллер. Для этого используем стандартный пример с мигающим светодиодом. В среде разработки есть множество готовых примеров. Этим мы и воспользуемся.

Потом нажимаем кнопку «Загрузить» и ожидаем окончания загрузки скетча. После загрузки сразу должен начать мигать встроенный светодиод. Это значит что все работает так как надо. Теперь вы можете писать свои прошивки или использовать готовые. Описание функций языка программирования Arduino есть на странице моего сайта