Подключение Arduino и настройка. Программная среда Arduino IDE для разработки под Ардуино

Arduino – это программа-контроллер для программирования различных автоматических устройств.

Применение

Программное обеспечение Arduino состоит из нескольких частей – среды разработки и платы. Для начала Вам нужно будет скачать программу. С ее загрузкой и использованием проблем возникнуть не должно, так как софт распространяется совершенно бесплатно и имеет русскоязычную локализацию. После этого следует купить специальную плату. Имейте в виду, что без ее приобретения в установке софта нет никакого смысла.

Сама же плата нужна для того, чтобы подключать к ней различные элементы вроде лампочек, моторчиков, датчиков, динамиков и прочих деталей. Ну а с помощью контроллера можно будет написать программу, которая всем этим созданным устройством будет управлять. Помимо всего прочего, Arduino умеет подключаться к ПО, установленному на компьютере пользователя. Среди тех программ, с которыми она интегрируется - Pure Data, Macromedia Flash, Super Collider и несколько других.

Интерфейс

Интерфейс у Arduino довольно лаконичный. На верхней панели можно найти кнопки "Файл", "Правка","Скетч", "Сервис" и "Справка". Под ними также расположено несколько функциональных клавиш, чей функционал можно понять по присутствующим на них иконкам. Среда разработки включает в себя немного примитивный редактор кода, компилятор и модуль, с помощью которого можно загружать прошивки на плату, используя для этого USB-кабель. Чтобы воспользоваться всеми этими модулями, необходимо владеть языком программирования С++, так как написание прошивок будет происходить именно на "плюсах".

Ключевые особенности

• позволяет создавать роботизированные устройства и полностью управлять ими;
• при установке ПО следует дополнительно купить плату и USB;
• подходит для использования начинающими программистами;
• взаимодействует с некоторыми из установленных на ПК программ;
• при программировании использует язык С++;
• поддерживает все актуальные версии Windows;
• включает в себя компилятор и инструменты дебаггинга;
• имеет очень прагматичную графическую оболочку.

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

× Close

Arduino IDE - это бесплатная среда разработки для платформы Arduino, содержащая редактор кода, компилятор и модуль передачи прошивки в плату. Эта среда прекрасно подойдет для программистов, которые предпочитают языки программирования C и C++. Программы (скетчи), написанные с помощью Arduino IDE, обрабатываются препроцессором, а затем компилируются в AVR-GCC.

Среда разработки Arduino поставляется вместе с библиотекой программ, которая называется «Wiring», берущей начало от проекта Wiring, который позволяет делать много стандартных операций ввода/вывода гораздо проще.

В общем, Arduino позволяет создать электронные устройства, имеющие возможность принимать сигнал от различных цифровых и аналоговых датчиков, подключенных к ним, а также управлять различными исполнительными устройствами. Основанные на Arduino проекты могут работать самостоятельно или взаимодействовать с программным обеспечением на ПК.

Основные преимущества Arduino IDE для Windows

Среди подобных по функциям программ Arduino IDE отличается доступностью, понятностью для новичков и широким спектром возможностей для профессионалов. Программа имеет удобный для использования и понимания интерфейс. Она совместима с различными версиями операционных систем Windows. Поэтому, используя стандартные библиотеки, каждый начинающий в считанные минуты может создать простенький проект.

Важно и то, что в этой среде разработки предусмотрены все основные инструменты, необходимые для работы. Среди ее функций является, например сохранение, экспорт, поиск, проверка, замена скетчей.

Основные недостатки

Пользователи отмечают, что некоторые версии Arduino IDE работают нестабильно. Также не стоит надеяться, что с этой программой можно создать серьезный проект. Arduino IDE скорее подходит для хобби-проектов.

Инсталляция

• загрузите программное обеспечение по ссылке;
• откройте скачанный файл;
• выполните команды, посмотрите в окне установки.

Что нового

• Исправлено: IDE не запускается, если library_index.json развращен.
• Исправлено: IDE не запускается, если найдена библиотека с недопустимой версией.
• Исправлено: ошибки с ошибкой в очень сложных зарисовках (например, прошивка Marlin).
• Исправлено: улучшен диалог, объясняющий, что теперь требуется MacOSX 10.8.
• Исправлено: Медленные меню «Файл» и «Инструменты» в MacOSX.
• Исправлено: поведение Weird Board Manager, если ядро AVR понижено до версии раньше 1.6.22.
• Улучшенное удобство использования при первом использовании, если пользователь не выбирает последовательный порт.
• Пользовательское меню «Инструменты» теперь сохраняет порядок, определенный в файле boards.txt.
• AVR: Исправлены предупреждения EEPROM.
• AVR: трактуйте «сужение преобразования» как предупреждение, а не ошибку. Это заставит некоторые библиотеки скомпилировать снова.

Среда разработки Arduino состоит из встроенного текстового редактора программного кода, области сообщений, окна вывода текста(консоли), панели инструментов с кнопками часто используемых команд и нескольких меню. Для загрузки программ и связи среда разработки подключается к аппаратной части Arduino.

Скачать

Мониторинг последовательной шины (Serial Monitor)

Отображает данные посылаемые в платформу Arduino (плата USB или плата последовательной шины). Для отправки данных необходимо ввести текст и нажать кнопку Send или Enter. Затем выбирается скорость передачи из выпадающего списка, соответствующая значению Serial.begin в скетче. На ОС Mac или Linux платформа Arduino будет перезагружена (скетч начнется сначала) при подключении мониторинга последовательной шины.

Имеется возможность обмена информацией с платформой через программы Processing, Flash, MaxMSP и т.д. (см. подробности на странице описаний интерфейсов).

Настройки

Некоторые настройки изменяются в окне Preferences (меню Arduino в ОС Mac или File в ОС Windows и Linux). Остальные настройки находятся в файле, месторасположение которого указано в окне Preferences.

Платформы

Выбор платформы влияет на: параметры (напр.: скорость ЦП и скорость передачи данных), используемые при компиляции и загрузке скетчей и на настройки записи загрузчика (Bootloader) микроконтреллера. Некоторые характеристики платформ различаются только по последнему параметру (загрузка Bootloader), таким образом, даже при удачной загрузке с соответствующим выбором может потребоваться проверка различия перед записью загрузчика (Bootloader).

• Arduino BT
  Тактовая частота ATmega168 16 МГц. Загрузка Bootloader происходит совместно с кодами для инициализации модуля Bluetooth.

• LilyPad Arduino с ATmega328
  Тактовая частота ATmega328 8 МГц (3.3 В) с возможность автоматической перезагрузки. Соответствует Arduino Pro или Pro Mini (3.3 В, 8 МГц) с ATmega328.

• LilyPad Arduino с ATmega168
  Тактовая частота ATmega168 8 МГц.

  Загруженный Bootloader имеет длинный таймаут (при перезагрузке светодиод пина 13 мигает три раза), т.к. оригинальные версии LilyPad не поддерживают автоматическую перезагрузку. Также не поддерживаются внешние часы и, следовательно, Bootloader конфигурирует загрузку внутренних 8 МГц часов в ATmega168.

  При наличии поздних версий LilyPad (с 6-контакным программным вводом) перед загрузкой Bootloader требуется выбрать Arduino Pro или Pro Mini (8 MHz) с ATmega168.

• Arduino Pro или Pro Mini (3.3 В, 8 МГц) с ATmega328
  Тактовая частота ATmega328 8 МГц (3.3 В) с возможность автоматической перезагрузки. Соответствует LilyPad Arduino с ATmega328.

• Arduino Pro или Pro Mini (3.3 В, 8 МГц) с ATmega168
  Тактовая частота ATmega168 8 МГц (3.3 В) с возможность автоматической перезагрузки.

• Arduino NG или предыдущие версии с ATmega168
  Тактовая частота ATmega168 16 МГц без возможности автоматической перезагрузки. Компиляция и загрузка соответствует Arduino Diecimila или Duemilanove с ATmega168, но загрузка Bootloader имеет длинный таймаут (при перезагрузке светодиод пина 13 мигает три раза).

• Arduino NG или предыдущие версии с ATmega8
  Тактовая частота ATmega8 16 МГц без возможности автоматической перезагрузки.

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