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:
Важно заметить, что обязательную в С++ функцию main() процессор Arduino создаёт сам. И результатом того, что видит программист есть:
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.
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.
Аrduino для начинающих
В этой статье я решал собрать полное пошаговое руководство для начинающих Arduino. Мы разберем что такое ардуино, что нужно для начала изучения, где скачать и как установить и настроить среду программирования, как устроен и как пользоваться языком программирования и многое другое, что необходимо для создания полноценных сложных устройств на базе семейства этих микроконтроллеров.
Тут я постараюсь дать сжатый минимум для того, что бы вы понимали принципы работы с Arduino. Для более полного погружения в мир программируемых микроконтроллеров обратите внимание на другие разделы и статьи этого сайта. Я буду оставлять ссылки на другие материалы этого сайта для более подробного изучения некоторых аспектов.
Что такое Arduino и для чего оно нужно?
Arduino — это электронный конструктор, который позволяет любому человеку создавать разнообразные электро-механические устройства. Ардуино состоит из программной и аппаратной части. Программная часть включает в себя среду разработки (программа для написания и отладки прошивок), множество готовых и удобных библиотек, упрощенный язык программирования. Аппаратная часть включает в себя большую линейку микроконтроллеров и готовых модулей для них. Благодаря этому, работать с Arduino очень просто!
С помощью ардуино можно обучаться программированию, электротехнике и механике. Но это не просто обучающий конструктор. На его основе вы сможете сделать действительно полезные устройства.
Начиная с простых мигалок, метеостанций, систем автоматизации и заканчивая системой умного дома, ЧПУ станками и беспилотными летательными аппаратами. Возможности не ограничиваются даже вашей фантазией, потому что есть огромное количество инструкций и идей для реализации.
проекты на Arduino
Стартовый набор Arduino
Для того что бы начать изучать Arduino необходимо обзавестись самой платой микроконтроллера и дополнительными деталями. Лучше всего приобрести стартовый набор Ардуино, но можно и самостоятельно подобрать все необходимое. Я советую выбрать набор, потому что это проще и зачастую дешевле. Вот ссылки на лучшие наборы и на отдельные детали, которые обязательно пригодятся вам для изучения:
| Базовый набор ардуино для начинающих: | Купить |
| Большой набор для обучения и первых проектов: | Купить |
| Набор дополнительных датчиков и модулей: | Купить |
| Ардуино Уно самая базовая и удобная модель из линейки: | Купить |
| Беспаечная макетная плата для удобного обучения и прототипирования: | Купить |
| Набор проводов с удобными коннекторами: | Купить |
| Комплект светодиодов: | Купить |
| Комплект резисторов: | Купить |
| Кнопки: | Купить |
| Потенциометры: | Купить |
Среда разработки Arduino IDE
Для написания, отладки и загрузки прошивок необходимо скачать и установить Arduino IDE. Это очень простая и удобная программа. На моем сайте я уже описывал процесс загрузки, установки и настройки среды разработки. Поэтому здесь я просто оставлю ссылки на последнюю версию программы и на статью с подробной инструкцией.
Язык программирования Ардуино
Когда у вас есть на руках плата микроконтроллера и на компьютере установлена среда разработки, вы можете приступать к написанию своих первых скетчей (прошивок). Для этого необходимо ознакомиться с языком программирования.
Для программирования Arduino используется упрощенная версия языка C++ с предопределенными функциями. Как и в других Cи-подобных языках программирования есть ряд правил написания кода. Вот самые базовые из них:
- После каждой инструкции необходимо ставить знак точки с запятой (;)
- Перед объявлением функции необходимо указать тип данных, возвращаемый функцией или void если функция не возвращает значение.
- Так же необходимо указывать тип данных перед объявлением переменной.
- Комментарии обозначаются: // Строчный и /* блочный */
Подробнее о типах данных, функциях, переменных, операторах и языковых конструкциях вы можете узнать на странице по программированию Arduino. Вам не нужно заучивать и запоминать всю эту информацию. Вы всегда можете зайти в справочник и посмотреть синтаксис той или иной функции.
Все прошивки для Arduino должны содержать минимум 2 функции. Это setup() и loop().
Функция setup
Функция setup() выполняется в самом начале и только 1 раз сразу после включения или перезагрузки вашего устройства. Обычно в этой функции декларируют режимы пинов, открывают необходимые протоколы связи, устанавливают соединения с дополнительными модулями и настраивают подключенные библиотеки. Если для вашей прошивки ничего подобного делать не нужно, то функция все равно должна быть объявлена. Вот стандартный пример функции setup():
В этом примере просто открывается последовательный порт для связи с компьютером и пины 9 и 13 назначаются входом и выходом. Ничего сложного. Но если вам что-либо не понятно, вы всегда можете задать вопрос в комментариях ниже.
Функция loop
Функция loop() выполняется после функции setup(). Loop в переводе с английского значит «петля». Это говорит о том что функция зациклена, то есть будет выполняться снова и снова. Например микроконтроллер ATmega328, который установлен в большинстве плат Arduino, будет выполнять функцию loop около 10 000 раз в секунду (если не используются задержки и сложные вычисления). Благодаря этому у нас есть большие возможности.
Макетная плата Breadbord
Вы можете создавать простые и сложные устройства. Для удобства я советую приобрести макетную плату (Breadbord) и соединительные провода. С их помощью вам не придется паять и перепаивать провода, модули, кнопки и датчики для разных проектов и отладки. С беспаечной макетной платой разработка становится более простой, удобной и быстрой. Как работать с макетной платой я рассказывал в этом уроке. Вот список беспаечных макетных плат:
| Макетная плата на 800 точек с 2 шинами питания, платой подачи питания и проводами: | Купить |
| Большая макетная плата на 1600 точек с 4 шинами питания: | Купить |
| Макетная плата на 800 точек с 2 шинами питания: | Купить |
| Макетная плата на 400 точек с 2 шинами питания: | Купить |
| Макетная плата на 170 точек: | Купить |
| Соединительные провода 120 штук: | Купить |
Первый проект на Arduino
Давайте соберем первое устройство на базе Ардуино. Мы просто подключим тактовую кнопку и светодиод к ардуинке. Схема проекта выглядит так:
Управление яркостью светодиода
Обратите внимание на дополнительные резисторы в схеме. Один из них ограничивает ток для светодиода, а второй притягивает контакт кнопки к земле. Как это работает и зачем это нужно я объяснял в этом уроке.
Для того что бы все работало, нам надо написать скетч. Давайте сделаем так, что бы светодиод загорался после нажатия на кнопку, а после следующего нажатия гас. Вот наш первый скетч:
В этом скетче я создал дополнительную функцию debounse для подавления дребезга контактов. О дребезге контактов есть целый урок на моем сайте. Обязательно ознакомьтесь с этим материалом.
ШИМ Arduino
Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) — это процесс управления напряжением за счет скважности сигнала. То есть используя ШИМ мы можем плавно управлять нагрузкой. Например можно плавно изменять яркость светодиода, но это изменение яркости получается не за счет уменьшения напряжения, а за счет увеличения интервалов низкого сигнала. Принцип действия ШИМ показан на этой схеме:
ШИМ ардуино
Когда мы подаем ШИМ на светодиод, то он начинает быстро зажигаться и гаснуть. Человеческий глаз не способен увидеть это, так как частота слишком высока. Но при съемке на видео вы скорее всего увидите моменты когда светодиод не горит. Это случится при условии что частота кадров камеры не будет кратна частоте ШИМ.
В Arduino есть встроенный широтно-импульсный модулятор. Использовать ШИМ можно только на тех пинах, которые поддерживаются микроконтроллером. Например Arduino Uno и Nano имеют по 6 ШИМ выводов: это пины D3, D5, D6, D9, D10 и D11. В других платах пины могут отличаться. Вы можете найти описание интересующей вас платы в этом разделе.
Для использования ШИМ в Arduino есть функция analogWrite(). Она принимает в качестве аргументов номер пина и значение ШИМ от 0 до 255. 0 — это 0% заполнения высоким сигналом, а 255 это 100%. Давайте для примера напишем простой скетч. Сделаем так, что бы светодиод плавно загорался, ждал одну секунду и так же плавно угасал и так до бесконечности. Вот пример использования этой функции:
Аналоговые входы Arduino
Как мы уже знаем, цифровые пины могут быть как входом так и выходом и принимать/отдавать только 2 значения: HIGH и LOW. Аналоговые пины могут только принимать сигнал. И в отличии от цифровых входов аналоговые измеряют напряжение поступающего сигнала. В большинстве плат ардуино стоит 10 битный аналогово-цифровой преобразователь. Это значит что 0 считывается как 0 а 5 В считываются как значение 1023. То есть аналоговые входы измеряют, подаваемое на них напряжение, с точностью до 0,005 вольт. Благодаря этому мы можем подключать разнообразные датчики и резисторы (терморезисторы, фоторезисторы) и считывать аналоговый сигнал с них.
Для этих целей в Ардуино есть функция analogRead(). Для примера подключим фоторезистор к ардуино и напишем простейший скетч, в котором мы будем считывать показания и отправлять их в монитор порта. Вот так выглядит наше устройство:
Подключение фоторезистора к Ардуино
В схеме присутствует стягивающий резистор на 10 КОм. Он нужен для того что бы избежать наводок и помех. Теперь посмотрим на скетч:
Вот так из двух простейших элементов и четырех строк кода мы сделали датчик освещенности. На базе этого устройства мы можем сделать умный светильник или ночник. Очень простое и полезное устройство.
Вот мы и рассмотрели основы работы с Arduino. Теперь вы можете сделать простейшие проекты. Что бы продолжить обучение и освоить все тонкости, я советую прочитать книги по ардуино и пройти бесплатный обучающий курс. После этого вы сможете делать самые сложные проекты, которые только сможете придумать.
Начало работы с Arduino IDE и платой Arduino
Что такое Arduino IDE? Как мы знаем, для успешной работы нам необходимы текстовый редактор для написания кода программы, компилятор для преобразования кода программы в машинный код/бинарный файл и программное обеспечение для загрузки этого кода в микроконтроллер. Когда все эти функции мы объединяем в одном программном продукте, добавляя в него ряд дополнительных функций (поддержка консоли, отладка программы и т.п.), мы получаем интегрированную среду разработки (в англ. Integrated Development Environment, IDE). Соответственно, Arduino IDE, как следует из ее названия, является интегрированной средой разработки для плат Arduino. Она состоит из продвинутого редактора кода программы, компилятора, программатора, последовательной консоли, последовательного плоттера и многих других полезных инструментов. И при этом она легка в освоении и использовании.
Arduino IDE является кроссплатформенным программным продуктом и может работать на операционных системах Linux и Windows. Ее можно даже использовать в операционной системе платы Raspberry Pi. (. ) Мы можем программировать платы с помощью Arduino IDE и языка Arduino (в некоторых источниках его называют Wiring), который является производным от языков программирования C/C++.
Данная статья посвящена началу работы с Arduino IDE. У нас на сайте уже есть достаточно популярная статья про начало работы с платой Arduino, но в ней основное внимание уделено именно работе с платой Arduino, вопросы работы с Arduino IDE в ней рассмотрены в меньшей степени, чем в данной статье. Также для начинающих рекомендуем прочитать статью про наиболее распространенные ошибки при работе с платой Arduino.
Альтернативами Arduino IDE, которые могут заместить практически все ее функции, являются Arduino Web Editor и PlatformIO.
Как установить Arduino IDE
Установка Arduino IDE отличается исключительной простотой. Вначале скачайте Arduino IDE с официального сайта. Доступны ее различные версии для операционных систем Windows, Mac и Linux. Также возможны ее два варианта – Arduino IDE 1.x и Arduino IDE 2.x. В большинстве своем различия между этими двумя вариантами обусловлены различным видом графического интерфейса пользователя (GUI). В данной статье мы будем использовать ее классический вариант 1.X.
Для установки Arduino IDE выполните следующую последовательность действий:
- по вышеприведенной ссылке скачайте установщик Arduino IDE для необходимой вам операционной системы;
- запустите на выполнение скачанный .exe файл;
- согласитесь с условиями лицензии, выберите должна ли Arduino IDE быть установлена для всех пользователей или нет и нажмите “Next” для продолжения;
- выберите путь для установки Arduino IDE или оставьте его по умолчанию (какой предлагает установщик) и нажмите на “Install”;
- подождите пока закончится процесс установки, затем нажмите на “Close”.
Установка драйвера для Arduino
Один из наиболее частых вопросов, который озадачивает начинающих – это установка драйвера для работы с платами Arduino. Но в настоящее время вам уже не стоит беспокоиться об этом вопросе потому что установщик самостоятельно скачивает все необходимые для работы Arduino IDE файлы и автоматически устанавливает необходимый драйвер при подключении платы Arduino к компьютеру.
Подключение платы Arduino к компьютеру
Для подключения платы Arduino к компьютеру просто подсоедините соответствующий кабель к плате Arduino, а другой его конец подсоедините к USB порту вашего компьютера. При этом на плате Arduino должен загореться светодиод, свидетельствующий о подаче на нее питания. После этого операционная система автоматически установит драйвер для работы с платой.
Основы работы с Arduino IDE
После завершения процесса установки Arduino IDE вы можете запустить ее при помощи ярлыка быстрого запуска на рабочем столе или из меню Start. На следующем рисунке показан интерфейс запущенной Arduino IDE.
Выбор платы Arduino
Прежде чем начать компиляцию программы в Arduino IDE очень важно выбрать в ней правильную плату Arduino, с которой вы работаете. Для этого выберите пункт меню “Tools” -> “Board” -> “Arduino AVR Boards” и в нем выберите вашу плату Arduino.
Выбор порта подключения платы Arduino
Также перед началом работы в Arduino IDE необходимо выбрать правильный последовательный (COM) порт, к которому подключена плата Arduino. Иначе вы не сможете загрузить код программы в плату. Для выбора номера порта откройте пункт меню “Tools” -> “Port” и в нем выберите правильный COM порт, к которому подключена плата. Если в этом пункте меню вы видите несколько COM портов и вы не знаете какой из них выбрать, отключите плату Arduino от USB порта и заново откройте этот пункт меню. COM порт, который при этом исчезнет из данного пункта меню, и будет правильным COM портом. Заново подключите плату к USB порту и выберите правильный COM порт.
Также, чтобы не отключать плату Arduino от USB порта, можно посмотреть COM порт, к которому она подключена, в диспетчере устройств операционной системы Windows.
Код программы мигания светодиодом
Самым простым способом проверить работу платы Arduino является загрузка в нее кода программы мигания светодиодом. Чтобы открыть код программы мигания светодиодом выберите в Arduino IDE пункт меню Files -> Examples -> Basics -> Blink.
После выбора этого пункта меню откроется новое окно с кодом программы мигания светодиода. В коде данной программы вы можете увидеть две функции: void setup() и void loop() . Функция void setup() – это самая первая функция, которая вызывается (исполняется) когда на плату Arduino подается питание. Обычно в теле данной функции производится объявление необходимых глобальных переменных, установка режимов работы используемых контактов и инициализация различных устройств, подключенных к плате Arduino. Тело функции void loop() исполняется в непрерывном бесконечном цикле, в него вы можете добавить все команды, которые необходимо исполнять непрерывно.
В коде нашей программы мигания светодиодом в функции void setup() присутствует команда:
Урок 2. Работа со средой Arduino IDE
Это второй урок из цикла «Знакомство с Arduino». В этом уроке Вы научитесь работать со средой Arduino IDE.
Для урока Вам понадобится компьютер с доступом в Интернет и любой модуль Arduino.
Многие слышали о таких модулях как Arduino. Появляется вопрос: с чего же начать его изучение? Театр начинается с вешалки, а знакомство с Arduino начинается со среды разработки Arduino IDE.
Давайте найдём ответ на вопрос: зачем нам всё таки нужна эта IDE? Ответ достаточно прост. Среда Arduino IDE необходима для разработки программ и их записи в модули Arduino (и не только).
С предназначением IDE разобрались, теперь давайте изучим, что же она из себя представляет.
Чтобы подробнее разобраться со средой Arduino IDE, дорогой читатель, её нужно скачать и установить (если её нет на компьютере).
Среда разработки Arduino IDE состоит из следующих компонентов:
- Текстовый редактор кода программы (1);
- Область сообщений (2);
- Консоль (3);
- Панель инструментов (4);
- Панель с часто используемыми командами (5).
Написанная в среде ArduinoIDE программа называется «скетч». Сама программа пишется в текстовом редакторе. В области сообщений выводятся ошибки и пояснения. В консоли отображается полный отчёт о компиляции программы, различные ошибки, подсказки и другая полезная информация. Панель инструментов представляет собой набор полезных функций при разработке программы. На панели с часто используемыми командами всего несколько кнопок, но они являются самыми основными при разработке программы.
Подробно останавливаться на предназначении каждого пункта меню мы не будем, а рассмотрим только самые необходимые функции. Более подробно о каждом пункте меню можно прочитать здесь.
Язык программирования Arduino:
Фактически нет особого языка программирования Arduino. Модули Arduino программируются на C/C++. Особенности программирования сводятся к тому, что существует набор библиотек, включающий некоторые функции (pinMode, digitalWrite и т.д.) и объекты (Serial), которые значительно облегчают процесс написания программы.
Настройка среды Arduino IDE:
Открыть настройки среды можно из пункта меню Файл -> Настройки или с помощью комбинации клавиш Ctrl + ,
В меню настроек можно изменить путь сохранения программ по умолчанию, изменить размер шрифтов и т.д.
Различные примеры:
Одной из особенностей Arduino IDE является довольно обширная база различных примеров, что очень удобно для начинающих. Открыть пример можно из пункта меню Файл -> Примеры.
Создание новой программы:
Итак, с настройками среды мы разобрались. Что теперь? А сейчас нужно создать новую программу. Это можно сделать несколькими способами:
- из пункта меню Файл -> Новый;
- при помощи комбинации клавиш Ctrl + N;
- из панели с часто используемыми командами
Сохранение программы:
Допустим мы написали программу. Далее нужно сохранить. Сделать это можно несколькими способами:
- из пункта меню Файл -> Сохранить;
- при помощи комбинации клавиш Ctrl + S;
- из панели с часто используемыми командами
Теперь нужно только ввести имя вашей программы (оно не должно содержать русских символов!) и выбрать место, куда её сохранить. Сохранённая программа автоматически помещается в одноимённую папку, которая создаёт сама Arduino IDE.
Открытие программы:
Теперь мы научились создавать и сохранять программу. Но как теперь открыть сохранённую программу? Для этого в Arduino IDE предусмотрено несколько способов:
- из пункта меню Файл -> Открыть;
- при помощи комбинации клавиш Ctrl + O;
- из панели с часто используемыми командами
В открывшимся окошке нужно выбрать папку, в которой находится нужная программа.
Редактирование текста программы:
Удобный редактор текста программы очень важен при разработке какой-либо программы. В Arduino IDE он довольно неплох, однако уступает конкурентам, таким как Eclipse, Visual Studio и т.д. Однако, его вполне достаточно. В редакторе присутствуют все основные команды, необходимые при редактировании кода. Они находятся в меню Правка. Для самых часто используемых команд (копировать, ставить и т.д.) существуют комбинации, способствующие быстрому доступу к нужной команде правки, что очень удобно. Другими отличительными особенностями встроенного редактора кода являются возможность копирования кода для форумов и в html формате, что позволяет делится Вашими программами, сохраняя наглядность разметки в виде BB кодов или html разметки соответственно.
Давайте остановимся на основных командах, необходимых для редактирования программы:
- Копировать. Пункт меню Правка -> Копировать или комбинация клавиш Ctrl + C;
- Вставить. Пункт меню Правка -> Вставитьили комбинация клавиш Ctrl + V;
- Вырезать. Пункт меню Правка -> Вырезатьили комбинация клавиш Ctrl + X;
- Выделить всё. Пункт меню Правка -> Выделить всёили комбинация клавиш Ctrl + A;
- Найти. Пункт меню Правка -> Найтиили комбинация клавиш Ctrl + F;
- Отменить. Пункт меню Правка -> Отменитьили комбинация клавиш Ctrl + Z;
- Вернуть. Пункт меню Правка -> Вернутьили комбинация клавиш Ctrl + Y;
- Форматировать текст программы. Пункт меню Инструменты -> АвтоФорматированиеили комбинация клавиш Ctrl + T. Эта команда позволяет исправить неточности в разметке программы и привести её в более читабельный вид.
Дорогой читатель, удобнее и быстрее всего пользоваться комбинациями клавиш при редактировании текста программы.
Подключение библиотеки:
Давайте разберёмся, что же такое библиотека. Библиотека — это набор функций, предназначенных для того, чтобы максимально упростить работу с различными модулями, датчиками и т.д. Например, библиотека LowPower позволяет легко управлять режимами энергосбережения модулей Arduino. Существует огромное количество различных модулей и датчиков. Но как ими управлять? Для этого разработаны специальные библиотеки, которые значительно облегчают работу. Но перед тем, как использовать дополнительные библиотеки, необходимо установить и подключить их. А как подключить библиотеку, спросите Вы? Есть несколько способов:
- через среду Arduino IDE. Для этого перейдите в меню Скетч -> Подключить библиотеку.
Если нужная библиотека есть в списке, то необходимо просто кликнуть на неё мышкой и она автоматически подключится к Вашей программе. А что же делать, если нужной библиотеки нет в списке? В таком случае перейдите во вкладку Скетч -> Подключить библиотеку -> Управление библиотеками. Перед Вами откроется следующее окошко:
В правом верхнем углу необходимо ввести название нужно библиотеки. Далее, из списка надо выбрать нужную библиотеку, её версию и нажать кнопку установить. Обратите внимание, что есть возможность отсортировать результаты поиска (вкладки Тип и Тема). Теперь она появится в списке установленных библиотек и её можно подключить через меню Скетч -> Подключить библиотеку.
- Предварительно скачав нужную библиотеку её также можно подключить к своей программе. Если она находится в zip архиве, то её можно подключить следующим способом. Для этого нужно перейти в меню Скетч -> Подключить библиотеку -> Подключить .ZIP библиотеку и в открывшемся окошке выбрать zip архив с библиотекой. Теперь эта библиотека появится в списке установленных и её можно подключить через меню Скетч -> Подключить библиотеку. Если у Вас открыта Arduino IDE, то её нужно перезапустить, чтобы изменения были применены.
- Подключить библиотеку можно и без использования Arduino IDE. Для этого необходимо её скачать и скопировать папку с библиотекой по следующему пути: X:\Пользователи\<Имя пользователя>\Документы\Arduino\libraries.
Если у Вас открыта Arduino IDE, то её нужно перезапустить, чтобы изменения были применены. Теперь эта библиотека появится в списке установленных и её можно подключить через меню
Скетч -> Подключить библиотеку. Однако можно и вручную в программе подключить библиотеку. Для этого перед функцией setup() нужно прописать следующую конструкцию #include <имя заголовочного файла.h> или #include «имя заголовочного файла.h».
В каждой библиотеке есть различные примеры использования функционала библиотеки. Имя заголовочного файла можно найти там. Дорогой читатель, рекомендуем внимательно изучать примеры, ведь любая, даже большая программа, состоит из кусочков простых примеров.
Выбор платы:
Существует довольно большое количество модулей Arduino. Загружать написанную программу нужно именно в тот тип модуля, который подключён к компьютеру. Выбрать модуль можно в меню Инструменты -> Плата.
В списке находятся все официальные версии модулей Arduino. Если нужного модуля нет в списке, то его можно добавить. Это рассмотрено в следующем уроке.
Далее необходимо выбрать тип контроллера, который установлен на модуле Arduino (на каждом контроллере есть маркировка). Это можно сделать в меню Инструменты -> Процессор.
Компиляция программы:
Теперь, когда выбран конкретный модуль Arduino, можно переходить к компиляции написанной программы. Давайте разберёмся, что же такое компиляция. Если говорить простым языком и касательно среды Arduino IDE, то компиляция — это перевод написанной в IDE программы в эквивалентную, но в машинных кодах. Программа записывается в микроконтроллер именно в машинных кодах, а не в том виде, в котором она написана в IDE. Компиляция также помогает найти ошибки в программе, т.к. компиляция не будет выполнена, если в программе есть ошибки.
С понятием компиляции мы разобрались. А как теперь открыть скомпилировать написанную программу? Для этого в Arduino IDE предусмотрено несколько способов:
- из пункта меню Скетч -> Проверить/Компилировать;
- при помощи комбинации клавиш Ctrl + R;
- из панели с часто используемыми командами
После успешной компиляции будет выведено сообщение об этом. Также в области сообщений можно найти информацию о том, сколько памяти занимает написанная программа. Если в программе есть ошибки, тогда в области сообщений будет выведено сообщение с указанием конкретной строки и ошибки в ней.
Выбор программатора:
Пункт меню Инструменты -> Программатор используется для выбора аппаратного программатора, если программирование модуля или микроконтроллера осуществляется не при помощи встроенного USB-последовательного соединения. Как правило, эта команда используется довольно редко, однако может пригодиться, например, при записи загрузчика в новый микроконтроллер.
Т.к. в модулях Arduino уже есть свой встроенный программатор, то в качестве программатора в меню Инструменты -> Программатор нужно оставить стандартный AVRISP mkII.
Запись загрузчика:
При помощи команды Инструменты -> Записать загрузчик в микроконтроллер можно записать загрузчик. При использовании Arduino этого не требуется, однако эта команда может пригодиться если Вы хотите прошивать обычный микроконтроллер фирмы Atmel (именно микроконтроллеры фирмы Atmel стоят в модулях Arduino и как правило, они продаются без встроенного загрузчика) аналогично Arduino. Если Вы хотите разобраться с этим, рекомендуем прочесть этот урок .
Загрузка программы:
Теперь, когда почти со всеми элементами среды Arduino IDE мы разобрались, можно приступать к финальному этапу — загрузке программы в модуль Arduino.
Прежде чем загружать программу, нужно выбрать порт, к которому подключён Ваш модуль Arduino. Выбрать его можно в меню Инструменты -> Порт.
Это не обязательно должен быть COM5, как на рисунке. Имя порта у Вас, скорее всего, будет другим (COM3, COM 10 и т.д.).
Когда выбран соответствующий модуль Arduino, нужный порт, процессор и программатор, можно приступать к загрузке программы.
Для этого в Arduino IDE предусмотрено несколько способов:
- из пункта меню Скетч -> Загрузка;
- при помощи комбинации клавиш Ctrl + U;
- из панели с часто используемыми командами
В процессе загрузки программы первым этапом код будет скомпилирован, а только потом, если не возникло ошибок в ходе компиляции, будет записан в модуль Arduino. При успешной загрузке программы в области сообщений появится сообщение об этом.
Рекомендуем включить подробный вывод информации при компиляции и загрузке программы, это зачастую помогает выявить тип ошибки при компиляции или загрузке программы. Для этого в меню Файл -> Настройки установить соответствующие галочки.
Монитор последовательного порта:
Между Arduino и компьютером можно обмениваться данными через последовательный порт (он же интерфейс UART). Монитор последовательного порта может использоваться как для вывода отладочной информации от модуля Arduino, так и для других целей. Через него можно как отправлять данные в модуль Arduino, так и получать данные от него. Не забудьте выбрать порт, к которому подключён модуль Arduino, иначе монитор последовательного порта не откроется! При его открытии модуль Arduino перезагрузится!
Открыть окно монитора последовательного порта можно несколькими способами:
- из пункта меню Инструменты -> Монитор порта;
- при помощи комбинации клавиш Ctrl + Shift + M;
- из панели с часто используемыми командами (в правом верхнем углу)
После открытия монитора последовательного порта появится следующее окошко:
В самом низу этого окошка можно изменить скорость работы порта ( она должна совпадать с той, которая указана в программе! ) очистить окно и т.д.
Пример полного цикла разработки программы в Arduino IDE:
А теперь, дорогой читатель, давайте полностью пройдём все этапы разработки программы в Arduino IDE.
Начнём мы не со стандартного мигания светодиодом, а с классического примера из программирования — вывода на экран «Hello World!».
Запускаем Arduino IDE 
Откроется следующее окошко:
Ждём открытия среды. Когда она открылась, создаём новую программу путём нажатия на комбинацию клавиш Ctrl + N.
Теперь давайте сохраним эту программу под именем Hello_World, для этого нажимаем на комбинацию клавиш Ctrl + S, вводим путь, куда сохраним программу и её имя.
В указанной директории появится папка с программой Hello_World.
Теперь давайте напишем сам код. Мы хотим с периодичностью в 5 секунд выводить сообщение Hello World! на экран, т.е. в монитор последовательного порта. Никаких сторонних библиотек для этого нам не понадобится. Скопируйте следующий код в IDE.