Как работать с arduino

Arduino для начинающих

Arduino представляет собой небольшую плату, которая служит для создания различных устройств, интересных гаджетов и даже для вычислительных платформ.

Описание Ардуино

Данную плату называют микроконтроллером, которая распространяется с открытыми исходными кодами и с которой можно использовать множество приложений. Вы можете посмотреть уроки Ардуино в нашем большом разделе.

Это наиболее простой и недорогой вариант для начинающих, любителей и профессионалов. Процесс программирования проходит на языке Processing/Wiring, который осваивается быстро и легко и в основе которого лежит язык C++, а благодаря программной среде Adruino IDE это сделать очень легко. Давайте рассмотрим, что такое Arduino, чем полезна для начинающих, её возможности и особенности.

Arduino является вычислительной платформой или платой, которая будет служить мозгом для ваших новых устройств или гаджетов. На ее основе вы сможете создавать как устройства с простыми схемами, так и сложные трудоемкие проекты, например, роботов или дронов.

Основой конструктора служит плата ввода-вывода (аппаратная часть), а также программная часть. Программное обеспечение конструктора на основе Ардуино представлено интегрированной средой разработки Arduino IDE.

Внешне сама среда выглядит так:

Программная часть Ардуино разработана таким образом, чтобы справиться с ней мог даже начинающий пользователь, не имеющий представления о программировании. Дополнительным фактором успеха в использовании микроконтроллера стала возможность работать с макетной платой, когда к контроллеру подключаются необходимые детали (резисторы, диоды, транзисторы и т.п.) без необходимости в пайке.

Большая часть плат Arduino имеют подключение через USB кабель. Подобное соединение позволяет обеспечить плату питанием и загрузить скетчи, т.е. мини-программы. Процесс программирования так же является предельно простым. Вначале пользователь использует редактор кода IDE для создания необходимой программы, затем она загружается при помощи одного клика в Ардуино.

Как купить Arduino?

Плата и многие детали Ардуино производится в Италии, поэтому оригинальные составляющие отличаются достаточно высокой стоимостью. Но существуют отдельные компоненты конструктора или наборы, так называемые кит-наборы, которые выпускается по итальянской аналогии, однако по более доступным ценам.

Купить аналог можно на отечественном рынке или, к примеру, заказать из Китая. Многие знают про сайт АлиЭкспресс, например. Но начинающим свое знакомство с Ардуино лучше свою первую плату заказать в российском интернет-магазине. Со временем можно перейти на покупку плат и деталей в Китае. Срок доставки из этой страны составит от двух недель до месяца, а, например, стоимость большого кит-набора будет не более 60-70 долларов.

Стандартные наборы включают в себя как правило следующие детали:

  • макетная плата;
  • светодиоды;
  • резисторы;
  • батареи 9В;
  • регуляторы напряжения;
  • кнопки;
  • перемычки;
  • матричная клавиатура;
  • платы расширения;
  • конденсаторы.

Нужно ли знать программирование?

Первые шаги по работе с платой Arduino начинаются с программирования платы. Программа, которая уже готова к работе с платой, называют скетчем. Переживать о том, что вы не знаете программирование не нужно. Процесс создания программ довольно несложный, а примеров скетчей очень много в интернете, так как сообщество Ардуинщиков очень большое.

После того как программа составлена она загружается (прошивается) на плату. Ардуино в этом случае имеет неоспоримое преимущество – для программирования в большинстве случаев используется USB-кабель. Сразу после загрузки программа готова выполнять различные команды.

Начинающим работать с Arduino нужно знать две ключевые функции:

  • setup() – используется один раз при включении платы, применяется для инициализации настроек;
  • loop() – используется постоянно, является завершающим этапом настройки setup.

Пример записи функции setup():

Функция setup() выполняется в самом начале и только 1 раз сразу после включения или перезагрузки вашего устройства.

Функция loop() выполняется после функции setup(). Loop переводится как петля, или цикл. Функция будет выполняться снова и снова. Так микроконтроллер ATmega328 (большинстве плат Arduino содержат именно его), будет выполнять функцию loop около 10 000 раз в секунду.

Также вы будете сталкиваться с дополнительными функциями:

  • pinMode – режим ввода и вывода информации;
  • analogRead – позволяет считывать возникающее аналоговое напряжение на выводе;
  • analogWrite – запись аналогового напряжения в выходной вывод;
  • digitalRead – позволяет считывать значение цифрового вывода;
  • digitalWrite – позволяет задавать значение цифрового вывода на низком или высоком уровне;
  • Serial.print – переводит данные о проекте в удобно читаемый текст.

Помимо этого Ардуино начинающим понравится то, что для плат существует множество библиотек, которые представляют собой коллекции функций, позволяющих управлять платой или дополнительными модулями. К числу наиболее популярных относятся:

  • чтение и запись в хранилище,
  • подключение к интернету,
  • чтение SD карт,
  • управление шаговыми двигателями,
  • отрисовка текста
  • и т. д.

Как настроить Ардуино?

Одним из главных преимуществ конструктора является его безопасность относительно настроек пользователя. Ключевые настройки, потенциально опасные для Arduino, являются защищенными и будут недоступны.

Поэтому даже неопытный программист может смело экспериментировать и менять различные опции, добиваясь нужного результата. Но на всякий случай очень рекомендуем прочитать три важных материала по тому как не испортить плату:

Алгоритм классической настройки программы Arduino выглядит так:

  • установка IDE, которую можно загрузить ниже или здесь или с сайта производителя;
  • установка программного обеспечения на используемый ПК;
  • запуск файла Arduino;
  • вписывание в окно кода разработанную программу и перенос ее на плату (используется USB кабель);
  • в разделе IDE необходимо выбрать тип конструктора, который будет использоваться. Сделать это можно в окне «инструменты» — «платы»;
  • проверяете код и жмете «Дальше», после чего начнется загрузка в Arduino.
1.8.7 Windows
Windows Installer
MAC OS X Linux 32 Bit
Linux 64 Bit
Linux ARM
Код на Github
1.8.6 Windows
Windows Installer
MAC OS X Linux 32 Bit
Linux 64 Bit
Linux ARM
Код на Github
1.8.5 Windows
Windows Installer
MAC OS X Linux 32 Bit
Linux 64 Bit
Linux ARM
Код на Github
1.8.4 Windows
Windows Installer
MAC OS X Linux 32 Bit
Linux 64 Bit
Linux ARM
Код на Github
1.8.3 Windows
Windows Installer
MAC OS X Linux 32 Bit
Linux 64 Bit
Linux ARM
Код на Github
1.8.2 Windows
Windows Installer
MAC OS X Linux 32 Bit
Linux 64 Bit
Linux ARM
Код на Github
1.8.1 Windows
Windows Installer
MAC OS X Linux 32 Bit
Linux 64 Bit
Linux ARM
Код на Github
1.8.0 Windows
Windows Installer
MAC OS X Linux 32 Bit
Linux 64 Bit
Linux ARM
Код на Github
1.6.13 Windows
Windows Installer
MAC OS X Linux 32 Bit
Linux 64 Bit
Linux ARM
Код на Github
1.6.12 Windows
Windows Installer
MAC OS X Linux 32 Bit
Linux 64 Bit
Linux ARM
Код на Github
1.6.11 Windows
Windows Installer
MAC OS X Linux 32 Bit
Linux 64 Bit
Linux ARM
Код на Github
1.6.10 Windows
Windows Installer
MAC OS X Linux 32 Bit
Linux 64 Bit
Linux ARM
Код на Github
1.6.9 Windows
Windows Installer
MAC OS X Linux 32 Bit
Linux 64 Bit
Linux ARM
Код на Github
1.6.8 Windows
Windows Installer
MAC OS X Linux 32 Bit
Linux 64 Bit
Код на Github
1.6.7 Windows
Windows Installer
MAC OS X Linux 32 Bit
Linux 64 Bit
Код на Github
1.6.6 Windows
Windows Installer
MAC OS X Linux 32 Bit
Linux 64 Bit
Код на Github
1.6.5 Windows
Windows Installer
MAC OS X Linux 32 Bit
Linux 64 Bit
Код на Github
1.6.4 Windows
Windows Installer
MAC OS X Linux 32 Bit
Linux 64 Bit
Код на Github
1.6.3 Windows
Windows Installer
MAC OS X Linux 32 Bit
Linux 64 Bit
Код на Github
1.6.2 Windows
Windows Installer
MAC OS X Linux 32 Bit
Linux 64 Bit
Код на Github
1.6.1 Windows
Windows Installer
MAC OS X
MAC OS X Java 7+
Linux 32 Bit
Linux 64 Bit
Код на Github
1.6.0 Windows
Windows Installer
MAC OS X
MAC OS X Java 7
Linux 32 Bit
Linux 64 Bit
Код на Github
1.5.8 BETA Windows
Windows Installer
MAC OS X
MAC OS X Java 7
Linux 32 Bit
Linux 64 Bit
Код на Github
1.5.7 BETA Windows
Windows Installer
MAC OS X
MAC OS X Java 7
Linux 32 Bit
Linux 64 Bit
Код на Github
1.5.6-r2 BETA Windows
Windows Installer
MAC OS X Linux 32 Bit
Linux 64 Bit
Код на Github
1.5.5 BETA Windows
Windows Installer
MAC OS X Linux 32 Bit
Linux 64 Bit
Код на Github
1.5.4 BETA Windows
Windows Installer
MAC OS X Linux 32 Bit
Linux 64 Bit
Код на Github
1.5.3 BETA Windows
Windows Installer
MAC OS X Linux 32 Bit
Linux 64 Bit
Код на Github
1.5.2 BETA Windows MAC OS X Linux 32 Bit
Linux 64 Bit
Код на Github
1.5.1 BETA Windows MAC OS X Linux 32 Bit
Linux 64 Bit
Код на Github
1.5 BETA Windows MAC OS X Linux 32 Bit
Linux 64 Bit
Код на Github

Набиваем руку

Для того чтобы уверенно реализовывать сложные задумки, пользоваться программной средой и Ардуино начинающим необходимо «набить руку». Для этого рекомендуется для начала освоить более легкие задачи и проекты.

Самый простой проект, который вы можете сделать — заставить светодиод, который расположен на плате Ардуино напротив порта, мигал каждую секунду.

Для этого необходимо:

  • подключить конструктор к ПК,
  • открыть программу, в разделе «сервис» ищем блок «последовательный порт»
  • выбираем необходимый интервал
  • после чего необходимо добавить код, который есть в Arduino IDE в разделе "Примеры".

Первыми проектами в Ардуино для начинающих могут стать:

  • мигающий светодиод;
  • подключение и управление датчиком температуры;
  • подключение и управление датчиком движения;
  • подключение фоторезистора;
  • управление сервоприводом.

Первый проект

Вот мы и дошли до нашего первого проекта. Давайте соединим Ардуино, светодиод и кнопку. Этот проект отлично подойдет начинающим.

Схема у нас будет такая:

Светодиод загорится после нажатия на кнопку, а после следующего нажатия погаснет. Сам скетч или программа для Ардуино будет такой:

Вы могли заметить функцию debounse, о которой мы еще не писали. Она нужна для подавления дребезга контактов.

После того, как Вы разберетесь с начальными навыками работы с платой можно приступать к реализации более сложных и многогранных задач. Конструктор позволяет создать RC-машинку, управляемый вертолет, создать свой телефон, управляемый катер, создать систему «умный дом» и т.д.

Для ускорения освоения работы с платой Ардуино рекомендуем вам начать делать устройства из нашей рубрики Уроки, где по шагам описаны процессы создания самых интересных устройств и гаджетов.

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!) . Перед загрузкой вам предложат пожертвовать на развитие проекта, можно отказаться и нажать JUST DOWNLOAD (только скачать). Либо открываем прямую ссылку на загрузку версии 1.8.13 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

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:

  • 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 1.8.13. 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

blank

blank

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 можно по ссылке:

  • FTP сайта
  • GitHub кита
  • Яндекс.Диск
  • Сайт driverslab

Распаковываем архив и запускаем файл

  • SETUP.EXE (для 32-х разрядной системы)
  • DRVSETUP64/SETUP64.EXE (для 64-х разрядной системы).

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)

blank

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 .

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.

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 L на плате, это означает что все программы настроены верно и можно переходить к работе!

esp8266 (Wemos, NodeMCU)

ESP8266 – микроконтроллер с WiFi на борту, на его базе сделаны платы Wemos D1 mini, NodeMCU и другие. Китайские платы Wemos и NodeMCU подключаются к компьютеру по USB при помощи бортового USB-TTL преобразователя, причём китайцы паяют CH340 или CP2102 (функционально не имеют отличий), обычно это даже указано на странице товара. Установка драйверов разобрана выше на этой странице.

Также для работы с esp нужно добавить поддержку плат в Arduino IDE:

  • Запустить Arduino IDE, перейти в Файл/Настройки/
  • В окошко “Дополнительные ссылки…” Вставить http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json
  • Нажать ОК
  • Перейти в Инструменты/Плата/Менеджер плат… Начать вводить в поиске “esp”. Выбрать и установить ESP8266 boards
  • Теперь в списке плат Инструменты/Плата/ появится семейство плат на esp8266! Выбираем соответствующую своей плате конфигурацию.
  • Выбираем порт, к которому подключена плата
  • На четвёртом скриншоте ниже показаны настройки платы по умолчанию, изменены только выделенные красным (плата и порт)

blank

blank

blank

blank

Для проверки работоспособности платы (например, Wemos Mini) выбираем стандартные настройки и загружаем тестовый “блинк”. Должен начать мигать светодиод на плате.

Digispark

Digispark – плата на базе ATtiny85, загрузка в которую может производиться через бортовой USB. Для работы с Digispark нужно добавить поддержку плат в Arduino IDE:

  • Запустить Arduino IDE, перейти в 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

“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.

blank

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 <название файла>.h no such file or directory. Это означает, что в скетче используется библиотека <название файла>, 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 <название файла>.
  • 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

  • &#8230;no such file or directory &#8211; 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 &#8211; 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◀

1. Установить Arduino IDE и драйверы, как написано в гайде. Если это ваш первый раз &#8211; 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 &#8211; увы, схема собрана с ошибками и плата уже могла сгореть. Но она работала, мы это проверили =)

  • Если проект основан на esp8266 или Digispark &#8211; устанавливаем поддержку этих плат, как описано в гайде 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 &#8211; прошивка откроется неправильно. Я не отличаюсь буйной фантазией и всегда называю папки одинаково, вот что может быть в архиве проекта:

  • firmware &#8211; прошивки для Arduino
  • software &#8211; программы для ПК
  • libraries &#8211; библиотеки
  • schemes &#8211; схемы
  • PCB &#8211; gerber файлы печатных плат
  • docs &#8211; всякие документы
  • Android &#8211; исходники приложения
  • 3Dprint &#8211; модели для печати
  • processing &#8211; программа на Processing

4. Установить библиотеки. К прошивкам моих проектов всегда идут библиотеки, необходимые для работы кода. Библиотеки в проектах часто пересекаются, но рекомендуется ставить именно идущую в комплекте с проектом версию, так как более старые или новые могут быть несовместимы.

Содержимое папки libraries из архива помещаем в

  • С/Program Files/Arduino/libraries/ (Windows x32)
  • C/Program Files (x86)/Arduino/libraries/ (Windows x64)

Если возникнут проблемы с доступом к этой папке (на Windows 10), то библиотеки можно положить в

  • Документы/Arduino/libraries/

Примечание: 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 &#8211; запускаем любой с логотипом Arduino. Остальные файлы должны подтянуться автоматически и образовать вкладки в окне программы. Если запускать скетч прямо из архива &#8211; вкладки не откроются и скомпилировать/загрузить программу будет невозможно.

Вкладки в Arduino IDE

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

blank

blank

7. Настроить программу. Очень часто в начале кода моих программ можно встретить блок настроек. Настройки обычно имеют вид

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 &#8211; это может привести к выгоранию защитного диода на плате Arduino.

9. Если что-то не работает &#8211; 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:

Руководство по Arduino для начинающих

Данная статья поможет вам начать работу с Arduino и включает в себя описание различных типов Arduino, как загрузить среду разработки программного обеспечения Arduino, и описывает различные платы и принадлежности, доступные для Arduino, и которые понадобятся вам для разработки проектов на Arduino.

Arduino – это одноплатный контроллер с открытыми исходными кодами, который можно использовать в множестве различных приложений. Это возможно самый простой и самый дешевый вариант из микроконтроллеров для любителей, студентов и профессионалов для разработки проектов на основе микроконтроллеров. Платы Arduino используют либо микроконтроллер Atmel AVR, либо микроконтроллер Atmel ARM, и в некоторых версия имеет интерфейс USB. Они также имеют шесть или более выводов аналоговых входов и четырнадцать или более выводов цифровых входов/выходов (I/O), которые используются для подключения к микроконтроллеру датчиков, приводов и других периферийных схем. Цена на платы Arduino в зависимости от набора функций составляет от шести до сорока долларов.

arduino

Типы плат Arduino

Существует множество различных типов плат Arduino, как показано в списке ниже, каждая из которых обладает собственным набором функций. Они отличаются по скорости обработки, памяти, портам ввода/вывода и подключению, но основная составляющая их функционала остается неизменной.

На разнообразие плат Arduino и их технические описания можно посмотреть в подразделе «Arduino» раздела «Купить» данного сайта.

Программное обеспечение (IDE)

Программное обеспечение, используемое для программирования Arduino, представляет собой интегрированную среду разработки Arduino IDE. IDE представляет собой Java приложение, которое работает на множестве различных платформ, включая системы PC, Mac и Linux. Она разработана для начинающих, которые не знакомы с программированием. Она включает в себя редактор, компилятор и загрузчик. Также в IDE включены библиотеки кода для использования периферии, например, последовательных портов и различных типов дисплеев. Программы для Arduino называются «скетчами», и они написаны на языке, очень похожем на C или C++.

USB кабель

Большинство плат Arduino подключаются к компьютеру с помощью USB кабеля. Это соединение позволяет загружать скетчи на вашу плату Arduino, а также обеспечивает плату питанием.

usb кабель USB кабель для Arduino

Программирование

Программирование Arduino легко: сначала вы используете редактор кода IDE для написания программы, а затем компилируете и загружаете её одним кликом.

Программа для Arduino включает в себя две основные функции:

  • setup()
  • loop()

Вы можете использовать функцию setup() для инициализации настроек платы. Эта функция выполняется только один раз, при включении платы.

Функция loop() выполняется после завершения функции setup() , и в отличие от функции setup() она работает постоянно.

Функции программ

Ниже приведен список наиболее часто используемых функции при программировании Arduino:

  • pinMode – устанавливает вывод в режим входа или выхода;
  • analogRead – считывает аналоговое напряжение на аналоговом входном выводе;
  • analogWrite – записывает аналоговое напряжение в аналоговый выходной вывод;
  • digitalRead – считывает значение цифрового входного вывода;
  • digitalWrite – задает значение цифрового выходного вывода в высокий или низкий уровень;
  • Serial.print – пишет данные в последовательный порт в виде удобочитаемого текста ASCII.

Библиотеки Arduino

Библиотеки Arduino представляют собой коллекции функций, которые позволят вам управлять устройствами. Вот некоторые из наиболее широко используемых библиотек:

  • EEPROM – чтение и запись в «постоянно» хранилище;
  • Ethernet – для подключения к интернету, используя плату Arduino Ethernet Shield;
  • Firmata – для связи с приложениями на компьютере, используя стандартный последовательный протокол;
  • GSM – для подключения к сети GSM/GRPS с помощью платы GSM;
  • LiquidCrystal – для управления жидкокристаллическими дисплеями (LCD);
  • SD – для чтения и записи SD карт;
  • Servo – для управления сервоприводами;
  • SPI – для связи с устройствами, используя шину SPI;
  • SoftwareSerial – для последовательной связи через любые цифровые выводы;
  • Stepper – для управления шаговыми двигателями;
  • TFT – для отрисовки текста, изображений и фигур Arduino TFT экранах;
  • WiFi – для подключения к интернету, используя плату Arduino WiFi shield;
  • Wire – двухпроводный интерфейс (TWI/I2C) для передачи и приема данных через сеть устройств или датчиков.

Этапы настройки Arduino

  1. Во-первых, установите IDE. Вы можете скачать IDE с сайта Arduino. website arduino
  2. Установите программное обеспечение на свой компьютер.
  3. Теперь запустите .exe файл Arduino IDE. IDE выглядит так: arduino ide
  4. Напишите в редакторе кода свою программу и загрузите её в Arduino. Чтобы сделать это, необходимо подключить Arduino к компьютеру, используя USB кабель. подключение arduino
  5. В IDE выберите тип Arduino, который вы используете, через меню Tools (Инструменты) → Boards (Платы).
  6. Теперь проверьте свой код, нажав на значок «галки» вверху окна IDE, затем нажмите на соседний значок «стрелка вправо», чтобы скомпилировать и загрузить код в Arduino.

Внимание: возможно, вам понадобится установить драйвера, если ваша система не обнаружит Arduino.

Платы расширения Arduino

Платы расширения Arduino (Arduino Shields) – это платы, которые подключаются к Arduino, чтобы предоставить вам возможность подключать к Arduino периферийные устройства, датчики и приводы. Ниже приведен список некоторых популярных плат расширения:

  • GSM Shield;
  • Ethernet Shield;
  • WiFi Shield;
  • Motor Shield;
  • Proto Shield;
  • Joystick Shield;
  • Bluetooth Shield;
  • Xbee shield.

Комплектующие и принадлежности

Ниже приведен список всех комплектующих и принадлежностей, обычно используемых совместно с Arduino для разработки проектов:

Всё, что необходимое для макетирования, вы можете найти в подразделе Макетирование раздела сайта Купить

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *