Подключение Arduino и настройка. Какие существуют среды разработки (IDE) для Arduino

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.

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.

Используя программную среду Arduino IDE, можно, основываясь лишь на знаниях C++, решать самые разные творческие задачи, связанные с программированием и моделированием.

Arduino IDE - это программная среда разработки, предназначенная для программирования одноимённой платы. На сегодняшний день с помощью Arduino конструируют всевозможные интерактивные, обучающие, экспериментальные, развлекательные модели и устройства. Интерфейс сравнительно простой в освоении, его основой является язык C++, поэтому освоить инструментарий могут даже начинающие программисты.

Где можно скачать Arduino IDE

Сама программа предоставляется с открытым исходным кодом. Все базовые инструменты распространяются бесплатно - достаточно выбрать версию, соответствующую операционной системе.

С описаниями (на английском языке) можно ознакомиться на странице официального сайта https://www.arduino.cc/en/main/software . Там же можно скачать нужную версию программы.

После выбора нужной операционной системы и нужного файла установки вы попадете на страницу скачивания (см. ниже), где вам просто нужно будет нажать "Just Download" для начала скачивания.

Актуальная версия Arduino Ide на момент публикации статьи - 1.8.5.

Arduino IDE на русском языке

Изначально инструментарий поставляется на английском. И хотя команды меню довольно просты, программу легко можно перевести на нужный язык.

Полный список выпущенных локализаций представлен на этой странице: http://playground.arduino.cc/Main/LanguagesIDE . Русский язык входит в список.

Русский язык входит в список языков Arduino IDE.

Чтобы включить русскоязычный интерфейс, нужно воспользоваться командой:

File → Preferences → Language
(Файл → Настройки → Язык)

и выбрать русский язык в списке.

Установка среды

Установка программной среды Ардуино довольно несложный процесс. После того как вы выбрали и скачали нужную версию необходимо запустить установку через файл arduino.exe .

Как всегда - сначала надо согласиться с Лицензионным соглашением, несмотря на то, что сама среда распространяется бесплатно.

Следующим шагом выбираем действия, которые должен сделать установщик. Можно поставить все галочки.

Если установщик предложит установить USB-to-serial драйвер - жмем Установить .

Настройка IDE

Для соединения платы с компьютером используется USB-порт. Программирование не требует специального оборудования, сама плата компактна и имеет малый вес.

Шаг 1

Соединяем плату Arduino с компьютером.

Шаг 2

Переходим в:
Пуск → Панель управления → Диспетчер устройств
Находим "Порты COM и LPT" и видим нашу плату на COM2.

Вполне вероятно, что вы ничего не увидите. В большинстве случаев проблема в том, что вы купили плату на чипе CH340G. В таком случае нужно воспользоваться .

Шаг 3

Запускаем Arduino IDE и переходим в: Инструменты → Порт . Выбираем порт COM2 (или тот, который получился у вас на шаге выше).

Шаг 4

Выбираем плату.

На этом с настройкой закончено. Теперь у вас настроена Arduino IDE и вы можете приступить к разработке своих проектов.

Библиотеки для программной среды

Есть 3 способа подключить библиотеку к Arduino IDE:

1. Использовать менеджер библиотек, который появился в программе с версии 1.6.2. Необходимо использовать команду «Эскиз» → Include Library → Manage Libraries . Появится список доступных библиотек, которые можно включать и отключать (см. скриншот ниже).
2. Добавить скачанную библиотеку в формате *.ZIP. Для этого нужно использовать команду «Эскиз» → Include Library → Add .ZIP library . После этого выбрать файл, чтобы библиотека добавилась в список, и перезапустить программу.
3. Добавить файл с библиотекой вручную. Для этого архив потребуется распаковать и проследить, чтобы все файлы оказались в одной папке. После этого её нужно будет поместить в каталог с пользовательскими библиотеками, который располагается по адресу «Мои документы\Arduino\libraries » (Windows) или «~/Документы/Arduino/libraries » (Linux). Такой способ достаточно сложен, его рекомендуют в первую очередь опытным программистам.

На сегодняшний день представлены версии для операционных систем Windows, Linux, MacOS. На начало сентября 2017 года самая новая версия Arduino IDE - 1.8.5. Скачать её можно выше - выберите нужный вариант из таблицы, либо на странице https://www.arduino.cc/en/main/software . Для Linux есть 32-разрядная, 64-разрядная и ARM-версии. Для Windows, помимо устанавливаемой и портативной, есть версия в виде Windows-приложения.

Таким образом, работа с Arduino IDE не создаёт каких-либо сложностей даже программистам, которые пока не освоили язык C++ в полной мере. Экспериментируя с функциями, добавляя свои библиотеки или скачивая новые, можно достигать отличных результатов и решать даже весьма нестандартные творческие задачи.

Всё это объясняет её растущую популярность и прирост количества программистов, которые экспериментируют с программной средой и добавляют в неё новые функции.

28 09.2016

Вы задумывались облегчить себе жизнь в быту? Чтобы были вещи, которые решали бы за вас повседневные, рутинные задачи. Умное устройство, которое бы осуществляло полезную функцию, например поливало огород, убирало комнату, переносило груз. Эти задачи может решать . Но просто купить её будет недостаточно. Любому промышленному логическому контроллеру или микросхеме нужен “мозг”, чтобы выполнять определённую последовательность действий. Для свершений операций в нашем случае подойдёт язык программирования ардуино.

Из этой статьи вы узнаете:

Приветствую вас, друзья! Для тех, кто меня не знает — меня зовут Гридин Семён. Вы можете прочитать обо мне . Сегодняшняя статья будет посвящена двум основным программам, без которых не будет у нас дальнейшего движения и взаимопонимания.

Общее описание языков программирования

Как я и писал выше, рассматривать мы с вами будем две популярные среды разработки. По аналогии с , можно разделить на графический редактор и “умный блокнот”. Это программы Arduino IDE и FLprog.

Основой среды разработки является Processing/Wiring — это обычный C++, дополненный функциями и различными библиотеками. Существует несколько версий для операционных систем windows, Mac OS и Linux.

В чём их принципиальное различие?? Arduino IDE — это среда разработки, в которой описывается код программы. А FLprog похож на CFC CoDeSyS, позволяющий рисовать диаграммы. Какая среда лучше? Обе хороши и удобны по своему, но если хотите заниматься контроллерами серьёзно, лучше всего изучить языки, похожие на СИ. Их главный плюс в гибкости и неограниченности алгоритма. Мне очень нравится Arduino IDE.

Описание Arduino IDE

Дистрибутив можно скачать на официальном сайте . Скачиваем архив, он занимает чуть более 100 мб. Установка стандартная, как и все приложения для Windows. Драйвера для всех типов плат должны быть установлены в пакете. И вот каким образом выглядит рабочее окно программы.

Среда разработки Arduino состоит из:

• редактора программного кода;
• области сообщений;
• окна вывода текста;
• панели инструментов с кнопками часто используемых команд;
• нескольких меню

Настройки Arduino IDE

Программа, написанная в среде разработки Arduino, называется скетчем . Скетч пишется в текстовом редакторе, который имеет цветовую подсветку создаваемого программного кода. Пример простенькой программы на картинке ниже.

Дополнительная функциональность может быть добавлена с помощью библиотек, представляющих собой оформленный специальным образом код. В основном он находится в закрытом от разработчика доступе. Среда обычно поставляется со стандартным набором, который можно постепенно пополнять. Они находятся в подкаталоге libraries каталога Arduino.

Многие библиотеки снабжаются примерами, расположенными в папке example. Выбор библиотеки в меню приведет к добавлению в исходный код строчки:

Arduino

#include

Это директива — некая инструкция, заголовочный файл с описанием объектов, функций, и констант библиотеки. Многие функции уже разработаны для большинства типовых задач. Поверьте, это облегчает жизнь программисту.

После того как мы подключили электронную плату к компьютеру. Мы осуществляем следующие настройки — выбираем плату Arduino и Com-порт по которому будем соединяться.

Arduino

void setup() { // initialize digital pin 13 as an output. pinMode(13, OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(13, HIGH); delay(1000); digitalWrite(13, LOW); delay(1000);

Так, кстати говоря, удобно проверять работоспособность платы, пришедшей с магазина. Быстро и легко.

Есть ещё одна удобная вещь. Называется она Монитор последовательного порта (Serial Monitor ). Отображает данные, посылаемые в платформу Arduino. Я обычно смотрю, какие сигналы выдают мне различные датчики, подключённые к плате.

Подключение библиотек

Существуют разные способы для добавления пользовательских функции. Подключить библиотеки можно тремя способами:

1. С помощью Library Manager
2. С помощью импорта в виде файла.zip
3. Установка вручную.

1. С помощью Library Manager. В рабочем окне программы выбираем вкладку Скетч. После этого нажимаем на кнопку Подключить библиотеку. Перед нами откроется менеджер библиотек. В окне будут отображаться уже установленные файлы с подписью installed, и те, которые можно установить.

2.С помощью импорта в виде файла.zip. Часто в просторах интернета можно встретить запакованные в архивы файлы библиотек с расширением zip. В нём содержится заголовочный файл.h и файл кода.cpp. При установке не нужно распаковывать архив. Достаточно в меню Скетч — Подключить библиотеку — Add .ZIP library

3.Установка вручную. Сначала закрываем программу Arduino IDE. Наш архив мы сначала распаковываем. И файлы с расширением.h и.cpp переносим в папку с тем же названием, как и архив. Закидываем папку в корневой каталог.

Мои документы\Arduino\libraries

Описание FLPprog

FLprog — это бесплатный проект независимых разработчиков, позволяющий работать с функциональными блоками, либо с релейными диаграммами. Эта среда удобна для людей — не программистов. Она позволяет визуально и наглядно видеть алгоритм при помощи диаграмм и функциональных блоков. Скачать дистрибутив можно на официальном сайте .

Я наблюдаю за проектом достаточно давно. Ребята развиваются, постоянно добавляют новый функционал и изменяют старый. Я вижу в этой среде перспективы. Так как она выполняет две важные функции: простоту и удобство использования .

Попробуем с вами создать простенький проект. Будем переключать 13 выход на светодиод.

Создаём новый проект. В верхнем окне добавляем нужное количество входов и выходов, задаём имя и присваиваем физический вход или выход платы.

Вытаскиваем нужные нам элементы из дерева объектов нужные нам элементы на холст редактирования. В нашем случае можно использовать простой RS-триггер для включения и выключения.

После создания алгоритма, кликнем на кнопочку компилировать, программа даёт готовый скетч на IDE.

Мы с вами рассмотрели возможности и удобства программ для разработки алгоритмов на контроллере серии Arduino. Есть ещё программы, которые позволяют создавать структурные диаграммы и визуальные картинки. Но я рекомендую использовать текстовый редактор, потому что потом вам будет проще. Скажите, а какая среда вам удобнее всего и почему??

22 сентября я участвовал в Краснодаре на семинаре “Сенсорные панельные контроллеры ОВЕН СПК”. Проводили конференцию в фешенебельном и красивом отеле “Бристоль”. Было очень интересно и круто.

В первой части семинара нам рассказывали о возможностях и преимуществах продукции компании ОВЕН. После был кофе-брейк с пончиками. Я понабрал кучу всего, и пончиков, и печенья, и конфет, так как был очень голодным.=)

Во второй части семинара после обеда нам презентовали . Много чего рассказали про Web — визуализацию. Эта тенденция начинает набирать обороты. Ну конечно, управлять оборудованием через любой интернет — браузер. Это реально круто. Вот кстати говоря само оборудование в чемоданчике.

Я в ближайшем будущем опубликую серию статей по CoDeSyS 3.5. Так что, если кому интересно подписывайтесь или просто заходите в гости. Буду всегда рад!!!

Кстати чуть не забыл, следующая статья будет о к электронной плате Arduino. Будет интересно, не пропустите.

До встречи, в следующих статьях.

С уважением, Гридин Семён.

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