Arduino IDE: установка и настройка
Рассмотрим начало работы с Arduino IDE в операционной системе Windows на примере Uno. Для других плат разница минимальна — эти особенности перечислены на страницах описания конкретных плат.
1. Установка Arduino IDE под Windows
Установите на компьютер интегрированную среду разработки Arduino IDE.
Последняя стабильная версия всегда доступна на нашем сайте.
Шаг 1
Выберите версию среды в зависимости от операционной системы. 
Шаг 2
Нажмите на кнопку «JUST DOWNLOAD» для бесплатной загрузки программы. 
2. Запуск Arduino IDE
Запустите среду программирования. 
Arduino IDE не запускается?
Вероятнее всего, на компьютере некорректно установлена JRE — Java Runtime Environment. Для решения проблемы переустановите программу.
3. Подключение платы Arduino к компьютеру
Для настройки Arduino IDE под конкретную модель узнайте, какой номер COM-порта присвоил компьютер вашей плате. Зайдите в «Диспетчер устройств» Windows и раскройте вкладку «Порты (COM и LPT)».
Операционная система распознала плату Arduino как COM-порт и назначила номер 2 . Если вы подключите к компьютеру другую плату, операционная система назначит ей другой номер. Если у вас несколько платформ, очень важно не запутаться в номерах COM-портов.
Что-то пошло не так?
После подключения Arduino к компьютеру, в диспетчере устройств не появляются новые устройства? Это может быть следствием следующих причин:
4. Настройка Arduino IDE
Для работы среды Arduino IDE с конкретной платформой необходимо выбрать название модели и номер присвоенного плате COM-порта.
Для выбора модели Arduino зайдите в меню: Инструменты Плата и укажите соответствующую плату.
Для выбора номера COM-порта перейдите в меню: Инструменты Порт и укажите нужный порт.
Поздравляем, среда Arduino IDE настроена для прошивки вашей платы.
Что-то пошло не так?
5. Загрузка первого скетча
Среда настроена, плата подключена. Пора прошивать платформу.
Arduino IDE содержит большой список готовых примеров, в которых можно быстро подсмотреть решение какой-либо задачи.
Откройте распространенный пример — «Blink»: Файл Примеры 01.Basics Blink .
Откроется окно с демонстрационным примером.
Полная версия кода:
Нажмите на иконку «Компиляция» для проверки кода на ошибки.
Нажмите на иконку «Загрузка» для заливки на плату.
Установка/настройка программной оболочки Arduino IDE для Windows
Для написания (редактирования) и загрузки (прошивки) программ (скетчей) в Arduino необходимо установить программу для программирования, как Arduino IDE, или воспользоваться on-line Web-редактором. Скачать (загрузить) программу Arduino IDE последней версии, или воспользоваться web-редактором можно из раздела Software сайта arduino.cc .
Скачивание (загрузка) Arduino IDE с официального сайта:
Зайдите на официальный сайт Arduino и выберите, из предложенного списка, операционную систему на которой работает Ваш компьютер. В данной статье мы рассмотрим установку Arduino IDE на операционную систему Windows. Выбрав первую строку «Windows Installer» Вы установите Arduino IDE (как устанавливаете любые другие программы), а выбрав вторую строку «Windows ZIP file for non admin install» Вы скачаете ZIP-архив с папкой программы, которую сможете запускать без установки (даже если у Вас нет прав администратора Вашего компьютера).
Вне зависимости от того, какую операционную систему Вы выберите, Вам будет предложено поблагодарить разработчиков, именно предложено, тут дело Ваше.
Если Вы просто хотите скачать программу, то нажмите на кнопку «JUST DOWNLOAD», если хотите скачать программу и поблагодарить разработчиков, способствуя дальнейшему развитию ПО, то нажмите на кнопку «CONTRIBUTE & DOWNLOAD».
Дождитесь завершения загрузки файла
После завершения загрузки, файл должен находиться в папке: « Этот компьютер > Загрузки » (если Вы не указали иное место для сохранения файла).
- Если Вы скачивали (загружали) ZIP-архив (выбрав на первом этапе пункт «Windows ZIP file for non admin install»), то распакуйте папку из архива в любое место на Вашем компьютере.
Следующий раздел «Установка Arduino IDE» не для Вас, так как устанавливать программу Вам не нужно, перейдите к разделу «Запуск Arduino IDE». Для начала работы в Arduino IDE нужно запустить файл «arduino.exe»
, из того места, куда Вы распаковали архив. - Если Вы скачивали (загружали) установочный файл (выбрав на первом этапе пункт «Windows Installer»), то следуйте инструкциям в следующем разделе «Установка Arduino IDE».
Установка Arduino IDE:
Запустите установочный файл
из папки: « Этот компьютер > Загрузки » (у Вас вместо символов X.X.X в названии файла будут цифры версии Arduino IDE).
Далее подряд будут появляться следующие сообщения:
- 1 сообщение: ознакомляет Вас с лицензионным соглашением, нажмите на кнопку «I Agree», появится 2 сообщение.
- 2 сообщение: предлагает Вам выбрать компоненты инсталляции, нажмите на кнопку «Next», появится 3 сообщение.
- 3 сообщение: предлагает Вам выбрать путь для установки Arduino IDE, нажмите на кнопку «Install», появится 4 сообщение.
- 4 сообщение: информирует Вас о ходе выполнения установки Arduino IDE, по окончании которой появится 5 сообщение.
- 5 сообщение: информирует Вас об окончании установки Arduino IDE, нажмите на кнопку «Close».
В процессе установки, над окном 4 сообщения, могут появляться окна Windows запрашивающие у Вас разрешение на установку драйверов:
Разрешайте установку драйверов нажимая на кнопку «Установить», эти драйверы позволят определять и работать с платами Arduino подключёнными по шине USB.
На этом установка Arduino IDE завершена.
На Вашем рабочем столе должна появиться иконка программы:
Запуск Arduino IDE:
При первом запуске программы может появиться сообщение Брандмауэра Windows о блокировке доступа для некоторых сетевых функций Java Arduino IDE:
Разрешите доступ нажав на кнопку «Разрешить доступ». После чего, данное окно появляться не будет.
Откроется окно программы Arduino IDE:
На следующем рисунке указано назначение областей и функциональных кнопок программы:
Теперь можно написать скетч (код) и загрузить (залить/прошить) его в Arduino. Но перед этим, надо подключить плату Arduino к компьютеру и указать программе Arduino IDE, какую именно плату Arduino Вы подключили, и к какому порту.
Подключение платы Arduino:
После того как Вы подключите плату Arduino через USB порт к компьютеру, программе Arduino IDE нужно указать, какую именно плату Arduino Вы подключили. Для этого выберите нужную плату из списка в разделе меню « Инструменты > Плата > Название Вашей платы », как это показано на следующем рисунке:
Теперь нужно выбрать Com-порт к которому подключена Ваша плата Arduino. Для этого выберите нужный Com-порт из списка доступных Com-портов в разделе меню « Инструменты > Порт > Номер доступного порта », как это показано на следующем рисунке:
Если USB контроллер Вашей платы Arduino реализован на чипе FTDI или ему аналогичных, то в списке доступных Com-портов Вы не увидите название платы Arduino в скобках напротив Com-порта. В нашем случае Вы бы увидели просто «COM1» и «COM7», тогда возникает вопрос, а к какому из этих портов подключена плата Arduino?
Решается данный вопрос очень просто. Отключите плату Arduino от компьютера и откройте меню « Инструменты > Порт » . В списке Com-портов Вы увидите только доступные Com-порты, то есть в нашем случае только «COM1». Теперь подключите плату Arduino к компьютеру и опять откройте меню « Инструменты > Порт » . Теперь Вы увидите что список Com-портов увеличился на один (в нашем случае к «COM1» добавился «COM7»), именно к появившемуся Com-порту и подключена Ваша плата Arduino.
Если при подключении платы Arduino Вы не увидели появление нового Com-порта, значит USB контроллер Вашей платы Arduino реализован на чипах сторонних производителей и для него требуется установить дополнительный драйвер. Как, например, драйвер для чипа CH340G.
Загрузка скетча из программы Arduino IDE в плату Arduino:
После того, как Вы указали тип платы Arduino, выбрали Com-порт и написали свой скетч (код программы), скетч можно загрузить (залить/прошить) в контроллер платы Arduino . Для этого выберите пункт меню « Скетч > Загрузка » или нажмите на кнопку в виде круга со стрелкой:
Если Вы написали скетч в новом окне и не сохраняли его в файл, то перед его загрузкой в плату Arduino, программ Arduino IDE предложит Вам его сохранить. Введите название, под которым Вы желаете сохранить скетч в файл и нажмите на кнопку «Сохранить».
Во время загрузки Вы увидите строку состояния которая будет отображать ход выполнения компиляции и загрузки скетча. Если в скетче нет ошибок и он успешно загружен, то в области уведомлений появится информация о количестве использованной и доступной памяти Arduino, а над областью уведомлений появится надпись «Загрузка завершена.».
Небольшой скетч приведённый выше (на картинке) заставит мигать светодиод на плате Arduino. Многие скетчи упрощаются и сокращаются при использовании библиотек. О том что такое библиотеки и как их устанавливать, Вы можете узнать в разделе Wiki — Установка библиотек в Arduino IDE .
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.