Микроконтроллер Arduino: первые шаги по работе с платой

Arduino представляет собой небольшую плату, которая служит для создания различных устройств и вычислительных платформ. Контроллер с открытыми кодами можно использовать во множестве приложений.

Это наиболее простой и бюджетный вариант для любителей и профессионалов. Процесс программирования проходит на языке Processing/Wiring, который осваивается быстро и легко, благодаря программной среде IDE. Рассмотрим, что такое Arduino для начинающих, его возможности и особенности.

Arduino для начинающих

Arduino для начинающих – что и как его использовать?

Arduino является вычислительной платформой, имеющей универсальное предназначение. На ее основе можно создавать простые схемы, а так же реализовывать сложные трудоемкие проекты. Основой конструктора служит плата ввода-вывода. Применение устройства является весьма разноплановым. С его помощью можно создавать телефоны, компьютеры, системы наблюдений и безопасности.

Программное обеспечение конструктора представлено интегрированной средой Arduino IDE. Приложение является доступным для множества платформ, что объясняет популярность конструктора. Обеспечение разработано таким образом, чтобы справиться с ним мог даже пользователь, не имеющий представления о программировании. Дополнительным фактором успеха в использовании микроконтроллера стала возможность работать с макетной платой, когда к контроллеру подключаются необходимые компоненты (резисторы, диоды, и т.п.) без необходимости в пайке.

Львиная доля используемых программных плат имеет подключение через USB кабель. Подобное соединение позволяет обеспечить плату питанием и загрузить скетчи. Процесс программирования так же является предельно простым. Вначале пользователь использует редактор кода IDE для создания необходимой программы, затем она загружается при помощи одного клика.

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.

Где приобрести составляющие набора Arduino?

Набор производится в Италии, поэтому оригинальные составляющие отличаются достаточно высокой стоимостью. Однако существуют отдельные компоненты конструктора или весь набор целиком (так называемые кит-наборы), который выпускается по итальянской аналогии, однако по более доступным ценам. Такие наборы называют производственными клонами.

Смотрите также  Квадрокоптер DJI Phantom 4: обзор

Купить аналог можно на отечественном рынке или, к примеру, заказать из Китая. Все мы уже знаем про сайт АлиЭкспресс, но Arduino для начинающих лучше сперва заказать в российском магазине. Со временем можно перейти на покупку платы в Китае. Срок доставки из этой страны составит около месяца, стоимость набора будет варьироваться в пределах 100 долларов.

Составляющие набора Arduino
Составляющие набора Arduino

Список комплектующих, которые обычно используются вместе с конструктором:

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

Детальнее о программировании

Первые шаги по работе с платой Arduino начинаются с программирования платы. Программа, которая уже готова к работе на конструкторе, называют прошивкой. На прошивке может быть как один проект, так и несколько. В последнем случае рекомендуется хранить каждый проект в отдельной папке, чтобы ускорить процесс нахождения необходимых файлов при необходимости.

Обычно программы прошиваются на МК кристалл при помощи соответствующих помощников – программаторов. Arduino для начинающих в этом случае имеет неоспоримое преимущество – для программирования используется USB кабель. Сразу после подключения программа готова выполнять различные команды и создавать проекты.

Основные функции программы

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

Помимо этого используются множество библиотек, которые представляют собой коллекции функций, позволяющих управлять конструктором. 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 Arduino?

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 два материала по тому как не испортить плату -Как уберечь Arduino и другие платы от кривых рук и10 способов «убить» микроконтроллер Arduino.

Смотрите также  Как починить сгоревший Arduino Nano / Uno / Mega

Алгоритм классической настройки программы Arduino выглядит так:

  • установка IDE, которую можно загрузить 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»;
  • проверьте код и нажмите стрелку «дальше», после чего начнется загрузка в Arduino.

Возможности конструктора

Для того чтобы уверенно пользовать программой и реализовывать сложные задумки пользователю необходимо «набить руку». Для этого рекомендуется для начала освоить более легкие задачи.

Пример простой программы для конструктора: сделаем так, чтобы диод, расположенный напротив порта, мигал каждую секунду. Для этого необходимо подключить конструктор к ПК, открыть программу, в разделе «сервис» ищем блок «последовательный порт» и выбираем необходимый интервал. После чего необходимо добавить код.

Arduino для начинающих позволяет создать следующие проекты:

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

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

На этом всё. Продолжение в наших следующих статьях. Для ускорения освоения работы с платой Ардуино рекомендуем вам начать делать устройства из нашей рубрики Уроки, где по шагам описаны процессы создания самых интересных гаджетов.