Подробнейший мастер-класс в котором мы пройдем по всем шагам начиная с покупки микроконтроллера Arduino Nano до программирования платы.
Введение
Многие читатели просили нас создать подробный мастер-класс о том как научиться создавать устройства на Arduino Nano с самого нуля. Обычно используют Ардуино Нано там, где нужна компактность итогового устройства, но функционала Arduino Mini не хватает.
Мы решили создать подробнейший мастер-класс в котором мы пройдем по всем шагам начиная с покупки микроконтроллера, установки программного обеспечения (Arduino IDE) и подключения микроконтроллера Arduino Nano. В итоге мы сможем управлять светодиодом через нашу плату Ардуино.
1. Покупаем Ардуино
Ардуино всё больше захватывает наш мир. Стоит ли покупать дорогостоящие устройства, когда многие вещи для дома можно сделать своими руками? Мы уже даже успели смастерить на основе Ардуино и Raspberry рабочий ноутбук. С учетом всего этого микроконтроллеры набирают всё большую и большую популярность.
Остановимся на стоимости платы для нашего мастер-класса. Данная плата очень миниатюрная и является полноценным аналогом многим другим платам и именно поэтому мы выбрали Nano для данного мастер-класса.
Купить Нано можно во многих интернет-магазинах. Так, для примера, стоимость Arduino Nano 3.0 на конец марта 2018 года в разных магазинах составила:
- iarduino.ru - 525 рублей
- amperka.ru - 1490 рублей
- duino.ru - 325 рублей
- smartelements.ru - 590 рублей
Но даже это не предел, стоимость полноценных аналогов на всем известном aliexpress.com может быть в диапазоне 150-200 рублей. Для тех кто решил совершить покупку на АлиЭкспресс может ознакомиться с нашей небольшой пошаговой инструкцией.
2. Дополнительные детали
Кроме самой платы Ардуино нам также понадобится ряд дополнительных комплектующих и их лучше сразу покупать вместе с микроконтроллером. Для начинающих можно купить дополнительно:
- сама плата ардуино nano
- резисторы (220 Ом и других емкостей)
- светодиоды
- макетная плата (иногда называют макетками)
- провода-перемычки
Таким образом, у вас должен получиться примерно такой комплект:
3. Готовим программное обеспечение
После того как вы купили нужные детали и их вам доставили - самое время подготовить программное обеспечение для того, чтобы мы могли взаимодействовать с нашим микроконтроллером. Нам нужно на наш компьютер установить Arduino IDE.
Как мы писали в обзорной статье про эту среду - используя программную среду Arduino IDE, можно, основываясь лишь на минимальных знаниях C++, решать самые разные творческие задачи, связанные с программированием и моделированием. Arduino IDE — это программная среда разработки, предназначенная для программирования одноимённой платы.
3.1 Скачиваем и устанавливаем ПО
Скачать ПО можно на официальном сайте по ссылке - https://www.arduino.cc/en/main/software. Заходим на сайт по ссылке:
Выбираем нужную версию, жмем "Just Download" и скачиваем:
После того как скачали ПО - запускам установку, открыв скачанный .EXE файл:
Дальше мы проходим все обычные шаги установки, как при установке любого другого приложения - соглашаемся с "лицензионным соглашением", ставим галочки, выбираем папку для установки и жмем ОК:
3.2 Запускам ПО и включаем русский язык
После того как мы прошли процесс установки мы увидим на рабочем столе иконку нашей Arduino IDE:
Нажимаем на иконку и видим процесс загрузки программы:
В итоге мы увидим такое окно:
Включаем русский язык.
Для включения русскоязычного интерфейса Arduino IDE нам нужно перейти в нужную вкладку и выбрать русский язык в списке:
File → Preferences → Language
Да, теперь, на этом шаге, у нас уже есть все комплектующие и установлено нужное программное обеспечение.
4. Соединяем макет и Нано
Первым делом мы соединяем Arduino Nano к макетной плате.
Поэтому слегка нажмите на середину платы, а затем постепенно нажимайте с каждой стороны, пока плата не будет полностью вставлена, как показано на рисунке.
Также убедитесь, что USB-соединение обращено наружу, как показано на рисунке выше. Будет намного легче работать с макетом и будет меньше пересечения проводов.
5. Рисуем схему устройства
В самом начале любых устройств мы должны составить правильную схему всех соединений. Сейчас для большинства радиолюбителей появилось много удобных инструментов для этих целей.
Основным для многих электронщиков является бесплатный инструмент от fritzing.org. Скачать ПО вы можете с сайта - https://fritzing.org/download/.
Этот инструмент предоставлен бесплатно, но вы можете пожертвовать добровольно часть средств создателям данного ПО, - просто перед скачиванием выберите сумму, которую вы готовы перечислить. Но если вы хотите воспользоваться программой бесплатно - нажмите "No Donation".
После того как мы скачали и установили программу мы готовы нарисовать схему для нашего мастер-класса. Итоговый результат у нас выглядит так:
На всякий случай, мы заранее рекомендуем ознакомиться с тем как уберечь плату от неправильных действий в нашей статье. Но если вы все-таки смогли испортить плату - можно попробовать восстановить её - для этого прочитайте наш материал "Как починить сгоревший Arduino Nano / Uno / Mega".
6. Соединяем все детали
На данном этапе у нас:
- куплены все детали;
- установлены все нужные программы (Arduino IDE и Fritzing при необходимости);
- нарисована схема устройства.
Теперь мы начинаем собирать всё вместе. Не забываем заранее подготовить все провода-перемычки и все детали. Внимательно следуйте инструкциям и не спешите, чтобы убедиться, что все соединения выполнены правильно.
Если вы еще не вставили Arduino Nano к макетке - самое время это сделать:
Вставляем перемычки:
Теперь подключаем наше сопротивление:
И наконец вставляем светодиод:
И последнее на данном шаге - вставляем наш USB-кабель, который при покупке часто идет в комплекте с микроконтроллером:
7. Настройка программы Arduino IDE
После того как все детали соединены мы готовы снова вернуться к нашей Arduino IDE и создать блок кода для управления платой. Такой блок кода называют скетчем. Но для начала мы должны немного настроить нашу программу.
Сначала выбираем правильную плату с которой будем работать. Переходим в нужное меню и выбираем из списка нашу плату:
Tools → Board → Arduino Nano
Дальше мы обязательно должны выбрать на каком чипе сделана наша плата, т.к. Arduino Nano может идти в двух вариантах - с чипом ATmega168 и ATmega 328 (в нашем случае).
Tools → Processor → ATmega328
После мы убеждаемся, что правильно выбран серийный порт (Serial Port).
Tools → Port → COM8
И последнее - проверяем наш программер:
8. Создаем скетч для Arduino Nano
После этого мы можем поступить двумя способами. Первый - добавить код управления светодиодом вручную и его скомпилировать, или второй - выбрать готовую заготовку в Arduino IDE.
Если мы идем по первому пути - мы должны добавить следующий код в наше приложение:
int redPin = 12;
void setup() {
// initialize Leds
pinMode(redPin, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(redPin, HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(redPin, LOW);
delay(1000);
}
Второй вариант - это выбор уже готового проекта в нашей IDE. Для этого нужно сделать следующее.
File → Examples → 01. Basics → Blink
(Файл → Примеры → 01. Основы → Моргание)
После чего мы увидим код в нашем окне программы:
И здесь важный момент - нужно нажать стрелку сверху, чтобы скомпилировать скетч. После чего вы увидите надпись "Компиляция скетча" (Compiling sketch...) слева и справа процентную шкалу. В свою очередь стрелка запуска сверху поменяет свой цвет:
После этого светодиод начнет мигать.
9. Что еще можно сделать?
Мы создали одно из простейших устройств, но возможности по работе с Ардуино и другими микроконтроллерами, на самом деле, безграничны. С помощью разных дополнительных сенсоров можно реализовать много всяких устройств:
- Анемометр - стационарный прибор для измерения скорости ветра;
- Акселерометр - сенсор, позволяющий определять ускорение и ориентацию в пространстве;
- Аналоговый термометр - аналоговый сенсор для измерения температуры;
- Барометр - сенсор, позволяющий определять атмосферное давление и температуру;
- Датчик влажности почвы - сенсор, позволяющий узнать о пересыхании земли
- Датчик водорода - датчик для обнаружения водорода;
- Датчик тока - аналоговый сенсор для измерения силы тока;
- Датчик уровня воды - цифровой датчик уровня воды в ёмкости;
- Датчик температуры и влажности - сенсор, предоставляющий информацию об окружающей температуре и влажности в виде цифрового сигнала;
- Датчик пульса - аналоговый датчик для измерения частоты сердечных сокращений
- Гироскоп - сенсор, позволяющий определять собственную угловую скорость.
Это лишь малая часть датчиков и сенсоров, которые вы можете использовать для создания своих устройств. Мы уже много интересного сделали и в планах еще много всего интересного сделать 🙂
Желаем вам отличных проектов. Подписывайтесь на нашу группу ВКонтакте.