Супер-быстрый старт с Ардуино: берёшь и делаешь
Когда я начала заниматься Ардуино, мне казалось, что весь мир только и делает, что занимается тем же. На самом деле оказалось, что, как и мне, многим просто трудно начать, «въехать» в саму тему. Поэтому я решила написать быстрый гайд для того, чтобы вы сразу могли взять несколько компонентов и попробовать эту игрушку. Вероятно, после прочтения, вы даже сразу во многом поймёте что к чему и без моих будущих постов. Итак.
Если вы не попробовали Ардуино только потому, что не можете начать, не зная что к чему, я сейчас спасу вас.
Ардуино — это просто, как конструктор Lego. Но когда его начинают объяснять, то всплывает куча баззвордов: среда разработки, железо, камень, прошивка, библиотека, драйвер, скетч, исполняемый файл, компоненты, навыки программирования, программно-аппаратная часть, ардуино-совместимая платформа… Да тут кто хочешь с ума сойдёт, надо же так усложнять простой набор игрушек для детей! =)
На самом деле всё просто: у нас есть сама Ардуино — это мозг наших будущих игрушек, которые мы с ней соберём.
У нас есть две готовых шилды на выбор. Почему? Мы сейчас «воткнем» Ардуину в одну шилду, посмотрим, как она работает, а затем перепрограммируем и воткнём в другую — и снова убедимся, что работает. Так нам сразу станет понятно, и мы сможем двигаться дальше — благо направлений развития вместе с Ардуиной — много.
Первая шилда — супер-интересная. Из неё мы сделаем радио, о котором я ещё много расскажу, но не сейчас. Набор хорош тем, что в нём множество компонентов и можно по-разному надстраивать конечную функциональность устройства. Но это всё потом. Ардуино в этом наборе уже есть, поэтому её не надо покупать отдельно. Вторая шилда — супер-красивая. Ею мы уютно и замысловато осветим наш мир. Про неё я тоже много чего планирую рассказать, но позже. Вы можете выбрать любые другие шилды, но мне понравились именно эти, потому что — забегая вперёд — у них большое будущее ;)
План действий сейчас такой: подключаем и перепрограммируем нашу Ардуину, чтобы посмотреть, как это работает и убедиться, что это просто. Разбираться что к чему будем потом.
Шаг 1: Cоберите первую шилду
Берём этот набор. Собираем радио по инструкции. Это просто, как собрать игрушку из киндер-сюрприза. Только гораздо более увлекательно!
Что мы только что сделали? Мы «навтыкали» компонентов в готовую шилду, «воткнули» в неё же Ардуину с загруженным заранее скетчем для работы всех этих компонентов. Всё, у нас готовое устройство. И оно работает! =)
Шаг 2: установите IDE
Всё, с первой шилдой мы увидели, как это всё собирается и работает. Теперь — самое главное: ОТКЛЮЧАЕМ ПИТАНИЕ. Достаём Ардуино и берём следующую шилду.
Наша новая шилда, если верить надписям на ней, называется MP 1051. У Ардуино глаз нет, поэтому она не знает эту шилду и не может с ней работать пока что. Сейчас мы это исправим.
Для того, чтобы Ардуина знала, где на этой шилде что, и что там вообще есть, нам нужна эта библиотека. А для того, чтобы она начала этим всем манипулировать, нам нужен какой-нибудь из этих скетчей — начнём с первого: для него не нужен пульт.
Хозяйке на заметку:
Если Ардуино — это голова, мозг, то:
Библиотека — это файлы .h и .cc — это руки-ноги. То есть то, чем можно ходить, бегать, танцевать, светить. Библиотека даёт Ардуине представление о том, во что её (Ардуину) «воткнули» и чем она теперь может светить-шевелить.
Скетч — это файлы .ino, и, собственно, это сам танец, сама ходьба, сама последовательность мигания или яркость свечения — словом, скетч отвечает за то, что Ардуина со своими «руками-ногами» делает.
Загрузить в Arduino библиотеку и скетч можно при помощи программы IDE. Если сам конструктор Ардуино похож на лего, то программа IDE похожа на iTunes: для того, чтобы загрузить музыку в телефон, вам нужна специальная программа? Миллионы людей справляются с этой задачей, справимся и мы с IDE.
2. Установите IDE как обычную программу.
Узнать больше: для Windows
3. Подключите Ардуину по USB
4. Запустите IDE (с правами супер-пользователя, если вам это о чем-либо говорит. Если нет, то забейте на эти права. Если да — скачайте версию 1.0.1 — всё, что старше, на Linux работает криво).
5. Выберите тип Ардуины. (Выберется, скорее всего, автоматически. Но у нас в руках из набора Arduino Nano 3.0 и на квадратном процессоре сверху написано Amtel Mega 328p — это значит, из меню выбираем Nano ATmega328).
6. Проверьте, компьютер видит Ардуину: виден её порт, через который мы её подключили.
Всё готово? Сейчас разберёмся с тем, что загрузить и как, и через 5 минут лампочки (диоды!) на нашей новой шилде будут весело освещать наш дом.
Если порт не найден, отсоедините всё и закройте программу. Присоедините Ардуино заново, можно к новому порту, откройте программу. Это похоже на мобильное приложение у вас в телефоне: если оно зависло, вы его перезапускаете, и оно снова работает. Здесь тот же принцип troubleshooting. =)
Шаг 3: Используйте скетч и библиотеку по назначению
Здесь-то и начинается самый magic! =) Но, почему-то, именно к этому волнующему моменту объяснения были самые скучные:
Для того, чтобы запрограммировать микроконтроллер, у нас есть три типа файлов: .h, .cc, .ino Файлы компилируются, к библиотекам шлются обращения. Всё это написано на языке C, который оперирует функциями, переменными, после чего, чтобы написанная на языке C программа стала понятна микроконтроллеру, она переводится в машинный код — компилируется и затем загружается в контроллер… вы себе не представляете, насколько сейчас нам на это пофиг =) Всё гораздо проще.
Библиотека
Скачайте библиотеку для нашей новой шилды MP1051
- Распакуйте её — вы получите папку MP1051
- Зайдите туда, где у вас лежит ваша программа Arduino IDE с её папками.
В моём случае это была папка Downloads — куда я скачала программу, там она у меня лежит, оттуда и запускается — ничего сложного.
- Скопируйте получившуюся папку MP1051 в папку libraries
Скетчи
- Скачайте набор скетчей\драйверов для нашей новой шилды MP1051
- Распакуйте
- Возьмите полученную папку examples и положите в MP1051, которая уже лежит в libraries. Или — в папку examples, всё там же, в директории программы Arduino, но тогда её надо будет переименовать во что-нибудь.
Всё! Давайте скорее объединим Библиотеку + Скетч, скомпилируем их в машинный код и загрузим на контроллер. Это быстро.
- Подключите Arduino через USB
- Откройте программу IDE
- Выберите: Скетч — Импортировать библиотеку — MP1051 (появится в выпавшем меню среди прочих библиотек)
- Выберите: Файл — Примеры — MP1051 — Step_1
- Нажмите: Галочку (= Проверить)
Произойдёт: Компилирование — Компилирование выполнено
- Нажмите: Стрелку вправо (= Загрузить скетч в Arduino)
Произойдёт: Загрузка — Загрузка выполнена
Готово!
- Отсоедините Ардуино от USB
- Посадите его на плату (Важно! Разъем для мини-USB смотрит наружу!)
- Присоедините его обратно к USB (в этот раз USB будет подавать питание)
Важно:
- Перед пересадкой\высадкой Ардуино на шилду\с шилды всегда обесточивайте прибор
- Перед загрузкой скетча, вынимайте Ардуино из шилды
Как видите, мы ни разу даже не открыли ни один скетч, а если и открыли, то ненадолго. В этом прелесть библиотек и скетчей, которые уже написаны под определённые шилды и компоненты для Ардуино.
Назад в будущее
Если вы теперь вернёте Ардуино на место, на шилду радио (Важно! Обесточьте плату перед пересадкой на шилду!), то радио больше «не будет работать». Хотите вернуть всё как было? Вы уже знаете, как это сделать!
Обратите внимание на нужные нам папки — libraries и examples. А также на то, что название папок и файлов должно писаться латиницей в одно слово. Можно использовать цифры и нижнее подчёркивание. Итак, возвращаем всё как было:
Откройте все нужные библиотеки (см. изобр.) + копируйте сюда скетч. Компилируйте. Загружайте. Готово! Можно поставить Ардуино обратно в шилду радио и снова его (радио) включить.
Вот так быстро мы с вами разобрались с:
1. Как перепрограммировать Ардуино под разные шилды при помощи готовых скетчей и библиотек.
2. Зачем нам скетч, зачем нам библиотека. Что куда класть.
3. Как работать с программой Arduino IDE, чтобы загрузить скетч вместе с библиотекой.
Как видите, всё просто. У меня ушло несколько дней на то, чтобы «въехать» самостоятельно. Надеюсь, кому-то я сэкономлю эти несколько дней. Удачи вам с Ардуино DIY и до новых встреч: я планирую ещё много с чем разобраться на базе имеющихся у меня модулей и компонентов и обязательно поделюсь с вами идеями и навыками.
Традиционно, в конце статьи — спасибо!
Большое спасибо пользователю Алексею Коротичу за присланные специально для подготовки этой статьи полезные ссылки:
Getting Started with Arduino UNO
This document explains how to connect your Uno board to the computer and upload your first sketch. The Arduino Uno is programmed using the Arduino Software (IDE), our Integrated Development Environment common to all our boards and running both online and offline. For more information on how to get started with the Arduino Software visit the Getting Started page.
Use your Arduino Uno on the Arduino Web IDE
All Arduino boards, including this one, work out-of-the-box on the Arduino Web Editor, you only need to install Arduino Create Agent to get started.
The Arduino Web Editor is hosted online, therefore it will always be up-to-date with the latest features and support for all boards. Follow this simple guide to start coding on the browser and upload your sketches onto your board.
Use your Arduino Uno on the Arduino Desktop IDE
If you want to program your Arduino Uno while offline you need to install the Arduino Desktop IDE The Uno is programmed using the Arduino Software (IDE), our Integrated Development Environment common to all our boards. Before you can move on, you must have installed the Arduino Software (IDE) on your PC, as explained in the home page of our Getting Started.
Connect your Uno board with an A B USB cable; sometimes this cable is called a USB printer cable
The USB connection with the PC is necessary to program the board and not just to power it up. The Uno automatically draw power from either the USB or an external power supply. Connect the board to your computer using the USB cable. The green power LED (labelled PWR) should go on.
Install the board drivers
If you used the Installer, Windows — from XP up to 10 — will install drivers automatically as soon as you connect your board.
If you downloaded and expanded the Zip package or, for some reason, the board wasn’t properly recognized, please follow the procedure below.
Click on the Start Menu, and open up the Control Panel.
While in the Control Panel, navigate to System and Security. Next, click on System. Once the System window is up, open the Device Manager.
Look under Ports (COM & LPT). You should see an open port named «Arduino UNO (COMxx)». If there is no COM & LPT section, look under «Other Devices» for «Unknown Device».
Right click on the «Arduino UNO (COmxx)» port and choose the «Update Driver Software» option.
Next, choose the «Browse my computer for Driver software» option.
Finally, navigate to and select the driver file named «arduino.inf», located in the «Drivers» folder of the Arduino Software download (not the «FTDI USB Drivers» sub-directory). If you are using an old version of the IDE (1.0.3 or older), choose the Uno driver file named «Arduino UNO.inf»
Windows will finish up the driver installation from there.
Open your first sketch
Open the LED blink example sketch: File > Examples >01.Basics > Blink.
Select your board type and port
You’ll need to select the entry in the Tools > Board menu that corresponds to your Arduino board.
Select the serial device of the board from the Tools | Serial Port menu. This is likely to be COM3 or higher (COM1 and COM2 are usually reserved for hardware serial ports). To find out, you can disconnect your board and re-open the menu; the entry that disappears should be the Arduino board. Reconnect the board and select that serial port.
Upload the program
Now, simply click the «Upload» button in the environment. Wait a few seconds — you should see the RX and TX leds on the board flashing. If the upload is successful, the message «Done uploading.» will appear in the status bar.
A few seconds after the upload finishes, you should see the pin 13 (L) LED on the board start to blink (in orange). If it does, congratulations! You’ve gotten Arduino up-and-running. If you have problems, please see the troubleshooting suggestions.
Learn more on the Desktop IDE
See this tutorial for a generic guide on the Arduino IDE with a few more infos on the Preferences, the Board Manager, and the Library Manager.
Tutorials
Now that you have set up and programmed your Uno board, you may find inspiration in our Project Hub tutorial platform
or have a look to the tutorial pages that explain how to use the various features of your board.
examples for using various sensors and actuators