de la lansarea platformei open-source Arduino, marca s-a stabilit în centrul unei comunități open-source expansive. Ecosistemul Arduino este compus dintr-o combinație diversă de hardware și software. Versatilitatea Arduino și interfața sa simplă îl face o alegere de frunte pentru o gamă largă de utilizatori din întreaga lume, de la pasionați, designeri și artiști până la prototipuri de produse.

placa Arduino este conectată la un computer prin USB, unde se conectează cu mediul de dezvoltare Arduino (IDE). Utilizatorul scrie codul Arduino în IDE, apoi îl încarcă la microcontroler care execută codul, interacționând cu intrări și ieșiri, cum ar fi senzori, motoare și lumini.atât începătorii ,cât și experții au acces la o multitudine de resurse și materiale gratuite pentru a le sprijini. Utilizatorii pot căuta informații despre cum să-și configureze placa sau chiar cum să codifice pe Arduino. Sursa deschisă din spatele Arduino a făcut – o deosebit de prietenoasă pentru utilizatorii noi și experimentați. Există mii de exemple de cod Arduino disponibile online. În acest post, vă vom duce prin câteva principii de bază de codificare pentru Arduino.

Planificați-vă următorul proiect Arduino >>

mediu de codare Arduino și instrumente de bază

ce limbă este Arduino?

codul Arduino este scris în C++ cu o adăugare de metode și funcții speciale, pe care le vom menționa mai târziu. C++ este un limbaj de programare care poate fi citit de om. Când creați o schiță (numele dat fișierelor de cod Arduino), acesta este procesat și compilat în limbajul mașinii.

Arduino IDE

mediul de dezvoltare integrat Arduino (IDE) este principalul program de editare a textului utilizat pentru programarea Arduino. Este locul în care veți introduce codul înainte de a-l încărca pe placa pe care doriți să o programați. Codul Arduino este denumit schițe.

Notă: este important să utilizați cea mai recentă versiune de Arduino IDE. Din când în când, verificați actualizările aici.

exemplu de cod Arduino

după cum puteți vedea, IDE are un design minimalist. Există doar 5 titluri în bara de meniu, precum și o serie de butoane sub care vă permit să verificați și să încărcați schițele. În esență, IDE traduce și compilează schițele dvs. în cod pe care Arduino îl poate înțelege. Odată ce codul Arduino este compilat este apoi încărcat în memoria Consiliului.

tot ce trebuie să facă utilizatorul pentru a începe să-și compileze schița este să apese un buton (un ghid pentru acest lucru poate fi găsit mai jos).

dacă există erori în codul Arduino, un mesaj de avertizare va semnaliza, solicitând utilizatorului să facă modificări. Majoritatea utilizatorilor noi întâmpină adesea dificultăți în compilarea din cauza cerințelor stricte de sintaxă ale lui Arduino. Dacă faceți greșeli în punctuația dvs. atunci când utilizați Arduino, codul nu se va compila și veți fi întâmpinat cu un mesaj de eroare.

monitor Serial și Plotter Serial

Monitorul serial Arduino poate fi deschis făcând clic pe pictograma lupă din partea dreaptă sus a IDE sau sub Instrumente. Monitorul serial este utilizat în principal pentru interacțiunea cu placa Arduino folosind computerul și este un instrument excelent pentru monitorizarea și depanarea în timp real. Pentru a utiliza monitorul, va trebui să utilizați clasa Serial.

codul pe care îl descărcați circuito.io are o secțiune de testare care vă ajută să testați fiecare componentă folosind monitorul serial, după cum puteți vedea în captura de ecran de mai jos:

plotterul serial Arduino este o altă componentă a IDE-ului Arduino, care vă permite să generați un grafic în timp real al datelor dvs. seriale. Plotterul serial vă face mult mai ușor să vă analizați datele printr-un afișaj vizual. Puteți crea grafice, grafice cu valori negative și puteți efectua analize ale formei de undă.

Debugging cod Arduino și Hardware

spre deosebire de alte platforme de programare software, Arduino nu are un depanator la bord. Utilizatorii pot folosi software terță parte sau pot utiliza monitorul serial pentru a imprima procesele active ale Arduino pentru monitorizare și depanare.

utilizând clasa Serial, puteți imprima pe monitorul serial, depanând comentariile și valorile variabilelor. Pe majoritatea modelelor Arduino, aceasta va folosi pinii seriali 0 și 1 care sunt conectați la portul USB.

structura codului

biblioteci

în Arduino, la fel ca și alte platforme de programare de vârf, există biblioteci încorporate care oferă funcționalități de bază. În plus, este posibil să importați alte biblioteci și să extindeți capacitățile și caracteristicile plăcii Arduino. Aceste biblioteci sunt împărțite aproximativ în biblioteci care interacționează cu o anumită componentă sau cele care implementează noi funcții.

pentru a importa o nouă bibliotecă, trebuie să mergeți la Sketch > importați Biblioteca

În plus, în partea de sus a dvs.ino fișier, trebuie să utilizați ‘# include ‘ pentru a include biblioteci externe. De asemenea, puteți crea biblioteci personalizate pentru a le utiliza în schițe izolate.

definiții Pin

pentru a utiliza pinii Arduino, trebuie să definiți ce pin este utilizat și funcționalitatea acestuia. O modalitate convenabilă de a defini pinii folosiți este folosind:

‘#define pinname pinNumber’.

funcționalitatea este fie input, fie output și este definită utilizând metoda pinMode () din secțiunea setup.

declarații

variabile

ori de câte ori utilizați Arduino, trebuie să declarați variabile globale și instanțe pentru a fi utilizate ulterior. Pe scurt, o variabilă vă permite să denumiți și să stocați o valoare care va fi utilizată în viitor. De exemplu, ați stoca datele achiziționate de la un senzor pentru a le utiliza ulterior. Pentru a declara o variabilă Definiți pur și simplu tipul, numele și valoarea inițială.

merită menționat faptul că declararea variabilelor globale nu este o necesitate absolută. Cu toate acestea, este recomandabil să vă declarați variabilele pentru a facilita utilizarea valorilor dvs. în continuare.

instanțe

în programarea software-ului, o clasă este o colecție de funcții și variabile care sunt păstrate împreună într-un singur loc. Fiecare clasă are o funcție specială cunoscută sub numele de constructor, care este utilizată pentru a crea o instanță a clasei. Pentru a utiliza funcțiile clasei, trebuie să declarăm o instanță pentru aceasta.

Setup ()

fiecare schiță Arduino trebuie să aibă o funcție de configurare. Această funcție definește starea inițială a Arduino la pornire și rulează o singură dată.

aici vom defini următoarele:

1. funcționalitate Pin folosind funcția pinMode
2. starea inițială de pini
3. inițializa clase
4. inițializa variabile
5. logica Cod

buclă ()

funcția buclă este, de asemenea, o necesitate pentru fiecare schiță Arduino și execută o dată setup() este completă. Este funcția principală și, după cum sugerează numele său, rulează într-o buclă din nou și din nou. Bucla descrie logica principală a circuitului tău.

de exemplu:

notă: utilizarea termenului ‘void’ înseamnă că funcția nu returnează nicio valoare.

cum se programează Arduino

logica de bază a Codului Arduino este o structură „dacă-atunci” și poate fi împărțită în 4 blocuri:

configurare – va fi de obicei scrisă în secțiunea de configurare a codului Arduino și efectuează lucruri care trebuie făcute o singură dată, cum ar fi calibrarea senzorului.

intrare – la începutul buclei, citiți intrările. Aceste valori vor fi utilizate ca Condiții („dacă”), cum ar fi citirea luminii ambientale de la un LDR folosind analogRead ().

manipulați datele – Această secțiune este utilizată pentru a transforma datele într-o formă mai convenabilă sau pentru a efectua calcule. De exemplu, AnalogRead () oferă o citire de 0-1023 care poate fi mapat la un interval de 0-255 pentru a fi utilizat pentru PWM.(vezi analogWrite ())

ieșire – această secțiune definește rezultatul final al logicii („atunci”) conform datelor calculate în pasul anterior. Privind exemplul nostru de LDR și PWM, porniți un LED numai atunci când nivelul luminii ambientale scade sub un anumit prag.

biblioteci cod Arduino

structura Bibliotecii

o bibliotecă este un folder format din fișiere cu c++ (.cpp) fișiere de cod și C++ (.h) fișiere antet.

la .fișierul h descrie structura bibliotecii și declară toate variabilele și funcțiile acesteia.

la .fișierul cpp deține implementarea funcției.

importarea bibliotecilor

primul lucru pe care trebuie să-l faceți este să găsiți Biblioteca pe care doriți să o utilizați din numeroasele biblioteci disponibile online. După ce îl descărcați pe computer, trebuie doar să deschideți Arduino IDE și să faceți clic pe Sketch > includeți Biblioteca > gestionați bibliotecile. Apoi puteți selecta biblioteca pe care doriți să o importați în IDE. Odată ce procesul este finalizat, Biblioteca va fi disponibilă în meniul sketch.

în codul furnizat de circuito.io în loc să adăugăm biblioteci externe precum cele menționate anterior, le oferim folderul firmware. În acest caz, IDE știe cum să le găsească atunci când utilizează #include.

de la Software la Hardware

există multe de spus despre capacitățile software ale Arduino, dar este important să ne amintim că platforma este compusă atât din software, cât și din hardware. Cei doi lucrează în tandem pentru a rula un sistem de operare complex.

cod de compilare de încărcare de încărcare de încărcare de rulare

la baza Arduino, este capacitatea de a compila și rula codul.

după scrierea codului în IDE, trebuie să îl încărcați în Arduino. Făcând clic pe butonul Upload (pictograma săgeată cu care se confruntă dreapta), va compila codul și încărcați-l în cazul în care a trecut de compilare. După finalizarea încărcării, programul va începe să ruleze automat.

de asemenea, puteți face acest lucru pas cu pas:

1. mai întâi, compilați codul. Pentru a face acest lucru, faceți clic pe pictograma de verificare (sau faceți clic pe sketch > verificați / compilați în bara de meniu.

după cum puteți vedea, pictograma de verificare se află în partea stângă sus sub eticheta „fișier” din secțiunea Meniu.

după ce ați făcut acest lucru, Arduino va începe să compileze. După ce ați terminat, veți primi un mesaj de finalizare care arată astfel:

după cum puteți vedea, linia verde din partea de jos a paginii vă spune că „ați terminat compilarea”. Dacă codul dvs. nu se execută, veți fi notificat în aceeași secțiune, iar codul problematic va fi evidențiat pentru editare.

după ce ați compilat schița, este timpul să o încărcați.

1. alegeți portul serial la care Arduino este conectat în prezent. Pentru a face acest lucru, faceți clic pe Instrumente > port Serial din meniu pentru a desemna portul serial ales (așa cum se arată mai sus). Apoi puteți încărca schița compilată.
2. pentru a încărca schița, faceți clic pe pictograma de încărcare de lângă bifă. Alternativ, puteți merge la meniul și faceți clic pe fișier > upload. LED-urile Arduino vor pâlpâi odată ce datele sunt transferate.

odată finalizat, veți fi întâmpinat cu un mesaj de finalizare care vă spune că Arduino a terminat încărcarea.

Configurarea IDE-ului

pentru a conecta o placă Arduino la computer aveți nevoie de un cablu USB. Când utilizați Arduino UNO, USB transferă datele din program direct pe placa dvs. Cablul USB este utilizat pentru alimentarea arduino. De asemenea, puteți rula Arduino printr-o sursă de alimentare externă.

înainte de a putea încărca codul, există câteva setări pe care trebuie să le configurați.

alegeți placa – trebuie să desemnați placa Arduino pe care o veți folosi. Faceți acest lucru făcând clic pe Instrumente > bord > bord.

alegeți procesorul – există anumite plăci (de exemplu Arduino pro-mini) pentru care trebuie să specificați ce model de procesor aveți. Sub Instrumente > procesor > selectați modelul pe care îl aveți.

alegeți portul – pentru a selecta portul la care este conectată placa dvs., accesați Instrumente> Port> COMx Arduino (acesta este portul serial al lui Arduino).

cum se instalează Placi non-Native (de exemplu, NodeMCU)

unele modele de bord nu sunt preinstalate în Arduino IDE, prin urmare, va trebui să le instalați înainte de a putea încărca codul.

pentru a instala o placă non-nativă, cum ar fi NodeMCU, trebuie să:

1. Click pe tools> Boards> Boards Manager
2. căutați placa pe care doriți să o adăugați în bara de căutare și faceți clic pe „install”.

unele panouri nu pot fi găsite prin Managerul de bord. În acest caz, va trebui să le adăugați manual. Pentru a face acest lucru:

1. Faceți clic pe fișiere > Preferințe
2. în câmpul Manager de plăci suplimentare, lipiți adresa URL a pachetului de instalare al plăcii dvs. De exemplu, pentru nodeMCU, adăugați următoarea adresă URL: http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json
3. Faceți clic pe OK
4. mergeți la tools > Boards > Boards Manager
5. căutați placa pe care doriți să o adăugați în bara de căutare și faceți clic pe”Instalare”.

după ce ați finalizat acest pas, veți vedea plăcile instalate în lista plăcilor din instrumente.

notă: procesul poate diferi ușor pentru diferite plăci.

Arduino: o platformă extrem de versatilă

Arduino este mult mai mult decât un simplu microcontroler. Cu un IDE expansiv și o gamă largă de configurații hardware, Arduino este cu adevărat o platformă diversă. Varietatea bibliotecilor sale și designul său intuitiv îl fac un favorit atât pentru utilizatorii noi, cât și pentru producătorii experimentați. Există mii de resurse comunitare pentru a vă ajuta să începeți atât cu hardware-ul, cât și cu software-ul.

pe măsură ce vă avansați abilitățile, vă puteți confrunta cu probleme care necesită depanare, care este un punct slab al IDE-ului Arduino. Din fericire, există mai multe instrumente și metode pentru depanarea hardware-ului și software-ului Arduino. În articolul următor, vom analiza cum să depanați Arduino (și cum să testați codul Arduino), precum și cum să utilizați simulatoare și emulatoare.