KURS
Kurs Arduino (2)
Oprogramowanie Arduino IDE
W EP 4/2011 rozpoczęliśmy kurs programowania Arduino.
Omówiliśmy wtedy elementy języka. W tym artykule zajmiemy się
Arduino IDE oraz utworzymy pierwszy program, który jeszcze nie
będzie użyteczny, ale będzie takim arduinowym  Hello World .
Do programowania w systemie Arduino
jest przeznaczone oprogramowanie Ardu-
ino IDE, które jest dostępne jest na stronach
http://arduino.cc/en/Main/Software. Może
ono pracować pod kontrolą systemów ope-
racyjnych Windows, Linux oraz MAC OS X.
Po zainstalowaniu oprogramowanie Ar- Rysunek 2.
duino uruchamia się za pomocą skrótu lub
przez dwukrotne kliknięcie na plik  Arduino. stępnie jest on poddawany kompilacji. Po
exe . Wygląd głównego okna pokazano na ry- jej prawidłowym zakończeniu program jest
sunku 1. Okno programu można podzielić na gotowy do wysłania do mikrokontrolera.
kilka części. Dostępny jest górny pasek na- W przypadku nieprawidłowości w kodzie
rzędzi, okno na przygotowywany program zostaną w dolnej części okienka systemu Ar-
oraz obszar na dole, w którym będą wyświe- duino wyświetlone znalezione błędy.
tlane komunikaty związane z działaniem Ikona przycisku Stop zatrzymuje dzia-
programu Arduino IDE: o pracy kompilatora, łanie Serial Monitor (monitor komunikacji
o błędach i programowaniu mikrokontrole- szeregowej). Jest to pomocne, gdy przesyłane
ra. Pliki z przygotowanym programem dla informacje przez interfejs szeregowy RS232 Rysunek 4.
mikrokontrolera są w Arduino zapisywane pojawiają się szybciej, niż można je zaobser-
z rozszerzeniem .pde. wować. Przycisk New umożliwia utworzenie talogu. Przycisk Upload umożliwia przesła-
Pasek narzędzi składa się z 7 przycisków. nowego, pustego pliku dla programu. Należy nie programu do mikrokontrolera a dokład-
Dostępny jest jeden przycisk (ze strzałką podać nazwę nowego pliku i jego lokalizację nie do zestawu Arduino. Wcześniej należy
w prawo) przy wyborze kartotek, którego na dysku. Przycisk Open umożliwia otwarcie przygotowany program poddać weryfikacji
użycie umożliwia dostęp do poleceń za- pliku z programem z dostępnej listy plików i kompilacji.
rządzania kartotekami z plikami programu. w wybranym katalogu. Przycisk Save umoż- Przed wysłaniem programu do mikro-
Dostępne jest również menu podzielone na liwia zapisanie przygotowanego programu kontrolera należy skonfigurować typ zestawu
grupy File, Edit, Sketch, Tools oraz Help. Do- do pliku o podanej nazwie i w wybranym ka- Arduino oraz numer portu w komputerze, do
datkowe przyciski (pokazane na rysunku 2 którego jest dołączony zestaw Arduino. Przy-
i opisane w tabeli 1) umożliwiają szybki cisk Serial Monitor uruchamia okno monito-
dostęp do najczęściej używanych poleceń ra komunikacji (rysunek 3) przez interfejs
(zapis pliku na dysku, programowanie itp.). RS232. W jego oknie pojawiają się informa-
Po wybraniu ikony Verify/Compile kom- cje wysyłane przez interfejs RS232 mikro-
pilator sprawdza składnię programu, a na- kontrolera (zestaw Arduino). Za jego pomocą
jest również możliwość wysyłania danych
do mikrokontrolera. W oknie monitora są
dostępne opcje automatycznego przewijania
otrzymanych znaków, możliwość wyboru
prędkości transmisji czy opcji związanych
Rysunek 3. ze znakami końca linii. Monitor będzie po-
Tabela 1. Pasek przycisków
Verify/Compile Sprawdza i poddaje kompilacji napisany kod programu
Stop Zatrzymuje działanie monitora interfejsu RS232
New Tworzy nową pustą zakładkę na programu
Open Otwiera plik z programem
Save Zapisuje plik z programem
Umożliwia wysłanie programu do mikrokontrolera z wykorzystaniem szeregowego
Upload
interfejsu RS232
Serial Monitor Wyświetla okno monitora interfejsu RS232
Rysunek 1.
106 ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 5/2011
Kurs Arduino
Oferta dla prenumeratorów Elektroniki Praktycznej
Avtduino specjalnie z myślą o elektronikach-praktykach!
Od numeru EP 04/2011 rozpoczę-
liśmy kurs programowania mikrokon-
trolerów AVR z użyciem bezpłatnego
środowiska programistycznego Arduino.
Kurs będzie się opierał na przykładach
przygotowanych dla płytek rozszerza-
jących do bazy (kompatybilnej z syste-
mem modułów Arduino) wyposażonej
m.in. w mikrokontroler ATmega, opisa-
nej w EP1/2011 (odpowiednik Arduino
Duemilanove, AVT-5272).
Dla prenumeratorów Elektroniki
Praktycznej przygotowaliśmy niespo-
dziankę: wszystkim prenumeratorom
papierowej wersji miesięcznika w grud-
niu 2011 zaoferujemy za darmo jedną,
wybraną płytkę drukowaną modułu roz-
szerzenia dla zestawu Avtduino (zgodne
z Arduino), dla których przykłady apli-
kacji przedstawimy w ramach kursu pu-
blikowanego na łamach czasopisma.
Pierwsze artykuły kursowe o Ardu-
ino opublikowaliśmy w EP 4/2011 na
stronach: 96 i 98.
Opis pierwszego modułu rozszerza-
jącego do płyty bazowej Avtduino opu-
blikowaliśmy w Elektronice Praktycznej
4/2011 na stronie 47 (AVT-1615), kolej-
Płytka bazowa systemu Avtduino będąca bazowym
nego w bieżącym numerze na stronie 55
rozwiązaniem dla uczestników kursu
(AVT-1616).
Rysunek 6.
Send umożliwia wysłanie danych do mikro- Rysunek 7.
kontrolera w zestawie Arduino. Działanie
monitora transmisji szeregowej można za- danych z czujników, gdy do zestawu nie bę-
trzymać przyciskiem Stop. Aby ponownie dzie dołączony wyświetlacz.
Rysunek 5. uruchomić monitor wystarczy przycisnąć U góry okna Arduino IDE znajduje się
przycisk Serial Monitor. Korzystanie z moni- menu składające się z przycisków File, Edit,
mocny podczas sprawdzania pracy progra- tora szeregowej transmisji będzie pokazane Sketch, Tools oraz Help. W menu File, które
mu i wyszukiwania w nim błędów. Przycisk podczas praktycznych przykładów odczytu pokazano na rysunku 4 umieszczono funk-
REKLAMA
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 5/2011 107
KURS
Listing 1. Program powodujący miganie diody LED
void setup() {
pinMode(13, OUTPUT); //konfiguracja linii 13 jako wyjście
}
void loop() {
digitalWrite(13, HIGH); // wyłączenie diody LED
delay(1000); // opóz
nienie 1 sekundy
digitalWrite(13, LOW); // włączenie diody LED
delay(1000); // opóz
nienie 1 sekundy
}
Rysunek 8.
Rysunek 12.
Rysunek 9.
strony, natomiast w opcji Preferences jest
możliwość zmiany opcji konfiguracyjnych
Arduino IDE. Oczywiście dostępna jest rów-
nież opcja drukowania. W menu Edit pokaza-
nym na rysunek 5 dostępne są opcje cofania
zmian w programie, kopiowania, wklejania
oraz wycinania. Są również opcje wstawia-
nia komentarzy do programu, zaznaczania
oraz opcje wyszukiwania Find i Find Next.
W menu Sketch (rysunek 6) znajdują się Rysunek 13.
ważne opcje związane z weryfikacją i kompi-
lacją programu (Verify/Compile). Ponadto do- Burn Bootloader znajdują się obsługiwane
stępna jest opcja Stop zatrzymująca monitor przez Arduino programatory zewnętrzne za
komunikacji szeregowej. Opcja Show Sketch pomocą których jest możliwość przesłania
Folder pokazuje folder z programem, nato- do mikrokontrolera tak zwanego programu
miast opcja Import Library umożliwia import Bootloadera za pomocą którego będzie moż-
biblioteki z której będzie korzystał przygo- liwe programowanie mikrokontrolera bez
towywany program (do programu wstawia- potrzeby wykorzystywania dodatkowego ze-
ny jest odnośnik do wybranej biblioteki). wnętrznego programatora. W menu Help (ry-
Program wyświetla biblioteki znajdujące się sunek 8) znajdują się opcje związane z odno-
Rysunek 10. folderze libraries oprogramowania Arduino śnikami do stron internetowych o Arduino,
IDE. Domyślnie dostępnych jest kilkanaście jego obsługi, sposobu programowania czy
cje tworzenia nowego programu, jego zapisu bibliotek do których można również dołą- dostępnych instrukcji.
oraz zamknięcia. W opcji Example znajdu- czyć biblioteki dostępne w Internecie. Opcja
ją się przykładowe programy dla Arduino. Add File umożliwia dodanie kolejnego pliku Podstawowe elementy zestawu
Można w nich znalez
ć dużo przykładów po- do przygotowywanego programu. W menu Arduino IDE
dzielonych na grupy. Są to programy do ob- Tools pokazanym na rysunku 7 znajdują się Odpowiednik zestawu Arduino UNO
sługi silników, wyświetlaczy czy czujników. narzędzia dzięki którym będzie możliwa ko- (Avtduino) z mikrokontrolerem ATmega168,
Dostępnych jest kilkadziesiąt przykłado- munikacja z zestawami Arduino. Opcja Auto który będzie używany podczas kursu, był opi-
wych programów. Opcja Upload to I/O Board Format umożliwia z formatowanie napisane- sywany w styczniowej Elektronice Praktycz-
wysyła program do mikrokontrolera. Opcja go programu (wprowadza wcięcia sprawia- nej. Na rysunku 9 pokazano elementy płytki
Page Setup umożliwia ustawienie opcji jące że program będzie bardziej czytelny). zestawu Arduino UNO. Zestaw ma gniazdo
Opcja Archive Sketch umoż- USB, za pomocą którego będzie się odbywać
liwia archiwizację przygoto- komunikacja komputera PC z mikrokontrole-
wanego oprogramowania do rem zestawu. Jest ona przeprowadzana z uży-
formatu ZIP. Dostępna jest ciem konwertera USB-RS232. Zestaw może
również opcja Serial Monitor być zasilany z interfejsu USB lub z wykorzy-
włączająca monitor komu- staniem zewnętrznego zasilania.
nikacji szeregowej. W opcji W zestawie dostępne są linie DIGITAL
Board jest możliwość wyboru (cyfrowe) mikrokontrolera oznaczone 0...13
zestawu Arduino z którym przy czym linie 0 i 1 są liniami interfejsu
będzie się komunikowało RS232. Dostępna jest również linia AREF, do
oprogramowanie Arduino której można dołączyć zewnętrzne napięcie
IDE. Natomiast w opcji Serial odniesienia dla przetwornika A/C mikrokon-
Port wybiera się numer portu trolera. Do gniazda ANALOG IN (analogowe)
szeregowego z którym będzie dołączone zostały linie analogowe mikro-
odbywała się komunikacja kontrolera A0...A5, które również mogą pra-
Rysunek 11. z zestawem Arduino. W opcji cować jako linie cyfrowe. Do gniazda Power
108 ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 5/2011
Kurs Arduino
doprowadzono linie masy, napięcia zasila- rego będzie się odbywała komunikacja z ze- trolera. Dioda miga w jednosekundowych
jące 5 V i 3,3 V oraz linię zerującą RESET. stawem Arduino UNO. odstępach.
Dostępne jest również gniazdo ICSP, do któ- Należy jeszcze odpowiednio skonfiguro- Po przepisaniu przykładowego programu
rego można dołączyć zewnętrzny programa- wać oprogramowanie Arduino IDE. W menu (rysunek 13) należy w pierwszej kolejności
tor. Umożliwia on załadowania do pamięci Tools->Board należy wybrać zestaw pokaza- wykonać weryfikację oraz kompilację kli-
mikrokontrolera programu Bootloadera lub ny na rysunku 11. Następnie ustawić numer kając na ikonie Verify/Complile. Po bezbłęd-
zaprogramowania go dowolnym innym pro- portu, po którym będzie się odbywała ko- nej kompilacji (gdy jest brak komunikatów
gramem. Ponadto zestaw wyposażono w dio- munikacja. Prawidłową konfigurację dla za- o znalezionych błędach) program można
dę sygnalizującą zasilanie, diody sygnalizu- instalowanego portu (w tym przypadku port przesłać do mikrokontrolera naciskając przy-
jące transmisję z wykorzystaniem interfejsu COM5) pokazano na rysunku 12. cisk Upload. Po przesłaniu programu do mi-
RS232 oraz diodę  L sygnalizującą stan linii Po wykonaniu opisanych nastaw opro- krokontrolera powinna zacząć migać dioda
13 mikrokontrolera. Do dostępnych gniazd gramowanie Arduino IDE może się już ko- oznaczona jako  L . Można zmienić wartości
z liniami portów i zasilających będzie moż- munikować z zestawem Arduino UNO, który opóz
nień w instrukcji Delay i zobaczyć jak
liwość dołączania własnych lub dostępnych został już wyposażony z odpowiedni Bootlo- zacznie się zachowywać dioda LED L
modułów Avtduino. Więcej informacji o ze- ader. Prawidłowa komunikacja będzie sygna-
stawie Arduino UNO można znalez
ć z Elek- lizowana za pomocą diod TX oraz RX. Aby Podsumowanie
tronice Praktycznej 01/2011. przesłać do zestawu przygotowany program, W ramach tej części kursu pokazano
po jego weryfikacji i kompilacji wystarczy funkcje oprogramowania Arduino IDE oraz
Uruchomienie zestawu przycisnąć przycisk Upload. Jeśli będą pro- pokazano sposób konfigurowania i komu-
Zestaw może być zasilany z użyciem ze- blemy z komunikacją może to być wina nikację z zestawem Arduino UNO wraz
wnętrznego zasilacza lub z interfejsu USB. sprzętu lub nieprawidłowej konfiguracji por- z przykładowym programem testowym.
Po połączeniu zestawu Arduino UNO z kom- tu komunikacyjnego. Zainstalowany numer W następnych częściach kursu będą przed-
puterem za pomocą przewodu USB należy portu powinien być zgodny z wybranym por- stawiane przykłady obsługi różnych peryfe-
w pierwszej kolejności zainstalować sterow- tem w oprogramowaniu Ardiuino IDE. riów mikrokontrolera i dołączonych do niego
niki USB wirtualnego portu COM. Sterowni- modułów wraz ze szczegółowym opisem ich
ki te znajdują się w pakiecie Arduino w ka- Przykładowy program działania. Przykłady będą pomocne podczas
talogu Drivers. Po prawidłowym zainstalo- Aby sprawdzić prawidłową współpracę przygotowywania własnych programów, bę-
waniu w menedżerze urządzeń powinny oprogramowania Arduino IDE z zestawem dzie je można szybko zmodyfikować i dosto-
się pojawić dwa urządzenia zaznaczone na Arduino UNO należy przepisać program sować do własnych potrzeb.
rysunku 10. W przykładzie został zainstalo- z listingu 1. Powoduje on miganie diody  L Marcin Wiązania
wany wirtualny port COM5, za pomocą któ- dołączonej do wyprowadzenia 13 mikrokon- [e-mail]
REKLAMA
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 5/2011 109