Приложение для программирования ардуино. Установка и настройка Arduino IDE под Windows

В этом уроке мы установим программное обеспечение и запустим первую готовую программу для проверки.

Итак, вы приобрели Arduino Uno или любую другую совместимую плату, и нужно сделать следующий шаг - установить необходимое программное обеспечение.

Сначала небольшое отступление. Существует настоящая плата Arduino, сделанная в Италии. Но не стоит думать, что все остальные являются подделками. Разработчики Arduino выложили в открытый доступ все свои наработки и разрешили всем создавать свои платы по созданным схемам. Единственная просьба - не использовать само имя Arduino, поэтому можно встретить альтернативные названия, типа Freeduino, Genuino, Seeeduino, Adafruit 32UT, SparkFun Pro и прочее. Поэтому по поведению китайские платы ничем не отличаются от итальянской (хотя бывают небольшие различия).

Входить в мир Arduino можно двумя способами. Первый - вы не программист. В этом случае поначалу вы можете собирать схему по рисункам и запускать готовые примеры , которые идут в составе Arduino IDE или взятые из других источников. Если желание создавать свои проекты не исчезнет, то потихоньку можете разбираться в коде. Они совсем не сложные в учебных примерах, хотя и написаны на C++. Второй случай - вы программист, но не разбираетесь в электронике. Аналогично, по картинкам собираете схемы из различных приборов и запускаете программу. Понимая, что делает код, вы можете что-то поменять или усложнить, пробуя различные варианты. Позже вы набьёте руку и освоите необходимый объём для электронщика, чтобы рассчитать количество нужных радиодеталей, уберечь плату от короткого замыкания и прочие вещи.

Установка программы и драйверов за несколько лет упростилась. Microsoft решила подружиться с Arduino и в версиях Windows 8/10 плата опознаётся без проблем. В Windows 7 нужно немного поработать ручками (описание в нижней части страницы).

Кроме самой платы Uno (или любой другой), нам понадобится USB-кабель типа A-B (у других плат могут быть другие кабели). У меня он шёл в комплекте с набором. Это стандартный кабель, который обычно прилагается к принтерам и другим устройствам, его можно купить в компьютерных магазинах.

Далее нужно скачать среду разработки, в которой мы будем писать код. Последнюю версию Arduino IDE можно скачать с этой страницы . Вам необходимо выбрать ссылку, соответствующую вашей операционной системе (например, Windows) и скачать архив (около 180 Мб).

После того, как вы скачаете zip-файл, разархивируйте его в любой удобной папке (желательно, чтобы в названии вашей папки не встречались русские символы). При желании можно скачать готовый установщик в виде exe-файла.

После разархивации файла у вас появится отдельная папка Arduino с номером версии с множеством файлов и подпапок.

Если вы успешно преодолели данный шаг, то переходим к следующему этапу - запускаем программу Arduino (arduino.exe). У вас появится окно разработки под Arduino. Сама программа написана на Java и я видел обсуждения, что иногда программа требует установить файлы исполнения Java. У меня они были изначально, так как на этом языке пишу программы для Android.

Когда я устанавливал на Windows 8/10, то проблем с драйвером не возникло и всё установилось автоматически. При работе с некоторыми китайскими платами следует также установить драйвера, информацию о драйверах и установке ищите самостоятельно под свою плату.

Набираемся мужества и подключаем с помощью USB-кабеля плату с компьютером. На плате должна загореться зелёная светодиодная лампочка (помечена надписью ON ). Запускаем Arduino IDE и в меню Tools | Board выбираем свою плату. После этого выбираем порт Tools | Port . Обычно это COM3, COM4.

Следующий шаг - загрузить скетч (так называют программу в Arduino) в микроконтроллер. Сам скетч пустой и ничего не делает. Важно только убедиться, что он успешно загрузился. В нижней части IDE появится сообщение об успешной загрузке.

01.Basics: BareMinimum

Приступать к настоящей работе с платой страшновато, вдруг что-то сгорит. Поэтому пока отложим его в сторону от греха подальше и запустим Arduino IDE. Разработчики платы подготовили серию простых примеров, которые следует изучить, чтобы заложить фундамент для будущих проектов. Найти их можно в меню File | Examples . В разделе 01.Basics находятся самые простые примеры. А самый примитивный из них - скетч BareMinimum . Вам даже не понадобится плата.

На языке Arduino проекты с листингом называются скетчами (sketch) и имеют расширение INO .

Давайте изучим первый скетч: File | Examples | 01.Basics | BareMinimum . Откроется окно с следующим кодом:

Void setup() { // put your setup code here, to run once: } void loop() { // put your main code here, to run repeatedly: }

Вам сейчас необходимо запомнить, что в программе должны быть две обязательные функции: setup() и loop() . После названия функции и круглых скобок идут фигурные скобки, внутри которых будет располагаться ваш код. Говорят, что между фигурными скобками располагается блок кода для функции или тело функции.

Функция setup() запускается один раз, после каждого включения питания или сброса платы Arduino. В теле данной функции пишется код для инициализации переменных, установки режима работы цифровых портов, и т.д. В дальнейших примерах вы увидите этот механизм.

Функция loop() в бесконечном цикле последовательно раз за разом исполняет команды, которые описаны в её теле. Иными словами после завершения функции снова произойдёт её вызов.

Внутри функций размещены комментарии к коду, которые начинается с двойного слеша (//). Всё, что идёт после двойного слеша и до конца строки считается комментарием. Вы можете писать сюда что угодно, на программу это никак не повлияет. При написании своих программ советую не скупиться на комментарии и описывать, что выполняет ваша команда. Поверьте, очень многие новички, возвращаясь к своему коду, не могут вспомнить, что они запрограммировали. Комментарии можно размещать не только внутри функций, но и над ними.

Запоминать код и записывать его в тетрадочку не нужно. Когда вы будете создавать собственный скетч через File | New , то появится точно такой же код. И вы можете создавать свои проекты и сохранять их.

Как видите, рассмотренный нами пример является лишь шаблоном и ничего полезного не делает. В следующем уроке мы уже научимся подключать плату и загружать в него программу.

Установка Android IDE под Windows 7

Для старых версий нужно установить драйвер самостоятельно. При первом подключении Windows самостоятельно попытается установить драйвер, хотя мы его и не просили. Самоуверенная Windows признается, что ей не удалось установить драйвер. Чтобы убедиться в этом, идём в Пуск→Панель управления→Система (а можно было просто нажать клавиши Win+Pause Break) и выбираем слева ссылку Диспетчер устройств . Там увидим, что напротив Arduino Uno стоит желтый предупреждающий значок.

Ничего страшного не произошло. Сейчас мы исправим ситуацию. Щёлкаем мышкой на данной записи и выбираем из контекстного меню пункт Обновить драйверы... . Далее выбираем опцию Выполнить поиск драйверов на этом компьютере , чтобы вручную указать местоположение драйверов. Сам драйвер ArduinoUNO.inf находится в подпапке Drivers той самой папки Arduino , о которой говорилось выше.

Теперь Windows сможет правильно установить драйвер и все будет тип-топ.

По умолчанию ядром программы поддерживаются только AVR -платы Arduino . Некоторые платы Arduino требуют использования дополнительных функций, которые должны быть установлены в ядро программы.

Одним из примеров является Arduino Due , которая использует ARM/SAM микроконтроллеры. Для того была возможность, используя Arduino IDE , программировать Arduino Due , необходимо установить SAM-я дро с помощью Boards Manager .

В этом примере мы установим ядро, необходимое для платы Arduino Due .

Выбираем меню Инструменты → Плата → Boards Manager

Откроется окно Менеджера плат, в котором вы увидите список установленных и доступных плат. Выберем ядро SAM , требуемую версию (как и в случае с может быть доступна лишь одна версия, поэтому выпадающего списка с перечнем доступных версий может и не быть) и жмем Install .

По завершению процесса установки (который может занять достаточно продолжительное время) статус ядра SAM станет INSTALLED . Теперь плата Arduino Due станет доступна в меню Инструменты → Плата.

Ручная установка плат

Также имеется возможность добавления плат в ручном режиме. Этот метод работает на и на . Для версии IDE 1.6.2 метод не работоспособен (баг исправлен в релизе 1.6.3). Насчет версий ранее 1.6.1 ничего сказать не могу.

Расскажу на примере плат компании Adafruit .

Сначала скачиваем файлы описания для плат с GitHub -репозитория Adafruit или по ссылке ниже (на GitHub , возможно, будет более свежая версия этого архива).

Category:	Programs
Date:	06.04.2015

Если вы скачали архив с Github , то распакуйте архив и переменуйте получившуюся папку из Adafruit_Arduino_Boards-master в Adafruit_Arduino_Boards .

Внутри этой папки вы обнаружите две подпапки:

• hardware , также содержащую подпапки adafruit и tools
• drivers , в которой находятся драйвера Flora для Windows

В Mac OS папка скрыта внутри пакета приложения. Для того, чтобы найти ее делаем правый клик на приложении Arduino IDE и выбираем Показать содержимое пакета

Переходим внутри по вложенным подпапкам Contents → Java и находим там папку hardware .

Теперь нужно внимательно объединить содержимое папки hardware c аналогичной папкой из скаченного нами ранее и распакованного архива с описанием плат с сайта Adafruit . Нужно удостовериться в том, что вы переписали конфликтующие файлы (в данном случае avrdude.conf ). После всех операций папка hardware приложения Arduino IDE будет иметь следующую структуру:

Если вы работаете в Windows , то вам необходимо будет переписать еще и папку drivers .

Если все сделано правильно, то новые платы появятся в меню Инструменты → Плата в Arduino IDE .

Платы на базе микроконтроллеров ATTiny

Один из моих читателей — Павел Пащенко любезно поделился файлами описаний к микроконтроллерам серии ATTiny. Cпасибо, Павел!

Category:	Programs
Date:	08.04.2015

Установка аналогична описанной выше.

Получившийся у Павла результат в Windows :

Платы на базе микроконтроллера Atmega8

Для микроконтроллеров Atmega8 с внешним кварцем на 8 МГц и без загрузчика, в файл boards.txt необходимо добавить следующие строки:

############################################################## atmega8.name=ATmega8 (no bootloader 8MHz ext) atmega8.upload.protocol=arduino atmega8.upload.tool=usbasp atmega8.upload.maximum_size=7680 atmega8.upload.speed=115200 atmega8.bootloader.low_fuses=0xFF atmega8.bootloader.high_fuses=0xD9 atmega8.bootloader.unlock_bits=0x3F atmega8.bootloader.lock_bits=0x0F atmega8.build.mcu=atmega8 atmega8.build.f_cpu=8000000L atmega8.build.core=arduino atmega8.build.variant=standard

############################################################## atmega8 . name = ATmega8 (no bootloader 8MHz ext ) atmega8 . upload . protocol = arduino atmega8 . upload . tool = usbasp atmega8 . upload . maximum_size = 7680 atmega8 . upload . speed = 115200 atmega8 . bootloader . low_fuses = 0xFF atmega8 . bootloader . high_fuses = 0xD9 atmega8 . bootloader . unlock_bits = 0x3F atmega8 . bootloader . lock_bits = 0x0F atmega8 . build . mcu = atmega8 atmega8 . build . f_cpu = 8000000L

Вам понадобится

• плата Arduino UNO;
• кабель USB (USB A - USB B);
• персональный компьютер;
• светодиод;
• пара соединительных проводов длиной 5-10 см;
• при наличии - макетная плата (breadboard).

Arduino IDE

Загрузите среду разработки для Ардуино (Arduino IDE) с официального сайта для своей операционной системы (поддерживаются ОС Windows, Mac OS X, Linux). Можете выбрать установщик (Installer ), можете архив (ZIP file for non admin install ). Во втором случае программа просто запускается из папки, без установки. Скачанный файл содержит кроме среды разработки также драйверы для плат семейства Arduino.

Загружаем среду разработки Arduino IDE с официального сайта

2 Подключение Arduino к компьютеру

Подключите плату Arduino с помощью USB кабеля (типа USB-A - USB-B) к компьютеру. Должен загореться зелёный светодиод ON на плате.

Кабель "USB-A - USB-B" для подключения Arduino к компьютеру

3 Установка драйвера для Arduino

Установите драйвер для Arduino. Рассмотрим вариант установки на операционную систему Windows. Для этого дождитесь, когда операционная система предложит установить драйвер. Откажитесь. Нажмите клавиши Win + Pause , запустите Диспетчер устройств . Найдите раздел «Порты (COM и LPT)» . Увидите там порт с названием Arduino UNO (COMxx) . Кликните правой кнопкой мыши на нём и выберите Обновить драйвер . Укажите операционной системе расположение драйвера. Он находится в поддиректории drivers в той папке, которую мы только что скачали.

Запомните порт, к которому подключена плата Arduino. Чтобы узнать номер порта, запустите диспетчер устройств и найдите раздел «Порты (COM и LPT)». В скобках после названия платы будет указан номер порта. Если платы нет в списке, попробуйте отключить её от компьютера и, выждав несколько секунд, подключить снова.

Arduino в диспетчере устройств Windows

4 Настройка Arduino IDE

Укажите среде разработки свою плату. Для этого в меню Инструменты Плата выберите Arduino UNO .

Выбираем плату Arduino UNO в настройках

Укажите номер COM-порта, к которому подключена плата Arduino: Инструменты Порт .

Задаём последовательный порт, к которому подключена плата Arduino

5 Открываем пример программы

Среда разработки уже содержит в себе множество примеров программ для изучения работы платы. Откройте пример "Blink": Файл Образцы 01.Basics Blink .Кстати, программы для Ардуино называются «скетчи».

Открываем пример скетча для Arduino

6 Сборка схемы со светодиодом

Отключите Arduino от компьютера. Соберите схему, как показано на рисунке. Обратите внимание, что короткая ножка светодиода должна быть соединена с выводом GND, длинная - с цифровым пином "13" платы Arduino. Удобно пользоваться макетной платой, но при её отсутствии соедините провода скруткой.

Цифровой пин "13" имеет встроенный резистор на плате. Поэтому при подключении светодиода к плате внешний токоограничивающий резистор использовать не обязательно. При подключении светодиода к любым другим выводам Ардуино использование резистора обязательно, иначе сожжёте светодиод, а в худшем случае - порт Ардуино, к которому подключён светодиод!

Схема подключения светодиода к Arduino в память Ардуино

Теперь можно загрузить программу в память платы. Подключите плату к компьютеру, подождите несколько секунд, пока происходит инициализация платы. Нажмите кнопку Загрузить , и Ваш скетч запишется в память платы Arduino. Светодиод должен начать весело подмигивать вам с периодичностью 2 секунды (1 секунду горит, 1 выключен). Ниже приведён код нашей первой программы для Ардуино.

void setup() { // блок инициализации pinMode(13, OUTPUT); // задаём пин 13 в качестве выхода. } void loop() { // цикл, который повторяется бесконечно, пока включена плата: digitalWrite(13, HIGH); // подаём на 13 вывод высокий уровень - зажигаем светодиод delay(1000); // на 1000 мсек = 1 сек. digitalWrite(13, LOW); // подаём на 13 вывод низкий уровень - гасим светодиод delay(1000); // на 1 сек. } // далее цикл повторяется

Почитайте комментарии в тексте программы - их достаточно чтобы разобраться с нашим первым экспериментом. Сначала описываем блок инициализации setup() , в котором задаём начальные значения переменных и функции выводов Arduino. Далее следует бесконечный цикл loop() , который повторяется снова и снова, пока на плату подаётся питание. В этом цикле мы выполняем все необходимые действия. В данном случае - зажигаем и гасим светодиод. Оператор delay() задаёт длительность выполнения (в миллисекундах) предшествующего оператора. Оператор digitalWrite() указывает Ардуино, на какой вывод подать напряжение, и какой именно уровень напряжения.Ваш первый скетч готов!

В сети есть множество сайтов, посвящённых работе с платами семейства Arduino. Читайте, осваивайте, не бойтесь экспериментировать и познавать новое! Это увлекательное и полезное занятие, которое принесёт вам много удовольствия.

Обратите внимание

Будьте внимательны при работе с платой Arduino - это электронное изделие, которое требует бережного отношения. Снизу платы есть оголённые проводники, и если Вы положите плату на токопроводящую поверхность, есть вероятность сжечь плату. Также не трогайте плату влажными или мокрыми руками и избегайте при работе сырых помещений.

Рассмотрим начало работы с Arduino в операционной системе Windows на примере Arduino Uno . Для других плат разница минимальна - эти особенности перечислены на страницах описания конкретных плат.

1. Установка Arduino IDE

Шаг 1

Выберите версию среды в зависимости от операционной системы.

Шаг 2

Нажмите на кнопку «JUST DOWNLOAD» для бесплатной загрузки Arduino IDE.

2. Запуск Arduino IDE

Запустите среду программирования Arduino IDE.

Arduino IDE не запускается?

Вероятней всего, на компьютере некорректно установлена JRE - Java Runtime Environment. Для решения проблемы

3. Подключение платы к компьютеру

Операционная система распознала плату Arduino как COM-порт и назначила номер 2 . Если вы подключите к компьютеру другую плату Arduino, операционная система назначит ей другой номер. Если у вас несколько плат Arduino, очень важно не запутаться в номерах COM-портов.

Что-то пошло не так?

После подключения Arduino к компьютеру, в диспетчере устройств не появляются новые устройства? Это может быть следствием следующих причин:

Неисправный USB-кабель или порт

Блокировка со стороны операционной системы

Неисправная плата Arduino

4. Настройка Arduino IDE

Для настойки среды Arduino IDE с конкретной платформой Arduino - необходимо выбрать название модели Arduino и номер присвоенного плате COM-порта.

В рассмотренном примере мы выбрали плату Arduino Uno. В вашем случае выбирайте конкретно вашу модель Arduino.

Поздравляем, среда Arduino IDE настроена для прошивки платы Arduino.

Что-то пошло не так?

Среда настроена, плата подключена. Пора прошивать платформу.

Arduino IDE содержит большой список готовых примеров в которых можно быстро подсмотреть решение какой-либо задачи. Выберем самый распространенный пример - «Blink».

Немного модифицируем код, чтобы увидеть разницу с заводским миганием светодиода.

Заменим строчку:

Delay(1000 ) ;

Delay(100 ) ;

Полная версия кода:

void setup() { // настраиваем пин 13 в режим выхода pinMode(13 , OUTPUT) ; } void loop() { // подаём на пин 13 «высокий сигнал» digitalWrite(13 , HIGH) ; // ждём 100 миллисекунд delay(100 ) ; // подаём на пин 13 «низкий сигнал» digitalWrite(13 , LOW) ; // ждём 100 миллисекунд delay(100 ) ; }

Теперь светодиод «L» должен загораться и гаснуть каждые 100 миллисекунд - в 10 раз быстрее исходной версии. Загрузите скетч в Arduino и проверьте.
После загрузки светодиод начнёт мигать быстрее. Всё получилось.

Что-то пошло не так?

В результате загрузки появляется ошибка вида: avrdude: stk500_get sync(): not in sync: resp = 0x00 ? Значит Arduino настроена некорректно. Вернитесь к предыдущим пунктам и убедитесь в том, что устройство было корректно распознано операционной системой, а в Arduino IDE установлены правильные настройки COM-порта и модели платы.

Используя программную среду Arduino IDE, можно, основываясь лишь на знаниях C++, решать самые разные творческие задачи, связанные с программированием и моделированием.

Arduino IDE - это программная среда разработки, предназначенная для программирования одноимённой платы. На сегодняшний день с помощью Arduino конструируют всевозможные интерактивные, обучающие, экспериментальные, развлекательные модели и устройства. Интерфейс сравнительно простой в освоении, его основой является язык C++, поэтому освоить инструментарий могут даже начинающие программисты.

Где можно скачать Arduino IDE

Сама программа предоставляется с открытым исходным кодом. Все базовые инструменты распространяются бесплатно - достаточно выбрать версию, соответствующую операционной системе.

С описаниями (на английском языке) можно ознакомиться на странице официального сайта https://www.arduino.cc/en/main/software . Там же можно скачать нужную версию программы.

После выбора нужной операционной системы и нужного файла установки вы попадете на страницу скачивания (см. ниже), где вам просто нужно будет нажать "Just Download" для начала скачивания.

Актуальная версия Arduino Ide на момент публикации статьи - 1.8.5.

Arduino IDE на русском языке

Изначально инструментарий поставляется на английском. И хотя команды меню довольно просты, программу легко можно перевести на нужный язык.

Полный список выпущенных локализаций представлен на этой странице: http://playground.arduino.cc/Main/LanguagesIDE . Русский язык входит в список.

Русский язык входит в список языков Arduino IDE.

Чтобы включить русскоязычный интерфейс, нужно воспользоваться командой:

File → Preferences → Language
(Файл → Настройки → Язык)

и выбрать русский язык в списке.

Установка среды

Установка программной среды Ардуино довольно несложный процесс. После того как вы выбрали и скачали нужную версию необходимо запустить установку через файл arduino.exe .

Как всегда - сначала надо согласиться с Лицензионным соглашением, несмотря на то, что сама среда распространяется бесплатно.

Следующим шагом выбираем действия, которые должен сделать установщик. Можно поставить все галочки.

Если установщик предложит установить USB-to-serial драйвер - жмем Установить .

Настройка IDE

Для соединения платы с компьютером используется USB-порт. Программирование не требует специального оборудования, сама плата компактна и имеет малый вес.

Шаг 1

Соединяем плату Arduino с компьютером.

Шаг 2

Переходим в:
Пуск → Панель управления → Диспетчер устройств
Находим "Порты COM и LPT" и видим нашу плату на COM2.

Вполне вероятно, что вы ничего не увидите. В большинстве случаев проблема в том, что вы купили плату на чипе CH340G. В таком случае нужно воспользоваться .

Шаг 3

Запускаем Arduino IDE и переходим в: Инструменты → Порт . Выбираем порт COM2 (или тот, который получился у вас на шаге выше).

Шаг 4

Выбираем плату.

На этом с настройкой закончено. Теперь у вас настроена Arduino IDE и вы можете приступить к разработке своих проектов.

Библиотеки для программной среды

Есть 3 способа подключить библиотеку к Arduino IDE:

1. Использовать менеджер библиотек, который появился в программе с версии 1.6.2. Необходимо использовать команду «Эскиз» → Include Library → Manage Libraries . Появится список доступных библиотек, которые можно включать и отключать (см. скриншот ниже).
2. Добавить скачанную библиотеку в формате *.ZIP. Для этого нужно использовать команду «Эскиз» → Include Library → Add .ZIP library . После этого выбрать файл, чтобы библиотека добавилась в список, и перезапустить программу.
3. Добавить файл с библиотекой вручную. Для этого архив потребуется распаковать и проследить, чтобы все файлы оказались в одной папке. После этого её нужно будет поместить в каталог с пользовательскими библиотеками, который располагается по адресу «Мои документы\Arduino\libraries » (Windows) или «~/Документы/Arduino/libraries » (Linux). Такой способ достаточно сложен, его рекомендуют в первую очередь опытным программистам.

На сегодняшний день представлены версии для операционных систем Windows, Linux, MacOS. На начало сентября 2017 года самая новая версия Arduino IDE - 1.8.5. Скачать её можно выше - выберите нужный вариант из таблицы, либо на странице https://www.arduino.cc/en/main/software . Для Linux есть 32-разрядная, 64-разрядная и ARM-версии. Для Windows, помимо устанавливаемой и портативной, есть версия в виде Windows-приложения.

Таким образом, работа с Arduino IDE не создаёт каких-либо сложностей даже программистам, которые пока не освоили язык C++ в полной мере. Экспериментируя с функциями, добавляя свои библиотеки или скачивая новые, можно достигать отличных результатов и решать даже весьма нестандартные творческие задачи.

Всё это объясняет её растущую популярность и прирост количества программистов, которые экспериментируют с программной средой и добавляют в неё новые функции.