Vďaka začínajúcej komunite, ktorá vždy vytvára ľahko sledovateľné a zábavné projekty, vám nikdy nedôjdu nápady na to, čo môžete robiť s doskou mikrokontroléra Arduino.
To znamená, že najdôležitejšou súčasťou každého projektu Arduino je kód, ktorý všetko spúšťa. Správne naprogramovanie Arduina je kľúčom k zabezpečeniu správne fungujúceho projektu elektroniky. Ale ako kódujete Arduino?
Čo je Arduino?
Arduino je open-source platforma na prototypovanie. Ľahko sa používa, obsahuje hlavičku GPIO na pripojenie snímačov a iných elektronických komponentov a má relatívne jednoduchý programovací jazyk. Dosky sa dodávajú v rôznych tvaroch a veľkostiach, od malých ako Arduino Nano pre nasaditeľné projekty až po Arduino Mega 2560 pre projekty s väčším hardvérom. Prečítajte si naše Arduino príručka pre začiatočníkov pre viac informácií o platforme.
Ako naprogramovať Arduino
Programovanie Arduina je také jednoduché ako zapojenie hardvéru do jedného. Všetko, čo potrebujete, je doska Arduino, vhodný kábel USB (skontrolujte, aký typ portu USB má vaše Arduino) a počítač, aby ste mohli začať. Budete používať programovací jazyk Arduino založený na C++.
Zatiaľ čo má a stiahnuteľné IDE, na kódovanie Arduina môžete použiť aj webový prehliadač. Majte na pamäti, že ak používate IDE založené na prehliadači, budete musieť nainštalovať Arduino Agent – pri prvom vyskúšaní budete vyzvaní, aby ste si stiahli a nainštalovali Agenta, než sa k nemu dostanete kódovanie.
Komponenty programu Arduino
Arduino programy sa nazývajú skice. Zvyčajne sú napísané v dvoch hlavných funkciách:
- nastaviť(): Táto funkcia sa spustí iba raz za cyklus zavádzania Arduina. To znamená, že všetky inicializácie, deklarácie alebo nastavenia sa vykonávajú v rámci tejto funkcie.
- slučka(): Táto funkcia sa neustále opakuje, pokiaľ je vaše Arduino napájané. Väčšina funkčného kódu je napísaná touto metódou.
Rovnako ako pri akomkoľvek inom programe alebo skripte, všetky dôležité knižnice a hodnoty sú deklarované a importované pred dvomi funkciami uvedenými vyššie. Na základe vašich požiadaviek môžete pridať ďalšie funkcie, ak chcete.
Serial Monitor môžete použiť na zobrazenie údajov, ktoré vaše Arduino odosiela cez sériové pripojenie USB. Sériový monitor sa tiež používa na interakciu s doskou pomocou počítača alebo iných schopných zariadení. Obsahuje tiež sériový plotter, ktorý dokáže vykresliť vaše sériové dáta pre lepšiu vizuálnu reprezentáciu.
Používanie základných komponentov s Arduino
Urobíme malé nastavenie, kde Arduino dokáže prečítať vstup tlačidla a rozsvietiť LED podľa toho, či je stlačené alebo nie. Skôr než sa dostaneme ku kódovaniu, musíme pripojiť náš hardvér. Budete potrebovať nasledujúce položky:
- Tlačidlo
- LED
- 10kΩ odpor
- odpor 220Ω
Pre správne pripojenie všetkého postupujte podľa schémy zapojenia nižšie. Venujte zvláštnu pozornosť kolíku GPIO (General Purpose Input Output), ku ktorému sa pripája každý vodič na doske Arduino.
Keď je všetok hardvér pripojený, pokračujte a skopírujte a vložte nasledujúci kód do online IDE. V celom kóde nájdete komentáre, aby ste lepšie vysvetlili, čo každá časť robí.
#definovať LED_PIN 8 //Definujte pin LED
#definovať BUTTON_PIN 7 //Definujte pin tlačidla
//Teraz inicializujeme LED a tlačidlo vo funkcii nastavenia
neplatnénastaviť(){
pinMode(LED_PIN, VÝKON);
pinMode(BUTTON_PIN, VSTUP);
}
//Nasledujúci úryvok preskočí stav a zmeny tlačidla
//Stav LED na HIGH (zapnuté), keď je tlačidlo stlačené (HIGH)
neplatnéslučka(){
ak (digitalRead(BUTTON_PIN) == VYSOKÝ) {
digitalWrite(LED_PIN, VYSOKÝ);
}
inak {
digitalWrite(LED_PIN, NÍZKA);
}
}Arduino však obsahuje viac ako len LED diódy a tlačidlá. Poďme si prejsť nejaký pokročilejší kód, ktorý namiesto toho integruje snímač vzdialenosti a bzučiak.
Použitie ultrazvukového senzora s Arduino
Vaše Arduino dokáže čítať dáta senzora a interagovať podľa svojho okolia. Ideme pripojiť HC-SR04 ultrazvukový senzor na meranie vzdialenosti a bzučiak k doske, aby sme vytvorili alarm blízkosti.
Takto vyzerá kód; v celom texte nájdete vysvetlenia riadok po riadku.
//Vyhlásenie kolíkov HC-SR-04 a bzučiaka
konštint TRIG_PIN = 6;
konštint ECHO_PIN = 7;
konštint LED_PIN = 3;
konštint DISTANCE_THRESHOLD = 50;//Premenné na výpočet vzdialenosti
plavák trvanie_us, vzdialenost_cm;//Nastavenie režimov pinov a inicializácia sériového monitora
neplatnénastaviť(){
Serial.začať (9600);
pinMode(TRIG_PIN, VÝKON);
pinMode(ECHO_PIN, VSTUP);
pinMode(LED_PIN, VÝKON);
}neplatnéslučka(){
//Vygenerujte 10-mikrosekundový impulz na kolík TRIG
digitalWrite(TRIG_PIN, VYSOKÝ);
oneskorenieMikrosekundy(10);
digitalWrite(TRIG_PIN, NÍZKA);//Zmerajte trvanie impulzu z kolíka ECHO
trvanie_us = pulseIn(ECHO_PIN, VYSOKÝ);
//Vypočítajte vzdialenosť
vzdialenosť_cm = 0.017 * trvanie_us;ak(vzdialenosť_cm < DISTANCE_THRESHOLD)
digitalWrite(LED_PIN, VYSOKÝ); //Zapnite LED
inak
digitalWrite(LED_PIN, NÍZKA); //Vypnutie LED//Vytlačí hodnotu do Serial Monitor
Serial.vytlačiť("vzdialenosť:");
Serial.vytlačiť(vzdialenosť_cm);
Serial.println("cm");
meškanie(500);
}
Ako spustiť program Arduino?
Teraz, keď ste pripravení s hardvérom a kódom, je čas nahrať kód do vášho Arduina. Nasleduj tieto kroky.
- Kliknite na Overiť tlačidlo začiarknutia, aby ste skompilovali svoj kód a zabezpečili, že neobsahuje chyby.
- Vyberte dosku Arduino a jej zodpovedajúcu COM port z rozbaľovacej ponuky.
- Kliknite na Nahrať a počkajte na dokončenie nahrávania kódu.
Hneď ako kliknete na tlačidlo Nahrať, v čiernom okne konzoly pod ním sa vám začne zobrazovať aktivita. Za predpokladu, že vaše Arduino funguje a je správne pripojené, váš kód sa nahrá a môžete začať testovať svoj projekt.
Mikrokontroléry môžu byť zábavné
Mikrokontroléry ako Arduino sú skvelým spôsobom, ako sa dostať do sveta DIY elektroniky. Arduino pre deti je obzvlášť skvelá aktivita. Keď sa naučíte kódovať Arduino, výkonnejšie dosky ako Raspberry Pi sa úplne otvoria iný svet príležitostí, pokiaľ ide o to, čo môžete postaviť len s niekoľkými základnými senzormi a niekoľkými líniami kódu.