Pasjonaci i hobbyści znają Arduino od dawna, ponieważ ten kompaktowy mikrokontroler w formacie pudełka od zapałek można wykorzystać do wielu projektów. Ponadto oferuje on początkującym i dzieciom dobrą okazję do zapoznania się z tematyką programowania i elektrotechniki oraz do stosunkowo szybkiego osiągnięcia widocznych rezultatów. W naszym samouczku Arduino wyjaśniamy podstawy programowania Arduino i pokazujemy, jak można realizować pierwsze proste projekty nawet bez wcześniejszej wiedzy.

1st Arduino Tutorial in German: Podstawy programowania Arduino

Płytka Arduino ma kilka analogowych i cyfrowych wejść i wyjść i może być podłączona do komputera za pomocą portu USB, aby załadować kody programów. Istnieje również kilka pinów, które umożliwiają podłączenie do płytki wyświetlaczy, przyrządów pomiarowych, diod LED i innych urządzeń.

Warto wiedzieć: Mikrokontroler to nic innego jak mały procesor z pamięcią, w której przechowywany jest kod programu i pobierany podczas wykonywania. W tym samym czasie może wykonywać tylko jeden program i dlatego nadaje się szczególnie do projektów, w których proste zadania mają być wykonywane w sposób ciągły.

Niektóre modele są już wyposażone w wewnętrzny interfejs sieciowy, ale w razie potrzeby Ethernet i WiFi można doposażyć również za pomocą shielda. Są to elektroniczne karty rozszerzeń, które po prostu podłącza się do płytki Arduino lub innego shielda bez lutowania. Pod względem cenowym można jednak uciec z shieldem Ethernetowym znacznie taniej niż z wariantem WLAN.

1.1 Środowisko programistyczne i szkice

Programy nazywane są na Arduino szkicami i są niczym innym jak prostymi plikami tekstowymi z rozszerzeniem *.ino. Aby móc zaimportować szkic na swoim Arduino, potrzebujesz otwartego środowiska programistycznego Arduino IDE lub Arduino Web Editor. Arduino IDE, które jest w zasadzie uproszczoną wersją C lub C++, jest dostępne dla systemów Windows, Linux i MacOS.

Szkic składa się zawsze z trzech bloków:

• Blok 1: Tutaj tworzone są elementy programu, w tym np. typy danych (int, byte, boolean, long itp.). To, czy i jakie definicje muszą być wprowadzone, zależy zawsze od danego programu.
• Blok 2 (Setup): W tym obszarze przekazywane są między innymi piny wejściowe i wyjściowe do tablicy. Jest on przepuszczany tylko raz na początku i musi być również zdefiniowany, jeśli nie ma w nim żadnych definicji.
• Blok 3 (Loop): Ten blok zawiera wszystkie części szkicu, które są stale przepuszczane przez niego. Pętla jest przetwarzana od góry do dołu i po każdym przebiegu zaczyna się od początku. Zawarty w nim kod znajduje się więc w ciągłej pętli.

2. samouczek Arduino: Proste przykładowe projekty z instrukcjami

Nawet jeśli nigdy wcześniej nie pracowałeś z obwodami i breadboardami, możesz w kilku krokach uruchomić gotowy program na swoim gołym sprzęcie Arduino. W tym dziale znajdziesz kilka prostych projektów Arduino dla początkujących bez wcześniejszej wiedzy, do których możesz wykorzystać gotowy kod w Arduino IDE .

Dobrze wiedzieć: breadboard to płytka drukowana, która pozwala na budowanie obwodów poprzez podłączanie zamiast lutowania.

2.1 Migająca dioda LED

W tym projekcie chcemy co sekundę włączać i wyłączać diodę LED, czyli sprawić, żeby mrugała. W celach testowych na pinie 13 Arduino jest już zainstalowana dioda LED, która często miga po podłączeniu płytki, a którą możemy również sami zaprogramować.

Setup

1. Jeśli jeszcze tego nie zrobiłeś, pobierz i zainstaluj oprogramowanie Arduino.
2. Następnie podłącz płytkę Arduino do komputera za pomocą kabla USB. Powinna ona zostać automatycznie rozpoznana i skonfigurowana przez komputer.
3. Uruchom oprogramowanie Arduino i ustaw typ płytki poprzez„Tools/Board„.
4. Skonfiguruj port poprzez „Tools/Port„. Zazwyczaj jest to port z nazwą Twojej płytki.
5. To kończy konfigurację. Możesz teraz rozpocząć programowanie lub zaimportować gotowy kod.

Kod dla migającej diody LED jest już zawarty w Arduino IDE jako standardowy przykład. Możesz go znaleźć pod„File -> Examples -> Basics -> Blink„.

// Funkcja setup uruchamia się raz przy włączeniu zasilania lub resecie.

void setup() {

 // Inicjalizuj pin cyfrowy LED_BUILTIN jako wyjście.

 pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);

}

// Funkcja pętli działa w sposób ciągły

void loop() {

 digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); // Włącza diodę LED (HIGH to poziom napięcia)

 delay(1000);                       // wait for 1 second

 digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW); // Wyłącza diodę LED (LOW to poziom napięcia)

 delay(1000); // wait for 1 second

 
}

Prześlij kod

1. Aby uruchomić program, należy wgrać kod do płytki Arduino poprzez [CTRL] + [U] i„Sketch/Upload“ lub małą strzałkę w lewym górnym rogu.
2. Po chwili pojawi się komunikat, że wgrywanie zostało zakończone.
3. Dioda LED miga teraz w odstępach 1-sekundowych. Oczywiście można też dowolnie zmieniać wartości.

Poniższy film pokazuje, jak za pomocą Arduino można wykonać zewnętrzny błysk diody LED:

2.2 Włączanie diody LED za pomocą przycisku

W innym standardowym szkicu z IDE dioda LED jest włączana przez naciśnięcie przycisku („File -> Examples -> Digital -> Button“).

// Stałe (const) nie ulegają zmianie.

// Służą tutaj do ustawienia numerów pinów:

const int buttonPin = 2; // Pin przycisku

const int ledPin = 13; // Pin diody LED

// Zmienne zmieniają się:

int buttonState = 0; // Zmienna do odczytu stanu przycisku

void setup() {

 // Inicjalizuj pin diody LED jako wyjściowy:

 pinMode(ledPin, OUTPUT);

 // Zainicjuj przycisk jako wejście:

 pinMode(buttonPin, INPUT);

}
 
void loop() {

 // Odczytaj stan wartości przycisku:

 buttonState = digitalRead(buttonPin);
 
 // Sprawdź, czy przycisk jest wciśnięty.

 // Jeśli jest, to buttonState jest HIGH:

 if (buttonState == HIGH) {

 // włącz diodę LED

 digitalWrite(ledPin, HIGH);

 } else {

 // wyłącz diodę LED

 digitalWrite(ledPin, LOW);

 }

}

Do tego projektu, oprócz płytki Arduino, potrzebna jest deska do krojenia chleba, przycisk, dioda LED, rezystor o wartości 220 omów oraz cztery kable połączeniowe.

Schemat układu dla tego wygląda tak:

Jednak staje się on znacznie bardziej wymagający dzięki dwóm przyciskom i ściemnianej diodzie LED:

3. Samouczek Arduino: Dalsze informacje

Dowiedziałeś się już, jak wgrywać programy do Arduino, jak zbudowany jest szkic i co można zrobić z breadboardem. Mając te podstawy, możesz w zasadzie budować wszystkie projekty z internetu. W większości przypadków będziesz jednak korzystał z gotowych programów przykładowych Arduino i tylko odpowiednio wyposażał płytkę wtykową.

W sieci możesz znaleźć całą masę projektów z gotowymi kodami programów, jak np:

• Proste odliczanie Arduino z wyglądem retro
• Arduino WiFi Shield Tutorial
• Sterowanie wyświetlaczem LCD za pomocą Arduino
• Samouczek Arduino Motor Shield
• Arduino Ethernet Tutorial
• Arduino Webserver Tutorial

Z kolei przy programowaniu własnego kodu będziesz miał do czynienia z dużo większą ilością podstaw elektroniki i języka skryptowego. Oprócz wbudowanych przykładów możesz również skorzystać z licznych angielskich i niemieckich tutoriali, instrukcji i filmów o Arduino dostępnych w Internecie. Są one nawet dostępne na różnych poziomach trudności od początkującego do profesjonalnego hobbysty i eksperta Arduino.