Сотрудничество
Написать в WhatsApp
Что такое Arduino | как программируют, руководство для начинающих, как пользоваться
Введение
Arduino — это популярная платформа для создания электронных устройств. Она подходит как для начинающих, так и для опытных разработчиков, сочетает в себе доступные, удобную среду программирования и крупное сообщество, которое активно разрабатывает новые проекты и свободно делится знаниями. Благодаря открытому исходному коду и обширной экосистеме плат расширения, платформа Arduino позволяет быстро создавать прототипы и автоматизировать различные процессы.
Что такое Arduino?
Arduino — это аппаратно-программная платформа для проектирования и программирования электронных устройств. В её основе заложены микроконтроллерные платы, к которым можно подключать различные датчики, модули и исполнительные устройства. Чаще всего, эти платы програмируются на языках C или C++ (эти языки являются родственными и похожи между собой) в среде разработки Arduino IDE, что делает процесс программирования простым и даже интуитивно понятным.
Благодаря своей универсальности, Arduino широко внедряется в умные дома, робототехнику, системы мониторинга окружающей среды и даже в искусство. Так что эта платформа открывает огромные возможности для творчества и технического развития.
Благодаря своей универсальности, Arduino широко внедряется в умные дома, робототехнику, системы мониторинга окружающей среды и даже в искусство. Так что эта платформа открывает огромные возможности для творчества и технического развития.
На чем программируют Arduino
Как и было сказано ранее, программирование микроконтроллерных плат Arduino осуществляется с использованием специально упрощённой версии языка программирования, основанного на языках C и C++. Это значит, что код для платформы Arduino содержит команды, понятные как компьютеру, так и человеку, но в упрощённой форме, чтобы даже новички могли легко освоить его.
Код пишется в специальной программе — Arduino IDE (среда разработки), которая помогает писать, проверять и загружать программы в плату Arduino. Сама плата Arduino подключается к компьютеру через USB, и после загрузки программы она начинает выполнять запрограммированные действия. Например, можно написать программу, которая заставит светодиод мигать, или сервопривод (маленький моторчик) вращаться под определённым углом.
Всё довольно просто и прозрачно! Однако бывает, что программировать Arduino поначалу кажется чем-то сложным. Существуют альтернативные способы запрограммировать Arduino:
Таким образом, Arduino подходит для всех: как для новичков, которые только делают первые шаги, так и для опытных разработчиков, создающих сложные проекты.
Код пишется в специальной программе — Arduino IDE (среда разработки), которая помогает писать, проверять и загружать программы в плату Arduino. Сама плата Arduino подключается к компьютеру через USB, и после загрузки программы она начинает выполнять запрограммированные действия. Например, можно написать программу, которая заставит светодиод мигать, или сервопривод (маленький моторчик) вращаться под определённым углом.
Всё довольно просто и прозрачно! Однако бывает, что программировать Arduino поначалу кажется чем-то сложным. Существуют альтернативные способы запрограммировать Arduino:
- Scratch для Arduino — визуальный язык программирования, где все создаётся перетаскиванием блоков, а не написанием команд.
- PlatformIO — более продвинутая среда для опытных пользователей.
- Visuino — ещё один визуальная среда, которая позволяет создавать проекты, просто соединяя блоки, не применяя язык программирования.
- Библиотека LiquidCrystal — помогает легко работать с ЖК-дисплеями, отображая на них текст.
- Библиотека Servo — облегчает управление сервоприводами (моторчиками), позволяя вращать их под нужным углом всего одной командой.
Таким образом, Arduino подходит для всех: как для новичков, которые только делают первые шаги, так и для опытных разработчиков, создающих сложные проекты.
Разновидности плат Arduino
На сегодня, существует множество плат Arduino, различающихся по функциональности:
- Arduino Uno — самая популярная плата, идеально подходящая для начинающих.
- Arduino Mega — мощная плата с большим количеством входов/выходов, подходящая для сложных проектов.
- Arduino Nano — компактная версия для портативных проектов, удобна в условиях ограниченного пространства.
- Arduino Due — высокопроизводительная плата на базе ARM-микроконтроллера, поддерживающая более сложные вычисления.
- Arduino Leonardo — имеет встроенный USB-контроллер, позволяющий эмулировать клавиатуру и мышь.
Модули и компоненты для работы с Arduino
Платы расширения (шилды)
Шилды — это дополнительные модули, устройства, которые расширяют возможности платформы. Они подключаются к основной плате и позволяют добавить функциональность, такую как поддержка Wi-Fi, Bluetooth, управление моторами или работу с дисплеями.
Самые популярные шилды:
Датчики и модули
Arduino также поддерживает различные датчики и модули, которые расширяют его функционал:
Шилды — это дополнительные модули, устройства, которые расширяют возможности платформы. Они подключаются к основной плате и позволяют добавить функциональность, такую как поддержка Wi-Fi, Bluetooth, управление моторами или работу с дисплеями.
Самые популярные шилды:
- Ethernet Shield — позволяет подключить плату к интернету.
- Motor Shield — управляет двигателями и сервоприводами.
- LCD Shield — добавляет дисплей и кнопки для интерфейса пользователя.
- Sensor Shield — облегчает подключение датчиков к плате.
Датчики и модули
Arduino также поддерживает различные датчики и модули, которые расширяют его функционал:
- Для температуры и влажности (например, DHT11, DHT22) используются в системах климат-контроля. Например, встроены в набор “Умный полив” Enjoy Robotics.
- Для освещенности (фоторезисторы) позволяют создавать автоматические системы освещения.
- Модули RFID помогают в разработке систем контроля доступа.
- Аналоговые и цифровые могут использоваться в различных проектах от сигнализации до умного сада.
Преимущества Arduino
- Простота использования — минимальный порог входа даже для новичков, так что Arduino действительно прост в использовании.
- Огромная база знаний — большое, дружелюбное сообщество, готовое помочь в любой момент.
- Модульность — поддержка множества датчиков, плат и модулей.
- Открытый исходный код — можно дорабатывать уже существующий и создавать свой, программируя платы на нужный лад.
- Доступность — Arduino идеальный вариант для обучения и хобби, поскольку сами платы и комплектующие к ним можно приобрести по достаточно низкой цене.
- Гибкость — проекты могут быть любой сложности.
Что обычно нужно для работы с Arduino
Как начать работать с Ардуино? Рассмотрим на примере “Набора новичка” от Enjoy Robotics. В наборе есть следующие составляющие, которые могут понадобиться для работы:
- Провода для макетирования (соединительные провода, по которым передаются сигналы и питаются все устройства);
- Макетная плата (для быстрой сборки электрических схем без паяльника);
- Резистор (ограничивает электрический ток в цепи для защиты других компонентов от слишком сильного напряжения);
- Плата Arduino Uno;
- Датчики и прочие модули;
- Кабель USB.
Пример простой программы для Arduino
Мигание лампочкой (светодиодом)
Программа выполняет весьма простую задачу — мигает светодиодом или лампочкой, с интервалом в одну секунду:
void setup()
{
pinMode(13, OUTPUT);
}
void loop()
{
digitalWrite(13, HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(13, LOW);
delay(1000);
}
Давайте разберём его построчно, чтобы понять, как он работает. Любая программа для Arduino состоит из двух функций: setup() и loop(). Функция setup() выполняется 1 раз при запуске программы, а loop() выполняется бесконечно в цикле, пока включен Arduino, например, действие “движение вперед” у Квадропода v2.0.
Командой pinMode(13, OUTPUT) мы настраиваем 13-й пин для управления лампочкой, OUTPUT – значит, что пин работает на выход. После выполнения этой строки Arduino как бы “запоминает”, что 13-й пин теперь управляет лампочкой.
В функции loop() прописываем команду digitalWrite(13, HIGH), опять же указывая номер пина и HIGH – подачу высокого уровня сигнала, чтобы включить лампочку. После этой команды он загорается. Затем с помощью delay(1000) делаем паузу в 1 секунду и выключаем лампочку командой digitalWrite(13, LOW). Снова делаем паузу - delay(1000).
Таким образом, лампочка работает циклично, то включаясь, то выключаясь.
Программа выполняет весьма простую задачу — мигает светодиодом или лампочкой, с интервалом в одну секунду:
void setup()
{
pinMode(13, OUTPUT);
}
void loop()
{
digitalWrite(13, HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(13, LOW);
delay(1000);
}
Давайте разберём его построчно, чтобы понять, как он работает. Любая программа для Arduino состоит из двух функций: setup() и loop(). Функция setup() выполняется 1 раз при запуске программы, а loop() выполняется бесконечно в цикле, пока включен Arduino, например, действие “движение вперед” у Квадропода v2.0.
Командой pinMode(13, OUTPUT) мы настраиваем 13-й пин для управления лампочкой, OUTPUT – значит, что пин работает на выход. После выполнения этой строки Arduino как бы “запоминает”, что 13-й пин теперь управляет лампочкой.
В функции loop() прописываем команду digitalWrite(13, HIGH), опять же указывая номер пина и HIGH – подачу высокого уровня сигнала, чтобы включить лампочку. После этой команды он загорается. Затем с помощью delay(1000) делаем паузу в 1 секунду и выключаем лампочку командой digitalWrite(13, LOW). Снова делаем паузу - delay(1000).
Таким образом, лампочка работает циклично, то включаясь, то выключаясь.
Почему Arduino отлично подходит для детей
Платформа Arduino действительно отличный подходит для обучения детей основам программирования, электроники и робототехники. Благодаря визуальным средам программирования даже самые младшие школьники могут создавать свои первые проекты, что сильно развивает логическое мышление, инженерные навыки и креативность.
Можно выбрать самые первые проекты для детей, например:
Можно выбрать самые первые проекты для детей, например:
- Мигающий светодиод — знакомство с основами программирования.
- Термометр на базе датчика температуры — практическое применение физических законов.
- Робот на колесах — обучение управлению двигателями и сенсорами.
Подарите ребёнку профессию будущего!
Обучение перспективной IT-профессии — легко и увлекательно! Онлайн-курсы программирования для детей и подростков.
Заключение
Arduino — это мощная и доступная платформа для создания электронных устройств. Она позволяет изучать программирование, автоматизировать процессы и разрабатывать собственные проекты. Благодаря простоте и гибкости, Arduino идеально подходит как для новичков, так и для опытных разработчиков, а также для обучения детей основам электроники и робототехники. Используя широкие возможности экосистемы Arduino, можно воплотить в жизнь самые смелые идеи и создать по-настоящему умные устройства.
Отто v2.0
НАШИ Наборы
НАШИ Наборы
ОТЗЫВЫ КЛИЕНТОВ
Тим Козлов
Боевой робот— это сила!
Коля и Стёпа
Дом – как из будущего! Всё видит и делает сам
Григорий Соколов
папа Льва
Разобрались с сыном, отлично работает. Легко пользоваться программой
Мария Миронова
мама Олега
Классная развивающая игрушка для мальчиков и пап
Жанна Быкова
Интересно, когда делаешь сам и работает, как ты хочешь
Данил Артибашев
преподаватель
Комплекты чёткие и хорошо продуманные. Жду новых выпусков
Дима Никитин
Собрал своего Отто, он крутой!
София Муратова
Увлекательно понимать, как всё это устроено