Připojení a konfigurace Arduino uno R3 CH340G. Instalace a konfigurace Arduina na OS Windows Instalace Arduina na Windows xp

V tomto článku vysvětlíme, jak připojit ovladač Arduino Uno r3 a nahrát svůj první náčrt. programováno pomocí softwaru – integrovaného vývojového prostředí společné pro všechny desky. Funguje online i offline.

Funkce ovladače pro Arduino Uno

Arduino vyžaduje ovladač, aby plně fungoval na počítači. Instalace softwaru ovladače v systému Windows 7 je nejjednodušší způsob instalace softwaru. Nejlepší je stahovat ze zazipovaného souboru. To usnadňuje odinstalaci softwaru odstraněním složky.

Když operační systém Windows 10 automaticky nainstaluje ovladač, Arduino se jednoduše objeví jako COM port ve Správci zařízení. Není rozpoznán jako mikroprocesor, i když bude fungovat správně a lze do něj načíst kód z Arduino IDE. Po instalaci ovladače Arduino Nano, který je dodáván se softwarem Arduino, se mikrokontrolér zobrazí jako Arduino na portu COM ve Správci zařízení.

Typy ovladačů

Existuje několik typů ovladačů pro motor Arduino a další projekty založené na tomto mikrokontroléru. Podívejme se na několik zástupců takového softwaru dostupného pro tento mikroprocesor.

Typ 1

Ovladač pro rozšířenou verzi Arduino Uno - ovladač Arduino mega 2560. Arduino Uno a Mega 2560 mohou mít problémy s připojením k Macu přes USB hub. Pokud je v nabídce " Nástroje → Sériový port"nic se nezobrazuje, zkuste připojit desku přímo k počítači a restartovat.

Deaktivujte digitální piny 0 a 1 během bootování, protože jsou sdíleny sériovou komunikací s počítačem (lze je připojit a používat po načtení kódu). Ovladač Arduino mega 2560 pro Windows 7 je k dispozici na následujícím odkazu: https://www.arduino.cc/en/Main/Software. Po přechodu uživatel zadá název desky do vyhledávacího pole na oficiálních stránkách mikrokontroléru, aby si stáhl ovladače.

Typ 2

Avrisp mkii driver – nutný k vytvoření programátoru. Při instalaci se nainstaluje ovladač USB, takže můžete použít programátor Atmel AVRISP mk II jako alternativu k použití sériového bootloaderu Arduino. Také, pokud potřebujete skutečně naprogramovat AVR MCU pomocí samotného kódu bootloaderu (vyžadováno, pokud máte holý mikroprocesor Mega328, který neměl předinstalovaný firmware bootloaderu), můžete to udělat z Arduino IDE pomocí Tools/Burn Bootloader .

Po specifikaci AVRISP mk II jako softwaru pomocí funkce Tools/Programmer. Když však nainstalujete Studio 6.1/6.2, instalace Atmel načte svůj vlastní USB ovladač, který funguje s ID Studio.x. Máte možnost neinstalovat ovladač Jungo během procesu instalace aplikace Studio, ale nemůžete používat Atmel AVRISP mk II nebo Atmel JTAGICE3 bez tohoto ovladače.

Při instalaci pluginu Visual Micro pro Studio 6.x S největší pravděpodobností budete používat sériový bootloader Arduino, protože možnosti programování a ladění Visual Micro jsou založeny na sériové komunikaci USB mezi PC a mikrokontrolérem. Pokud se však rozhodnete, že chcete používat Atmel AVRISP mk II z prostředí Visual Micro/Studio 6.x, zjistíte, že to nefunguje. Objeví se chybová zpráva, že AVRdude (programovací software používaný Arduino IDE) „nevidí“ programátor AVRISP mk II. Je to proto, že Studio6.x používá ovladač Jungo USB spíše než Visual.

Typ 3

Ke konstrukci krokového motoru budete potřebovat ovladač Arduino l298n. Jedná se o dvoumotorový ovladač H-můstek, který umožňuje současně ovládat rychlost a směr dvou stejnosměrných motorů. Modul může pohánět stejnosměrné motory s napětím od 5 do 35 V se špičkovým proudem až 2A. Pojďme se blíže podívat na pinout modulu L298N a vysvětlit, jak funguje.

Modul má dvě šroubovací svorkovnice pro motory A a B a další šroubovací svorkovnici pro zemnicí kolík, VCC pro motor a kolík 5V, který může být buď vstupní nebo výstupní. To závisí na napětí použitém na motorech VCC. Modul má vestavěný 5V regulátor, který se buď zapíná nebo vypíná pomocí propojky.

Pokud je napájecí napětí motoru do 12V, můžeme zapnout regulátor 5V a pin 5V lze použít jako výstup například pro napájení desky Arduino. Pokud je však napětí motoru vyšší než 12V, musíme propojku deaktivovat, protože tato napětí mohou poškodit vestavěný 5V regulátor.

V tomto případě bude 5V pin použit jako vstupní signál, protože jej musíme připojit k 5V napájecímu zdroji, aby IC správně fungoval. Zde lze poznamenat, že tento IO snižuje úbytek napětí asi o 2 V. Pokud tedy například použijeme zdroj 12 V, napětí na svorkách motoru bude kolem 10 V, což znamená, že nebudeme schopni získat maximální rychlost z našeho 12V DC motoru.

Kde a jak stáhnout ovladač

Všechny ovladače Arduino jsou k dispozici na oficiálních stránkách: https://www.arduino.cc/. Uživateli stačí do vyhledávání zadat ovladač potřebný pro jeho projekt.

Instalace ovladače

Stáhněte si software Arduino a extrahujte všechny soubory do složky c:\program. Skončíte s adresářem podobným arduino-0021.

Poté připojte desku k počítači pomocí USB kabelu a počkejte, až Windows detekuje nové zařízení.

Systém Windows nebude schopen detekovat zařízení, protože neví, kde jsou uloženy ovladače. Zobrazí se chyba podobná té vpravo.

Vyberte možnost instalace ze seznamu nebo konkrétního umístění (Upřesnit) a klikněte na Další.

Nyní vyberte umístění, kde jsou uloženy ovladače Arduino. To bude v podsložce s názvem drivers v adresáři Arduino.

Vyberte Přesto pokračovat.

Windows by nyní měl najít software Arduino. Klepnutím na tlačítko "Dokončit" dokončete instalaci.

Počítač komunikuje s deskou prostřednictvím speciálního čipu sériového portu zabudovaného v desce. Software Arduino IDE potřebuje znát číslo sériového portu, které Windows právě přidělil. Otevřete Ovládací panely Windows a vyberte systémovou aplikaci. Přejděte na kartu „Hardware“ a poté klikněte na tlačítko „Správce zařízení“.

Klikněte na možnost Porty (COM a LPT) a poznamenejte si, který port COM byl přidělen desce Arduino.

Poté spusťte aplikaci Arduino IDE, která bude umístěna v adresáři c:\program\arduino-0021 nebo podobné.

klikněte na " Služba → Sériový port“ a vyberte číslo portu shora.

Pak klikněte Nástroje → Služba a vyberte typ desky, kterou máte.

Nyní zkuste otevřít ukázkový program Blink z adresáře příkladů v Arduino IDE, Verify/Compile a stáhněte si jej na svou platformu.

Ve svém článku bych chtěl podrobně a s ilustracemi hovořit o schématu zapojení a pinoutu Arduina, při pohledu na různé modely mikrokontroléru.

1. Deska Arduino Uno - pinout zařízení

Slovo Uno je přeloženo z italštiny jako „jeden“. Zařízení je pojmenováno v souvislosti se začátkem vydání Arduina 1.0. Jinými slovy, Uno je referenční model pro celou platformu typu Arduino. Jedná se o nejnovější z řady USB desek, které prokázaly svou účinnost a obstály ve zkoušce času.

Arduino Uno je vytvořeno na mikrokontroléru ATmega 328 (datasheet).

Jeho sloučenina další:

počet digitálních vstupů a výstupů je 14 (a šest z nich lze použít jako PWM výstupy);
počet analogových vstupů je šest;
16 MHz – křemenný rezonátor;
je zde napájecí konektor;
uvnitř samotného obvodu je konektor určený pro programování ICSP;
Je tam resetovací tlačítko.

Je nesmírně důležité poznamenat, že charakteristickým rysem všech nových desek arduino je použití mikrokontroléru ATmega 16U2 (nebo ATmega 8U2 ve verzích R1, R2) pro rozhraní USB-UART namísto zastaralého mikroobvodu typu FTDI.

Deska Uno verze R2 je vybavena přídavným pull-up rezistorem na HWB lince použitého mikrokontroléru.

Pinout jak následuje:

Sériové rozhraní využívá sběrnice č. 0 (RX – příjem dat), č. 1 (TX – přenos dat).
Pro vnější přerušení slouží piny č. 2, č. 3.
Pro PWM se používají piny očíslované 3.5, 6, 9, 10, 11. Analogová funkce Write poskytuje rozlišení 8 bitů.
Komunikace přes SPI: piny č. 10 (SS), č. 11 (MOSI), č. 12 (MISO), č. 13 (SCK).
Pin č. 13 napájí LED, která se rozsvítí na vysoký potenciál.
Uno je vybaveno 6 analogovými vstupy (A0 – A5), které mají rozlišení 10 bitů.
Chcete-li změnit horní limit napětí, použijte pin AREF (analogová referenční funkce).
I2C komunikace (TWI, Wire library) probíhá přes piny č. 4 (SDA), č. 5 (SCL).

Zařízení je postaveno na mikrokontroléru ATmega16U2 a má zvýšenou úroveň odolnosti proti šumu v resetovacím obvodu.

Zařízení se od předchozí verze liší pouze tím, že v tomto případě není při připojení k počítači použito rozhraní USB-UART FTDI. Tuto úlohu plní samotný mikrokontrolér ATmega 16U2.

Změny pinoutů na desce vypadají takto:

V blízkosti kolíku AREF byly přidány dva kolíky: SDA, SCL.
V blízkosti pinu RESET byly přidány také dva piny: IOREF, který umožňuje připojení rozšiřujících karet s úpravou na požadované napětí; druhý pin není použit a je v záloze.

Je to jedno z nejjednodušších a nejpohodlnějších zařízení Arduino.

Je použit mikrokontrolér ATmega 168 s provozním napětím 5 voltů a frekvencí 16 MHz. Maximální napájecí napětí u modelů je 9 voltů. Maximální proud na svorkách je 40 mA.

Poplatek obsahuje:

14 digitálních pinů (6 z nich lze použít jako PWM výstupy), lze použít jako vstup i výstup;
8 analogových vstupů (4 z nich jsou vybaveny piny);
16 MHz – krystalový oscilátor.

Piny zařízení Arduino Mini má následující účely:

Dva piny, přes které je plus deska napájena: RAW, VCC.
Mínusový kontaktový výstup je pin GND.
Piny očíslované 3, 5, 6, 9, 10, 11 se používají pro PWM při použití funkce analogového zápisu.
Na piny č. 0, č. 1 lze připojit další zařízení.
Analogové vstupy č. 0 – č. 3 s výstupy.
Analogové vstupy č. 4 – č. 7 nemají piny a v případě potřeby vyžadují pájení.
AREF pin, který je určen ke změně horního napětí.

Rozložení kolíků se může lišit mezi různými verzemi arduino mini.

Zařízení Arduino Mega 2560 je sestaveno na mikrokontroléru ATmega 2560 (datasheet) a je aktualizovanou verzí Arduino Mega.

Pro provedení převodu rozhraní USB-UART je použit nový mikrokontrolér ATmega 16U2 (nebo ATmega 8U2 pro verze desek R1 nebo R2).

Složení desky další:

počet digitálních vstupů/výstupů je 54 (15 z nich lze použít jako PWM výstupy);
počet analogových vstupů – 16;
Sériová rozhraní jsou implementována pomocí 4 hardwarových transceiverů UART;
16 MHz – křemenný rezonátor;
USB konektor;
napájecí konektor;
programování v obvodu se provádí přes konektor ICSP;
tlačítko reset.

Verze Mega 2560 R2 přidává speciální rezistor, který stáhne linku 8U2 HWB k zemi, což výrazně zjednodušuje přechod Arduina do režimu DFU a také aktualizaci firmwaru. Verze R3 se od předchozích mírně liší. Změny v zařízení jsou následující:

byly přidány čtyři piny - SCL, SDA, IOREF (pro zajištění napěťové kompatibility různých rozšiřujících desek) a další rezervní pin, dosud nepoužitý;
zvýšená odolnost proti šumu v resetovacím obvodu;
zvýšená kapacita paměti;
ATmega8U2 byl nahrazen mikrokontrolérem ATmega16U2.

Zjištění mají být následující:

Dostupné digitální piny mohou sloužit jako vstup/výstup. Napětí na nich je 5 voltů. Každý pin má pull-up rezistor.
Analogové vstupy nemají pull-up rezistory. Operace je založena na použití analogové funkce Read.
Počet PWM pinů je 15. Jedná se o digitální piny č. 2 - č. 13, č. 44 - č. 46. PWM se používá prostřednictvím analogové funkce Write.
Sériové rozhraní: Sériové kolíky: №0 (rx), №1 (tx); Piny Serial1: č. 19 (rx), č. 18 (tx); Piny Serial2: č. 17 (rx), č. 16 (tx); Sériové 3 kolíky: č. 15 (rx), č. 14 (tx).
Rozhraní SPI je osazeno piny č. 53 (SS), č. 51 (MOSI), č. 50 (MISO), č. 52 (SCK).
Pin č. 13 – vestavěná LED.
Piny pro komunikaci s připojenými zařízeními: č. 20 (SDA), č. 21 (SCL).
Pro externí přerušení (nízká úroveň signálu, jiné změny signálu) slouží piny č. 2, č. 3, č. 18, č. 19, č. 20, č. 21.
Pin AREF je aktivován příkazem analogové reference a je určen k regulaci referenčního napětí analogových vstupních pinů.
Resetovat výstup. Navrženo pro generování nízké úrovně (LOW), která způsobí restart zařízení (tlačítko reset).

Arduino Micro je zařízení založené na mikrokontroléru ATmega 32u4, který má vestavěný USB řadič. Toto řešení zjednodušuje připojení desky k počítači, protože systém rozpozná zařízení jako běžnou klávesnici, myš nebo COM port. Složení zařízení je následující:

počet vstupů/výstupů – 20 (lze jich použít 7 jako PWM výstupy a 12 jako analogové vstupy); quartzový rezonátor naladěný na 16 MHz;
konektor micro-USB;
ICSP konektor určený pro interní programování;
tlačítko reset.

Všechny digitální piny produktu mohou fungovat jako vstupy i výstupy díky digitálním funkcím Read, Pin Mode, Digital Write. Napětí na svorkách je 5 voltů. Maximální proud odebíraný nebo dodávaný z jednoho pinu je 40 mA. Piny jsou připojeny k vnitřním odporům, které jsou standardně vypnuté. Mají jmenovité hodnoty 20 kOhm - 50 kOhm. Samostatné arduino mikropiny, kromě hlavních, jsou schopny provádět řadu dalších funkcí:

V sériovém rozhraní slouží piny č. 0 (RX), č. 1 (TX) pro příjem (RX) i vysílání (TX) potřebných dat prostřednictvím vestavěného hardwarového transceiveru. Funkce je relevantní pro třídu arduino micro Serial. V ostatních případech je komunikace přes USB připojení (CDC).
Rozhraní TWI obsahuje piny mikrokontroléru č. 2 (SDA) a č. 3 (SCL). Umožňuje používat data knihovny Wire.
Piny očíslované 0, 1, 2, 3 lze použít jako zdroje přerušení. Patří mezi ně nízká úroveň signálu; přerušení na hraně, na pádu, když se změní úroveň signálu.
Piny očíslované 3, 5, 6, 9, 10, 11, 13 jsou při použití funkce analogového zápisu schopny vydávat 8bitový analogový signál PWM.
Rozhraní SPI obsahuje kolíky na konektoru ICSP. Nepřipojují se k digitálním pinům na desce.
Přídavný RX LED/SS pin, který je připojen k LED. Ten označuje proces přenosu dat pomocí USB. Tento pin lze použít při práci s rozhraním SPI pro pin SS.
Pin č. 13 je LED, která se rozsvítí při odesílání HIGH dat a zhasne při odesílání LOW dat.
Piny A0 – A5 (označené na desce) a A6 – A11 (odpovídající digitálním pinům očíslovaným 4, 6, 8, 9, 10,12) jsou analogové.
Pin AREF umožňuje změnit horní hodnotu analogového napětí na výše uvedených pinech. To využívá analogovou referenční funkci.
Pomocí pinu Reset se vytvoří nízká úroveň (LOW) a mikrokontrolér se restartuje (tlačítko reset).

Univerzální (mohou být vstupy i výstupy), krystalový oscilátor 16 MHz, dva konektory: napájení a USB, konektor ISCP pro programování v obvodu a tlačítko horkého resetu pro zařízení. Pro stabilní provoz je nutné desku připojit k napájení buď přes vestavěný USB konektor, nebo připojením napájecího konektoru ke zdroji od 7 do 12V. Pomocí napájecího adaptéru může deska fungovat i na baterii Krona.

Hlavní rozdíl mezi deskou a předchozími je ten, že Arduino Uno používá pro USB interakci samostatný mikrokontrolér ATmega8U2. Předchozí verze Arduina k tomu používaly čip programátoru FTDI.

Je snadné uhodnout, že kvůli svému italskému původu jsou slova „Arduino“ a „Uno“ převzata z tohoto jazyka. Společnost byla pojmenována „Arduino“ na počest italského krále Arduina z 11. století a Uno se z italštiny překládá jako „první“.

Rozměry a rozměry desky

Arduino Uno PCB je Open-Hardware, takže všechny jeho specifikace jsou veřejně dostupné.

Délka a šířka desky je 69 mm x 53 mm.

Napájecí a USB konektor vyčnívají 2 mm za hranice desky plošných spojů.

Rozteč kolíků odpovídá standardním 2,54 mm, ale rozteč mezi kolíky 7 a 8 je 4 mm.

Napájecí konektory

Deska Arduino Uno má 3 způsoby připojení napájení na desce: přes USB, přes externí napájecí konektor a přes Vin konektor, umístěný na jednom z hřebenů na boku. Platforma má na palubě vestavěný stabilizátor, který umožňuje nejen automatickou volbu zdroje napájení, ale také vyrovnání proudu na stabilních 5 voltů, které jsou nezbytné pro fungování regulátoru.

Externí napájení lze napájet buď přímo z USB portu počítače, nebo z libovolného AC/DC napájecího zdroje přes napájecí konektor nebo USB.

Deska má několik pinů, které jí umožňují napájet připojené senzory, senzory a akční členy. Všechny tyto piny jsou označeny:

Vin – příkon, slouží k příjmu energie z externího zdroje. Prostřednictvím datového výstupu je deska pouze napájena, není možné odtud získat napájení pro externí zařízení. Na vstup Vin se doporučuje přivést napětí v rozsahu od 7V do 20V, aby nedošlo k přehřátí a spálení vestavěného stabilizátoru.
5V – pětivoltový zdroj napětí pro napájení externích zařízení. Když deska přijímá napájení z jiných zdrojů (USB, napájecí konektor nebo Vin), můžete na tomto pinu vždy získat stabilní napětí 5 voltů. Může být vyveden na prkénko nebo přímo napájen do požadovaného zařízení.
3V3 – zdroj napětí 3,3V pro napájení externích zařízení. Funguje na stejném principu jako 5V kontakt. Z této nohy můžete také vysílat napětí na prkénko nebo jej přivádět přímo na požadovaný senzor/senzor.
GND – kontakt pro připojení země. Nutné vytvořit uzavřený obvod při připojení na piny Vin, 5V nebo 3V3. Ve všech případech musí být pin GND na výstupu jako mínus, jinak nebude obvod uzavřen a napájení (externí i interní) nebude napájeno.

Specifikace paměti

Platforma Arduino Uno má na desce mikrokontrolér ATmega328, který má paměť Flash, SRAM a EEPROM.

FLASH – 32kB, z toho 0,5kB slouží k uložení bootloaderu
SRAM (RAM) – 2 kB
EEPROM – 1kB (přístupné přes knihovnu EEPROM)

I/O piny a rozhraní

Vzhledem k tomu, že Arduino Uno má pětivoltovou logiku, bude hodnota v rozsahu od 0 do 5 voltů, nicméně pomocí funkce můžete změnit horní hranici.

Sériové rozhraní UART: piny 0 (RX) a 1 (TX)

Tyto piny se používají k výměně dat přes . Pin RX slouží k příjmu dat a pin TX slouží k odesílání dat. Tyto piny jsou připojeny k odpovídajícím pinům sériové sběrnice obvodu ATmega8U2 USB-to-TTL, který v této souvislosti funguje jako programátor.

Externí přerušení: kolíky 2 a 3

Tyto piny lze nakonfigurovat tak, aby spouštěly různá přerušení, když program zastaví provádění hlavního kódu a provede kód přerušení.

Volání přerušení lze zadat různými způsoby:

na nejnižší hodnotě
na přední nebo zadní hraně
když se hodnota změní

PWM: kolíky 3, 5, 6, 9, 10 a 11

Rozhraní SPI: kolíky 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK)

I2C rozhraní: piny 4 (SDA) a 5 (SCL)

Pomocí těchto kontaktů můžete k Arduinu připojit externí digitální zařízení, která mohou komunikovat přes . Pro implementaci rozhraní v Arduino IDE existuje knihovna Wire.

Vestavěná LED: kolík 13

Pro kontrolu kódu při psaní je nejpohodlnější indikace vestavěná LED. Přiložením hodnoty HIGH na pin 13 se na desce rozsvítí červeně, což znamená, že podmínka vašeho programu byla splněna (nebo naopak, něco se pokazilo). Pin 13 je vhodné použít v programovém kódu pro kontrolu chyb a ladění.

Mimochodem, rádi bychom poznamenali, že rezistor 220 Ohm je zapojen do série s kolíkem 13, takže byste jej neměli používat k napájení vašich zařízení.

Další kontakty: AREF a RESET

Kromě všech výše uvedených jsou na platformě Uno ještě 2 další kontakty.

Tento kontakt je zodpovědný za určení referenčního napětí analogových vstupů platformy. Používá se pouze s funkcí.

Tento kontakt je nutný pro hardwarový reset mikrokontroléru. Když je na kontakt Reset přiveden signál nízké úrovně (LOW), zařízení se restartuje.

Tento pin je obvykle připojen k hardwarovému resetovacímu tlačítku nainstalovanému na desce.

Komunikace s vnějším světem

Pro komunikaci s externími zařízeními (počítač a další mikrokontroléry) je na desce několik dalších zařízení.

Na pinech 0 (RX) a 1 (TX) řadič ATmega328 podporuje UART - sériové datové rozhraní. ATmega8U2, který funguje jako programátor na desce, vysílá toto rozhraní přes USB, což umožňuje platformě komunikovat s počítačem přes standardní COM port. Firmware nainstalovaný v řadiči ATmega8U2 má na desce standardní ovladače USB-COM, takže pro připojení nejsou potřeba žádné další ovladače.

Pomocí monitorování sériové sběrnice, zvané , Arduino IDE odesílá a přijímá data z Arduina. Při výměně dat jsou na desce viditelné blikající LED diody RX a TX. Při použití rozhraní UART přes piny 0 a 1 LED neblikají.

Deska umí komunikovat přes rozhraní UART nejen prostřednictvím hardwaru, ale i softwaru. Pro tento účel poskytuje Arduino IDE knihovnu SoftwareSerial.

Deska také poskytuje piny pro hlavní rozhraní pro interakci s periferiemi: SPI a I2C (TWI).

Programovací prostředí Arduino IDE

Platforma Arduino Uno je stejně jako všechny ostatní platformy kompatibilní s Arduino naprogramována v prostředí, pro práci s ní je nutné zvolit požadovanou platformu v nastavení programu. To lze provést v horním menu -> Nástroje -> Desky -> Arduino UNO.

Výběr mikrokontroléru závisí na tom, který je na vaší desce. Obvykle je to ATmega328.

Deska je obvykle dodávána již flashovaná s potřebným bootloaderem a měla by být detekována systémem automaticky (s výjimkou desek založených na programátoru CH340G). Mikrokontrolér komunikuje s počítačem pomocí standardního protokolu STK500.

Kromě běžného zapojení obsahuje deska také konektor ISCP pro in-circuit programování, který umožňuje přepsat bootloader nebo nahrát firmware do řadiče a obejít tak standardní programátor.

Mikrokontroléry obvykle vyžadují, aby deska vstoupila do speciálního režimu stahování před načtením kódu, ale Arduino Uno tento krok odstraňuje, aby se zjednodušilo načítání programů do něj. Standardně každý mikrokontrolér před načtením přijme signál DTR (digital reset), ale v této desce je pin DTR připojen k mikrokontroléru ATmega8U2 přes kondenzátor 100 nF a programátor sám řídí proces nahrání nového firmwaru do řadiče. Firmware se tedy načte okamžitě po kliknutí na tlačítko Upload v Arduino IDE.

Tato funkce má ještě jednu zajímavou aplikaci. Pokaždé, když je platforma připojena k počítači se systémem Windows, MacOS nebo Linux, deska se automaticky restartuje a během další půl sekundy na desce běží bootloader. Aby se zabránilo přijímání nesprávných dat, prvních několik bajtů informací je při načítání firmwaru zpožděno.

Arduino Uno podporuje deaktivaci automatického restartu. Chcete-li to provést, musíte přerušit řádek RESET-EN. Dalším způsobem, jak zakázat automatický restart, je připojit 110 Ohmový odpor mezi vedení RESET-EN a 5V napájecí vedení.

Přepěťová ochrana USB konektoru

Pro ochranu USB portu počítače před zpětnými proudy, zkraty a přetížením má platforma Arduino Uno vestavěnou pojistku s automatickým samoresetováním. Když přes USB port projde napájecí proud vyšší než 500 mA, pojistka se automaticky vypne a otevře napájecí obvod, dokud se proud nevrátí do normálu.

Tento dokument vysvětluje, jak připojit desku Arduino k počítači a nahrát svůj první náčrt.

Požadovaný hardware – Arduino a USB kabel

Tento tutoriál předpokládá, že používáte Arduino Uno, Arduino Duemilanove, Nano nebo Diecimila.

Budete také potřebovat kabel USB (s konektory USB-A a USB-B): jako například pro připojení USB tiskárny. (Pro Arduino Nano budete místo toho potřebovat kabel A až mini-B).

Program - vývojové prostředí pro Arduino

Nejnovější verzi najdete na stránce stahování.

Po dokončení stahování stažený soubor rozbalte. Ujistěte se, že struktura složek je neporušená. Otevřete složku tak, že na ni dvakrát kliknete. Měl by obsahovat několik souborů a podadresářů.

Připojte desku

Arduino Uno, Mega, Duemilanove a Arduino Nano jsou napájeny automaticky z jakéhokoli USB připojení k vašemu počítači nebo jinému zdroji napájení. Pokud používáte Arduino Diecimila, ujistěte se, že je deska nakonfigurována pro příjem napájení přes USB připojení. Zdroj napájení se volí pomocí malé plastové propojky umístěné na dvou ze tří pinů mezi USB a napájecím konektorem. Ujistěte se, že je nainstalován na dvou kolících nejblíže ke konektoru USB.

Připojte desku Arduino k počítači pomocí kabelu USB. Měla by se rozsvítit zelená LED dioda napájení označená jako PWR.

Nainstalujte ovladače

Instalace ovladačů pro Windows 7, Vista nebo XP:

Připojte desku a počkejte, až Windows zahájí proces instalace ovladače. Po nějaké době, přes všechny její pokusy, proces skončí marně.
Klikněte na tlačítko START a otevřete Ovládací panely.
V Ovládacích panelech přejděte na kartu Systém a zabezpečení. Poté vyberte Systém. Když se otevře okno Systém, vyberte Správce zařízení.
Věnujte pozornost portům (COM a LPT). Uvidíte otevřený port s názvem „Arduino UNO (COMxx)“.
Klikněte pravým tlačítkem myši na název „Arduino UNO (COMxx)“ a vyberte možnost „Aktualizovat software ovladače“.
Klikněte na „Vyhledat v počítači software ovladače“.
Pro dokončení vyhledejte a vyberte soubor ovladače Uno „ArduinoUNO.inf“, který se nachází ve složce Drivers softwaru Arduino (nikoli v podadresáři „FTDI USB Drivers“).
V tomto okamžiku Windows dokončí instalaci ovladače.

Vyberte svůj sériový port

Vyberte Arduino Serial Device z Tools | Sériový port. Pravděpodobně to bude COM3 nebo vyšší (COM1 a COM2 jsou obvykle vyhrazeny pro hardwarové COM porty). Chcete-li najít správný port, můžete odpojit desku Arduino a znovu otevřít nabídku; Položka, která zmizela, bude port desky Arduino. Znovu připojte desku a vyberte sériový port.

Nahrajte skicu do Arduina

Nyní stačí kliknout na tlačítko „Nahrát“ v programu - vývojovém prostředí. Počkejte několik sekund – uvidíte, že LED diody RX a TX na desce blikají. Pokud je nahrání úspěšné, zobrazí se ve stavovém řádku zpráva „Done uploading“.
(Poznámka: Pokud máte Arduino Mini, NG nebo jinou desku, musíte fyzicky vydat příkaz reset tlačítkem bezprostředně před stisknutím tlačítka „Nahrát“).

Několik sekund po dokončení bootování uvidíte, že LED pin 13 (L) na desce začne oranžově blikat. Pokud ano, gratuluji! Obdrželi jste Arduino připravené k použití!

V tomto tutoriálu nainstalujeme software a spustíme první hotový testovací program.

Zakoupili jste tedy Arduino Uno nebo jakoukoli jinou kompatibilní desku a dalším krokem je instalace potřebného softwaru.

Nejprve malá odbočka. Existuje skutečná deska Arduino vyrobená v Itálii. Ale nemyslete si, že všechny ostatní jsou padělky. Vývojáři Arduina zpřístupnili veškerý svůj vývoj veřejně a umožnili každému vytvořit si vlastní desky pomocí vytvořených obvodů. Jediným požadavkem je nepoužívat samotný název Arduino, takže můžete najít alternativní názvy jako Freeduino, Genuino, Seeeduino, Adafruit 32UT, SparkFun Pro atd. Chování čínských desek se proto nijak neliší od italských (i když drobné rozdíly jsou).

Do světa Arduina lze vstoupit dvěma způsoby. Za prvé, nejste programátor. V tomto případě můžete nejprve sestavit obvod z obrázků a spustit hotové příklady, které jsou dodávány s Arduino IDE nebo převzaty z jiných zdrojů. Pokud touha po vytváření vlastních projektů pokračuje, pak můžete pomalu rozumět kódu. V příkladech školení nejsou vůbec složité, i když jsou napsány v C++. Druhý případ je, že jste programátor, ale nerozumíte elektronice. Podobně pomocí obrázků sestavíte obvody z různých zařízení a spustíte program. Když pochopíte, co kód dělá, můžete věci změnit nebo věci zkomplikovat zkoušením různých variant. Později to pochopíte a zvládnete požadovaný objem pro elektrotechnického inženýra, aby vypočítal počet potřebných rádiových součástek, ochránil desku před zkraty a dalšími věcmi.

Instalace softwaru a ovladačů se v průběhu let stala jednodušší. Microsoft se rozhodl skamarádit s Arduinem a ve verzích Windows 8/10 je deska rozpoznána bez problémů. Ve Windows 7 je potřeba udělat trochu ruční práce (popis v dolní části stránky).

Kromě samotné desky Uno (nebo jakékoli jiné) budeme potřebovat A-B USB kabel (jiné desky mohou mít jiné kabely). Přišlo s mou sadou. Jedná se o standardní kabel, který je obvykle součástí tiskáren a dalších zařízení a lze jej zakoupit v obchodech s počítači.

Dále si musíme stáhnout vývojové prostředí, ve kterém budeme kód psát. Nejnovější verzi Arduino IDE lze stáhnout z této stránky. Musíte vybrat odkaz odpovídající vašemu operačnímu systému (například Windows) a stáhnout archiv (asi 180 MB).

Po stažení souboru zip jej rozbalte do libovolné vhodné složky (doporučuje se, aby název vaší složky neobsahoval ruské znaky). Pokud chcete, můžete si stáhnout hotový instalátor jako exe soubor.

Po rozbalení souboru budete mít samostatnou složku Arduino s číslem verze s mnoha soubory a podsložkami.

Pokud jste tento krok úspěšně dokončili, přejděte k další fázi – spusťte program Arduino (arduino.exe). Zobrazí se okno vývoje Arduina. Samotný program je napsán v Javě a viděl jsem diskuze, že někdy program vyžaduje instalaci Java prováděcích souborů. Původně jsem je měl, protože píšu programy pro Android v tomto jazyce.

Při instalaci na Windows 8/10 nebyly s ovladačem žádné problémy a vše se nainstalovalo automaticky. Při práci s některými čínskými deskami byste měli také nainstalovat ovladače; sami si vyhledejte informace o ovladačích a instalaci pro vaši desku.

Sbíráme odvahu a připojujeme desku k počítači pomocí USB kabelu. Na desce by se měla rozsvítit zelená LED dioda (označená NA). Spusťte Arduino IDE a v nabídce Nástroje | Deska vyberte si desku. Poté vyberte port Nástroje | Přístav. Obvykle je to COM3, COM4.

Dalším krokem je nahrání skici (jak se program v Arduinu nazývá) do mikrokontroléru. Samotný náčrt je prázdný a nic nedělá. Důležité je pouze se ujistit, že se úspěšně načetl. V dolní části IDE se zobrazí zpráva o úspěšném stažení.

01.Základy: BareMinimum

Je děsivé začít skutečnou práci s deskou, v případě, že něco shoří. Proto to prozatím nechme stranou a spusťme Arduino IDE. Vývojáři desky připravili řadu jednoduchých příkladů, které byste si měli prostudovat, abyste položili základy pro budoucí projekty. Najdete je v nabídce Soubor | Příklady. V kapitole 01.Základy Nejjednodušší příklady jsou nalezeny. A nejprimitivnější z nich je skica BareMinimum. Nepotřebujete ani poplatek.

V jazyce Arduino se projekty s výpisy nazývají skici a mají příponu INO.

Podívejme se na první skicu: Soubor | Příklady | 01.Základy | BareMinimum. Otevře se okno s následujícím kódem:

Void setup() ( // vložte svůj instalační kód sem, aby se spustil jednou: ) void loop() ( // sem vložte svůj hlavní kód, chcete-li spouštět opakovaně: )

Nyní si musíte pamatovat, že program musí mít dvě povinné funkce: založit() A smyčka(). Za názvem funkce a závorkami jsou složené závorky, uvnitř kterých bude umístěn váš kód. Mezi složenými závorkami se říká, že je blok kódu pro funkci nebo tělo funkce.

Funkce založit() běží jednou, po každém zapnutí nebo resetu desky Arduino. V těle této funkce se zapisuje kód pro inicializaci proměnných, nastavení provozního režimu digitálních portů atd. Tento mechanismus uvidíte v dalších příkladech.

Funkce smyčka() v nekonečné smyčce sekvenčně znovu a znovu provádí příkazy, které jsou popsány v jeho těle. Jinými slovy, po dokončení funkce bude znovu volána.

Funkce obsahují komentáře ke kódu, které začínají dvojitým lomítkem (//). Za komentář se považuje vše, co následuje za dvojitým lomítkem a až do konce řádku. Můžete si sem psát co chcete, program to nijak neovlivní. Při psaní svých programů vám radím nešetřit komentáři a popisovat, co váš tým dělá. Věřte mi, mnoho nováčků se vrací ke svému kódu a nemůže si vzpomenout, co naprogramovali. Komentáře mohou být umístěny nejen uvnitř funkcí, ale i nad nimi.

Není potřeba si kód pamatovat a zapisovat do sešitu. Když vytvoříte vlastní skicu přes Soubor | Nový, pak se objeví přesně stejný kód. A můžete vytvářet své vlastní projekty a ukládat je.

Jak vidíte, příklad, na který jsme se podívali, je pouze šablona a nedělá nic užitečného. V další lekci se naučíme, jak zapojit desku a nahrát do ní program.

Instalace Android IDE pod Windows 7

U starších verzí si musíte ovladač nainstalovat sami. Když se připojíte poprvé, Windows se pokusí nainstalovat ovladač sám, i když jsme o to nepožádali. Přehnaně sebevědomý systém Windows přiznává, že se nepodařilo nainstalovat ovladač. Chcete-li to ověřit, přejděte na Start→Ovládací panely→Systém (nebo můžete jednoduše stisknout klávesy Win+Pause Break) a vyberte odkaz vlevo správce zařízení. Tam uvidíme, že naproti Arduino Uno je žlutá výstražná ikona.

Nic zlého se nestalo. Nyní situaci napravíme. Klikněte na tuto položku a vyberte položku z kontextové nabídky Aktualizovat ovladače.... Dále vyberte možnost Vyhledejte ovladače v tomto počítači ručně zadat umístění ovladačů. Samotný řidič ArduinoUNO.inf je v podsložce Řidiči stejné složky Arduino, který byl zmíněn výše.

Nyní bude systém Windows schopen správně nainstalovat ovladač a vše bude v pořádku.