Serwis Edukacyjny
Nauczycieli
w I-LO w Tarnowie

Do strony głównej I LO w Tarnowie

Materiały dla uczniów liceum

  Wyjście       Spis treści       Poprzedni       Następny  

©2017 mgr Jerzy Wałaszek
I LO w Tarnowie

Autor artykułu: mgr Jerzy Wałaszek
Konsultacje: Wojciech Grodowski, mgr inż. Janusz Wałaszek

 

 

Instalacja Arduino IDE

 

Do czego służy Arduino

Arduino jest platformą sprzętową opartą na mikrokontrolerach AVR, dla której opracowano setki zastosowań. Innymi słowy, jest to płytka zawierająca mikrokontroler AVR wraz z dodatkowymi układami, którą można wykorzystać w różnych projektach jako centrum sterowania i przetwarzania danych. Opracowano wiele różnych płytek Arduino. Poniżej mamy popularną płytkę Arduino UNO:

 

Arduino odniosło duży sukces z uwagi na łatwość stosowania: na płytce bazowej jest szereg gniazd (widocznych po bokach płytki), w których spotkamy sygnały sterujące z mikrokontrolera. Wystarczy do tych gniazd podłączyć sterowane urządzenie i projekt jest gotowy od strony sprzętowej. Arduino nie wymaga programatora (chyba że chcesz przeprogramować centralny mikrokontroler). Wystarczy je podłączyć do komputera za pomocą kabla USB i już można przesyłać programy oraz odbierać dane. Drugą zaletą Arduino jest łatwość programowania. Wykorzystywana jest tutaj specjalna biblioteka funkcji, które posiadają bardzo proste wywołania, a "czarna robota" obsługi mikrokontrolera i dołączonych do niego urządzeń jest ukryta przed programistą. To jest coś podobnego do obsługi telewizora, który wewnątrz jest bardzo skomplikowany, jednak użytkownik nic nie musi o tym wiedzieć, wystarczy, że potrafi obsługiwać pilota.

Arduino składa się z trzech elementów: z płytki, ze sterowanego urządzenia i z IDE (ang. Integrated Developement Environment – zintegrowanego środowiska programowania).

Oryginalna płytka Arduino może być dosyć droga (od 80 zł). Jednak ostatnio pojawiły się tanie klony z Chin (od około 20 zł), które zapewne są gorsze jakościowo, lecz atrakcyjne cenowo dla początkującego adepta elektroniki – sam posiadam taki klon i dotąd nie zauważyłem, aby miał jakieś wady (poza brakiem napisów na gniazdach, ale odpowiednie napisy są obok nich na płytce, zatem w niczym mi to nie przeszkadza).

Którą wersję Arduino zakupić? Proponuję Arduino Uno R3 z mikrokontrolerem w podstawce – jeśli go zepsujesz (zdarza się każdemu), to będziesz mógł łatwo sobie wymienić na nowy.

Bardzo ciekawą propozycją jest Arduino Nano R3:

Płytka jest malutka i nadaje się do sterowania małych urządzeń (np. robota). Umieszczony na niej mikrokontroler, ATmega 328, jest tego samego typu co w Arduino UNO. Zatem programowo Arduino NANO ma te same możliwości co Arduino UNO. Do połączenia z komputerem PC wymaga kabla USB z małą wtyczką. Posiada również gniazdo mini Kanda, do którego możesz podłączyć programator AVR i przeprogramować mikrokontroler za pomocą ATmel Studio lub Eclipse z wtyczką AVR (lecz wtedy przestanie to być płytka Arduino).

Do płytek Arduino można zakupić gotowe moduły, np. czujniki temperatury, wagi, ciśnienia, wilgotności, przekaźniki, serwomotory, wyświetlacze, klawiatury, czytniki kart SD, moduły Wi-Fi, itd. itp. Dzięki temu bardzo szybko początkujący elektronik złoży jak z klocków Lego potrzebne mu urządzenie.

Arduino IDE zawiera edytor do tworzenia programów w języku C, kompilator C oraz moduł komunikacyjny, który przesyła program do mikrokontrolera na płytce Arduino. Oprogramowanie jest darmowe i dostępne dla Windows oraz dla Linuxa.

 

Instalacja Arduino IDE dla Windows

Instalacja oprogramowania dla Arduino ma sens tylko wtedy, jeśli posiadasz odpowiedni moduł. Zatem najpierw dokonaj zakupu, np. Arduino Uno R3. Nie musi być oryginalne, możesz kupić klon już od 17 zł na Allegro. Polecam.

Instalacja Arduino IDE jest bardzo prosta. Przejdź do strony pobierania instalatora:

 

https://www.arduino.cc/en/Main/Software

 

Znajdziesz na niej najnowszy instalator dla systemu Windows. Instalator występuje w dwóch wersjach:

  • Windows Installer
  • Windows ZIP file for non admin install

Pierwsza wersja jest programem, który zainstaluje środowisko Arduino IDE w twoim komputerze.

Druga wersja to archiwum ZIP dla tych, którzy nie mają uprawnień administratora na swoich komputerach. Nie polecam tej instalacji, ponieważ i tak będziesz musiał doinstalować ręcznie sterowniki do komunikacji z Arduino.

Gdy wybierzesz instalator, zostaniesz przeniesiony na stronę proszącą o wsparcie projektu Arduino. Jeśli masz pieniążki, to oczywiście zachęcam do przekazania jakiejś drobnej kwoty dla twórców, co ich zachęci do ulepszania IDE. Jeśli nie, to kliknij w JUST DOWNLOAD (tylko pobranie). Rozpocznie to pobieranie instalatora na twój komputer. Gdy się zakończy, uruchom instalator. Po zatwierdzeniu instalatora (musisz posiadać uprawnienia administracyjne) pojawi się okienko żądające zgody na warunki licencji:

Kliknij w przycisk I Agree (zgadzam się). W następnym okienku masz wybór elementów do instalacji:

Zaznacz wszystkie i kliknij przycisk Next. Kolejne okienko dialogowe pozwala ci określić miejsce na dysku, gdzie zostanie zainstalowane Arduino IDE. Jeśli nie masz szczególnych powodów, to pozostaw tu wszystko, jak jest, a następnie kliknij przycisk Install.

Rozpocznie się instalacja:

Gdy instalacja zakończy się, przejdź na pulpit Windows i sprawdź, czy znajduje się na nim ikona Arduino (powinna tam być, jeśli podczas instalacji zaznaczyłeś opcję Create Desktop shortcut). Jeśli tak, to chwyć ją lewym przyciskiem myszki, przeciągnij na pasek zadań i wybierz opcję Przypnij do paska zadań.

Jeśli ikony Arduino nie ma, to kliknij prawym przyciskiem myszki w wolne miejsce pulpitu i z menu kontekstowego wybierz opcję:

 

Nowy → Skrót

 

Pojawi się okienko dialogowe tworzenia skrótu. Kliknij w nim przycisk Przeglądaj i z listy, która zostanie wyświetlona, wybierz Arduino, po czym zatwierdź ten wybór przyciskami OK i Dalej. W następnym okienku wpisz swoją nazwę dla skrótu (powinno tam być Arduino, co jest zupełnie sensowne). Na koniec kliknij przycisk  Zakończ. Na pulpicie pojawi się ikona Arduino. Chwyć ją lewym przyciskiem myszki, przeciągnij na pasek zadań i wybierz opcję Przypnij do paska zadań.

Test Arduino IDE

Uruchom Arduino IDE z paska zadań, pamiętając o podłączeniu płytki Arduino do portu USB. Przy pierwszym uruchomieniu może pojawić się prośba z Firewall'a o zezwolenie na dostęp do Internetu. Wyraź na to zgodę. Po uruchomieniu zostanie wyświetlone okno edytora:

 

W oknie tym widzisz szablon programu dla mikrokontrolera umieszczonego na płytce Arduino. Zanim zaczniesz programować, musisz skonfigurować nieco Arduino IDE. Z menu wybierz opcję:

 

Narzędzia → Board

 

i na wyświetlonej liście kliknij nazwę posiadanej płytki Arduino. Następnie z menu wybierz opcję:

 

Narzędzia → Port

 

Zobaczysz listę portów. Przy jednym z nich będzie napis Arduino. Jest to port podłączony do twojej płytki Arduino:

Wybierz ten port. Od tego momentu Arduino IDE jest gotowe do pracy.

Projekt Arduino nosi nazwę szkicu (ang. sketch). W edytorze mamy szablon takiego szkicu. Nie widzimy tutaj całego programu, jedynie istotną dla programisty część, która składa się z dwóch funkcji:

  • setup() – jest wywoływana jeden raz przy każdym uruchomieniu płytki Arduino. Umieszczamy w niej instrukcje inicjujące pracę urządzenia.
  • loop() – jest wykonywana w kółko w trakcie pracy urządzenia, zawiera instrukcje sterujące urządzeniem.

Aby sprawdzić działanie systemu IDE, wpisz w edytorze następujący program:

int x = 0;

void setup()
{
    Serial.begin(9600);
}

void loop()
{
  Serial.print("Test ARDUINO UNO: ");
  Serial.println(++x);
  delay(1000);
}

Po wpisaniu programu kliknij ikonę Zweryfikuj (pierwsza od lewej u góry okna).

Weryfikacja spowoduje sprawdzenie szkicu oraz skompilowanie go, czyli przekształcenie tekstu programu na instrukcje dla mikrokontrolera na płytce Arduino. Na spodzie okienka pojawi się raport z kompilacji, z którego dowiesz się, ile pamięci mikrokontrolera zajmuje twój program. Opcję tę wykorzystuje się przy sprawdzaniu, czy program nie zawiera błędów.

Kolejna ikona dokonuje kompilacji programu oraz przesyła go do mikrokontrolera na płytce Arduino. Po przesłaniu, program rozpoczyna działanie. Co sekundę wysyła on do komputera PC poprzez port USB krótki komunikat. Aby zobaczyć te komunikaty, kliknij ikonę po prawej stronie u góry edytora:

Pojawi się okienko, które wyświetla wiadomości odebrane z portu COMx współpracującego z Arduino:

To wszystko, instalacja jest zakończona.

 

Instalacja Arduino IDE dla Linuxa Ubuntu

Instalacja Arduino IDE ma sens tylko wtedy, gdy jesteś posiadaczem płytki Arduino. Jeśli nie, to zakup ją. W serwisie Allegro można kupić tanie klony Arduino UNU R3 już od 18 zł z przesyłką.

Zainstaluj kompilator gcc-avr wraz z bibliotekami:

sudo apt-get install gcc-avr avr-libc

Teraz przejdź do strony pobierania instalatora:

 

https://www.arduino.cc/en/Main/Software

 

Na stronie WWW znajdziesz linki do instalatorów:

  • Linux 32 bits
  • Linux 64 bits

Wybierz i kliknij w odpowiedni w zależności od posiadanego przez ciebie systemu Linux. Zostaniesz przeniesiony do strony WWW, na której znajduje się prośba o wsparcie finansowe twórców projektu Arduino. Jeśli nie zamierzasz nic płacić, kliknij w link JUST DOWNLOAD. Rozpocznie się pobieranie archiwum z instalatorem:

Zapisz plik na swoim dysku, po czym otwórz go. Powinien się automatycznie uruchomić archiwizator:

Wewnątrz archiwum znajduje się katalog arduino-xxx (xxx oznacza numer wersji). Kliknij przycisk Rozpakuj i wybierz katalog domowy jako miejsce rozpakowania archiwum. Uruchom Menedżer plików, przejdź do katalogu arduino, kliknij prawym przyciskiem myszki w wolne miejsce w katalogu i z menu kontekstowego wybierz opcję Otwórz w terminalu. Gdy pojawi się okienko terminala, wpisz:

./install.sh

Skrypt zainstaluje arduino, a na pulpicie pojawi się ikona programu. Nie uruchamiaj jeszcze Arduino IDE. Najpierw musisz uzyskać dostęp do portu USB, poprzez który IDE będzie się komunikowało z płytką. Podłącz płytkę Arduino do portu USB w twoim komputerze PC. W terminalu wpisz:

ls -l /dev/ttyACM*

Otrzymasz coś w rodzaju:

crw-rw---- 1 root dialout 166, 0 sie 6 12:20 /dev/ttyACM0

Dostęp do portu posiada grupa dialout. Najprawdopodobniej twoje konto nie należy do niej. Aby to sprawdzić, wpisz:

groups nazwa_twojego_konta

W odpowiedzi otrzymasz przykładowo:

twoja_grupa adm cdrom sudo dip plugdev lpadmin sambashare

Jak widzisz, brakuje tutaj członkowstwa w grupie dialout. Muszisz zatem wpisać polecenie:

sudo usermod -a -G dialout nazwa_twojego_konta

Teraz staniesz się członkiem grupy dialout i uzyskasz dostęp do portu Arduino. Uruchom jeszcze raz swojego Linuxa, aby informacje grup zaczęły właściwie działać. Uruchom Arduino (i od razu przypnij ikonę do panelu uruchamiania). Gdy pojawi się okienko programu, z menu wybierz opcję:

 

Narzędzia → Płytka

 

i na liście zaznacz typ swojej płytki Arduino. Następnie wybierz opcję:

 

Narzędzia → Port

 

i zaznacz odpowiedni port ACM. Aby sprawdzić komunikację z płytką, wybierz opcję

 

Narzędzia → Get Board Info

 

Pojawi się okienko informacyjne (u ciebie jego treść zapewne będzie inna, ale ważne jest, że się pojawia, ponieważ świadczy to o tym, że doszło do komunikacji z płytką Arduino):

Instalacja jest zakończona. Możesz dodatkowo przetestować środowisko IDE.

 

Zespół Przedmiotowy
Chemii-Fizyki-Informatyki

w I Liceum Ogólnokształcącym
im. Kazimierza Brodzińskiego
w Tarnowie
ul. Piłsudskiego 4
©2017 mgr Jerzy Wałaszek

Materiały tylko do użytku dydaktycznego. Ich kopiowanie i powielanie jest dozwolone
pod warunkiem podania źródła oraz niepobierania za to pieniędzy.

Pytania proszę przesyłać na adres email: i-lo@eduinf.waw.pl