|
|
|
|
ARDUINO je malý, programovatelný počítač Původem italský vývojový set pro studenty, který umožňuje programování různých aplikací, např. ve spojení s periferními komponenty umožní měření fyzikálních veličin - teploty, tlaku, osvětlení, koncentrace plynů aj., a umožňuje vyhodnocení a využití měřených hodnot např. v podobě rozsvěcování a zhasínání světla podle intenzity osvětlení, aktivace varovných signálů podle měřených koncentrací plynů, zřízení meteostanice, zřízení alarmu včetně aktivace volače mobilní telefonní sítě GSM (Global System Mobile), umožní přenosy dat pomoci vf modulů, ukládání dat, řízení modelů, robotů aj.
K práci s Arduinem potřebujeme vývojové prostředí, tzv. IDE (Integrated Development Enviroment), tj. softwarové prostředí, ve kterém budeme vytvářet ovládací programy (aplikace/kódy/projekty), kterým se říká "Skeče" (sketch/skica). Mnohé aplikace se opírají o knihovny vytvořené zpravidla programátory. Standardní knihovny, případně další knihovny obsahují předem naprogramované algoritmy pro různé použití ve skečích a musí se pro předmětný skeč předem do IDE nainstalovat pokud IDE knihovnu již neobsahuje (IDE obsahuje řadu standardních knihoven).
Jak začít: Nejprve pořídíme bezplatné vývojové prostředí IDE dostupné zde a nainstalujeme do PC/Windows 10 (+), zvolíme češtinu. Vhodné je respektovat adresář pro ukládání skečů a knihoven, který IDE vyžaduje. Tento adresář si můžeme předem vytvořit na systémovém disku "C:" :
C:/Users/jméno uživatele/Dokumenty/Arduino/Libraries
Sekvence adresářů "C:/Users/jméno uživatele/Dokumenty/" byla vytvořena při instalaci Windows, kde "jméno uživatele" je pojmenování PC (bylo zvoleno při instalaci Windows). Do adresáře "Dokumenty" manuálně doplníme adresář "Arduino" a v tomto adresáři vytvoříme adresář "Libraries" (knihovny). Skeče budou ukládány vývojovým prostředím IDE do adresáře "Arduino" a knihovny si budeme ukládat do adresáře "Libraries".
Po spuštění IDE se zobrazí základní nabídka: (čísla řádků se dají zapnou a vypnout v menu "Soubor/Vlastnosti ...")
V základním zobrazení vidíme postupně shora: - nabídka funkcí vývojového prostředí IDE - "Soubor, Úpravy, Projekt, Nástroje, Nápověda", - v horní černé vodorovné liště, zleva - "Háček" slouží ke kompilaci skeče, kontroluje chyby; "Šipka doprava" slouží k odeslání kódu do paměti desky Arduino; "List" slouží k založení nového skeče; "Šípka nahoru" slouží k otevření již uloženého skeče; "Šipka dolů" slouží k uložení vytvářeného skeče, - pracovní plocha pro programování skeče (aktuálně viz řádky 1-9), - černá plocha dole - plocha pro vypsání výsledků kompilace skeče (červeně chybová hlášení, černě info o rozsahu skeče). Poz.: vpravo nahoře vidíme ikonu lupy sériového monitoru (bude vysvětleno později např. v kapitole "Měření napětí") a ikonu rolety, nabídky doplňujících funkcí (Nová záložka, Přejmenování, Smazat ....).
Každý skeč má základní pevnou strukturu, sestavenou z dvou částí obsahující prvky programovacího jazyka Java/Wiring:
Příklad "prázdného" skeče: 1 void setup() { 2 // put your setup code here, to run once: (zde umístíme nastavení programu, provede se jednou): 3 4 } 5 6 void loop() { 7 // put your main code here, to run repeatedly: (zde umístíme hlavní část programu, běží opakovaně): 8 9 }
První části skeče je "void setup" (funkce nastavení), viz řádek č. 1 až 4. Zde umístíme deklarace prvků programu, případně i příkazy. Po spuštění se provede jednou. Běh pokračuje do druhé části. Druhou částí je smyčka "void loop" (funkce smyčky), viz řádek č. 6 až 9. Zde umístíme algoritmy programu, smyčka neustále koluje. Každá část je uzavřena vlnovými závorkami uvnitř kterých se budou nacházet skripty příkazů a algoritmy skeče. Před první část "void setup" se často umísťují jednorázové příkazy, např. připojení knihoven. Do skeče lze umístit také uživatelem definované části programu (funkce), např. "void (tisk)". Pokud zvolíme další funkce, program se ze základních dvou částí rozvětvuje na více částí.
Jedním z nejjednodušších kódů je program "Blink", tj. blikání ledky. Ledka, která začne blikat je téměř na všech základních desekách Arduina umístěna přímo na desce. Kód "Blink" je obsažen v příkladech IDE, tj. "Soubor/Příklady/01.Basics/Blink" : Pokud zobrazíte tento kód z IDE ("Soubor/Příklady/01.Basics/Blink"), uvidíte rovněž popis v angličtině (zde vypuštěno). V první části je na řádku č. 2 deklarována ledka desky Arduina (tj. bylo sděleno procesoru, že integrovaná ledka se bude používat). Ve druhé části je na řádku č. 6 příkazem "digitalWrite" ... "HIGH", ledka se rozsvítí, následně program na řádku č. 7 čeká jednu sekundu "delay (1000)" (milisekudny), následně je na řádku č. 8 ledka zhasnuta "...LOW" a program opět čeká na řádku č.9 jednu sekundu. Smyčka se vrací zpět na řádek č. 5 a neustále koluje. Po vyvolání programu (Blink) provedeme tzv. kompilaci programu odkliknutím ikony "Háčku". Kompilace zároveň kontroluje chyby skeče. Po ukončení kompilace se ve spodním černém poli zobrazí informace o kódu. Poté odešleme přes USB kód do paměti desky Arduina odkliknutím "Šipky do prava". Po úspěšném nahrání kódu do paměti desky začne ledka na desce blikat frekvencí 1/1 sekunda. Funkčnost tohoto programu a zároveň komunikaci PC s deskou Arduina ověříme libovolným přepsáním času čekání (např. na řádku 9) a opět odešleme do paměti desky Arduina. Frekvence blikání se změní. Pro složitější aplikace budeme často potřebovat již předem vytvořené knihovny, které opatříme z veřejných zdrojů. Mnohé neúspěchy jsou způsobeny chybně nainstalovanou knihovnou. Osvědčilo se manuální doplnění předmětné knihovny do adresáře "Libraries". Nejprve stáhneme často zazipovanou knihovnu a po rozbalení manuálně nahrajeme adresář knihovny (včetně všech podsložek) do adresáře "Libraries" (podsložky mnohdy obsahuji příklady využití knihovny). Pak stačí restartovat IDE a přesvědčit se o nainstalované knihovně. Knihovna se objeví v seznamu knihoven "Projekt/Přidat knihovnu .. Přispěli knihovny .." a když jsou přítomny příklady, najdeme je ve složce "Soubor/Příklady.....Příklady z vlastních knihoven..". Např. jedna z knihoven pro přenos dat na frekvenci 433 MHz je knihovna "RCSwitch" (obsahuje protokoly přenosu dat). Po stažení veřejně dostupného zip souboru (odkaz najdeme např. zde), a jeho rozbalení, přeneseme manuálně celý adresář "rc-switch-master" do adresáře "Libraries" a restartujeme IDE. Po restartu IDE nacházíme v seznamu knihoven doplněnou knihovnu a v příkladech se objeví příklady k aplikaci této knihovny. Je vhodné se seznámit s veřejně dostupnými souvisejícími webovými stránkami, viz "Odkazy", dostupnou literaturou, mezi které patří monografie "Voda Z.: Průvodce světem Arduina, HV Kitchen" a se základy programovacího jazyka "Java", případně "Wiring". Předložené podklady jsou určeny především hobby zájemcům o Arduino. Vzhledem k četným nutnostem používat knihovny nebude často možné proniknout v podrobnostech do podstaty programovaného skeče, neboť mnohé programované operace a závislosti budou pocházet z již předem vytvořené knihovny. V těchto případech budeme spoléhat na ověřené, případně modifikované a ověřené aplikace, aniž by bylo možné porozumět každému příkazu ve skeči.
Mnoho úspěchů ....
Říjen 2019
Arby
|
