Установка arduino ide

Чипы CH340g, FTDI FT232, ATMEGA 16U2 / 8U2

Зачем нужен USB / UART TTL преобразователь

Когда вы подключаете Ардуино к компьютеру или любому другому устройству по USB, вы связываете между собой сразу два мира: микропроцессорный, сосредоточенный на плате Arduino и мир внешних устройств. Подходы к организации взаимодействия между элементами в этих мирах сильно отличаются. Для работы внутри платы используется особый протокол со своими правилами взаимодействия – UART. И для того, чтобы “внутреннюю” линию соединить с “внешней” нужен определенный преобразователь-посредник, который будет хорошо понимать физические сигналы, используемые как для USB, так и для платы контроллера. Вот этим посредником и являются чипы USB- UART (иногда их еще обозначают называют USB-TTL, хотя это не совсем корректно) преобразователей, самыми популярными из которых являются микросхемы FTDI, CH340G,  ATMEGA U16.

USB преобразователи в Ардуино

Мы должны использовать внешние чипы, потому что контроллер ATMEGA328, являющийся сердцем большинства современных плат Arduino, не содержит в своих кристаллических внутренностях встроенного преобразователя. Если вы посмотрите на плату ардуино, то увидите корпус чипа, на нем можно разобрать и его тип.

Исторически наиболее популярным вариантом чипов USB/UART конвертера была линейка микросхем от шотландского производителя  FTDI. Главным ее недостатком была стоимость и весьма странная политика в области контроля контрафакта, зачастую приводящая к тому, что легальные купленные устройства блокировались драйверами компании. Сегодня существенную конкуренцию FTDI составляют микросхемы семейства CH340, массово производимые многочисленными китайскими производителями. Они гораздо дешевле и достаточно надежны и это постепенно привело к тому, что в большинстве недорогих контроллеров Arduino и адаптеров установлены именно чипы CH340 (CH340g).

Наверное, единственной, но очень важной проблемой при использовании CH340g взамен FTDI является необходимость в некоторых случаях установки USB драйвера. “Респектабельная” FTDI давно уже тесно интегрирована в Windows и при подключении устройства с FTDI-преобразователем никаких драйвером устанавливать не нужно – они уже есть в системе

Для подключения CH340g иногда нужно скачать драйвер и установить его – только после этого система увидит наше устройство.

Процедура установки драйвера для CH340g на самом деле очень проста и почти всегда проходит без ошибок на самых популярных операционных системах Windows7, Windows10. Именно поэтому никаких проблем с использованием недорогих ардуино плат, несущих на себе чип CH340, почти никогда не возникает.

Остается только вопрос – а зачем вообще нужен какой-то USB драйвер для подключения ардуино  к компьютеру? Давайте разберемся.

USB драйвер для ардуино

Мы не будем уходить в теоретические дебри, разбирая многочисленные коммуникационные протоколы, поддерживаемые современными компьютерными системами. Главное, что нужно понимать: когда мы присоединяем какое-то устройство к компьютеру, оно может передавать или получать данные только если его “поймут” с другой стороны. На стороне компьютера таким переводчиком является специальная программа, называемая драйвером. Драйвер USB работает в режиме эмуляции последовательного, COM-порта. Это означает, что при подключении операционная система создает виртуальные, программные COM-порты, с которыми и работает драйвер. В Windows их можно посмотреть в диспетчере устройств.

Если мы подключаем Ардуино к компьютеру, то чип с помощью драйвера попросит систему открыть порт и начнет взаимодействие . И для чипов разных  производителей потребуются разные драйвера. Проблемы возникают, когда драйвера нет. Система пытается найти его для подключенного устройства, не находит и мы никогда не  увидим его в списке устройств. Для решения проблемы надо найти и скачать соответствующие драйвера, а затем установить их на компьютер. Ниже мы рассмотрим, как это делается на примере USB драйвера CH340.

Установка Atmel Studio

Скачайте и установите Atmel Studio (включая драйверы) отсюда. После установки подключите Arduino к USB-кабелю. Оба светодиода (RX и TX) должны мигать два раза (это означает, что 16U2 находится в режиме Atmel Studio). Новое устройство будет распознано.

Установите драйверы. Если они не распознаются автоматически, вы найдете их в USB-драйверах: С:\Program Files\Atmel.

Перейдите в Диспетчер устройств, нажмите: Win + Pause -> Оборудование -> Диспетчер устройств. Проверьте, правильно ли установлен драйвер. Должно быть в Jungo Connectivity -> AVRISP MKII.

Вот теперь мы готовы прошить Arduino ATMEGA328P. Переходим к следующему шагу.

Запуск Arduino IDE в Windows 10

Откройте папку, извлеченную из заархивированного файла, и дважды щелкните файл arduino.exe в папке, чтобы запустить программное обеспечение Arduino IDE. Если вы не видите расширение файла (.exe в имени файла), включите его в диспетчере файлов, нажав View — File name extensions (Просмотр — Расширения имен файлов).

Если вы хотите создать ярлык для Arduino IDE на рабочем столе, начните перетаскивать файл arduino.exe на рабочий стол и удерживайте клавиши Ctrl + Shift перед тем, как сбросит его на рабочий стол. Это создаст ярлык для Arduino IDE вместо перемещения файла на рабочий стол.

Убедитесь, что вы не перенесли файл arduino.exe, просмотрев имя файла на вашем рабочем столе, которое должно содержать слово Shortcut или Ярлык в конце. Вы можете переименовать этот ярлык в Arduino или Arduino IDE.

Распиновка Arduino Nano

У Arduino Nano распиновка выполнена так, как показано на картинке ниже:

1 – TX (передача UART) или порт D0;
2 – RX (прием UART) или порт D1;
3,28 – сброс (RESET);
4,29 – земля;
5…16 – порты D3…D13;
17 – напряжение 3,3 В;
18 – опорное напряжение АЦП;
19…26 – 8 каналов АЦП A0…A7;
27 – напряжение 5,0 В;
30 – плюс питания модуля 2-20 В

Первые два вывода используются либо для связи по классическому последовательному интерфейсу с другим устройством, либо как порты для двоичных данных. В arduino nano распиновка 5…16 выводов, кроме указанных, имеет дополнительные функции:

5 – прерывание INT0;
6 – прерывание INT1 / ШИМ / AIN0;
7 – таймер-счетчик T0 / шина I2C SDA / AIN1;
8 – таймер-счетчик T1 / шина I2C SCL / ШИМ;
9,12,13,14 – ШИМ;
16 – светодиод.

Более подробная схема вводов-выводов на рисунке ниже (нажмите для увеличения):

Распиновка Arduino Nano

AIN0 и AIN1 – это входы быстродействующего аналогового компаратора. Кроме того, имеется 6 каналов с выходом широтно-импульсного модулятора (ШИМ). К тому же имеется большее число пинов, на которые могут быть переведены запросы прерываний.

Проблема с микроконтроллерами заключается в том, что при больших функциональных возможностях (ведь в них кроме процессора есть еще довольно богатый набор периферийных устройств) они имеют ограниченное число выводов. Разработчику тут есть над чем подумать уже на этапе составления принципиальной схемы, ведь его цель – максимально использовать устройство, в то же время не допуская конфликтов между функциями выводов.

Распиновка Arduino Nano 3.0

У Arduino Nano 3.0 распиновка не отличается от той схемы, что приведена выше, несмотря на другой контроллер. ATmega328 отличается от ATmega168 вдвое большим объемами памяти всех видов:

• flash,
• оперативной,
• EEPROM.

Это позволяет улучшить ПО прошивки и загручика, а также дать пользователю больше возможностей для его прикладной задачи. Arduino nano v 3.0 распиновка может быть использована для программирования, но для этих целей используется отдельный разъем. Об этом ниже.

Интерфейс

Сначала рассмотрим общий вид программы, т.е. как она выглядит после запуска. В самом центре – блокнот, то самое место, где пишется код. По умолчанию уже написаны два стандартных блока, setup и loop. К ним вернёмся в разделе уроков программирования. Всё остальное можно увидеть на скриншоте ниже.

• Проверить – компиляция (сборка, проверка на ошибки…) кода без его загрузки в плату. То есть код можно написать и проверить на ошибки даже не подключая плату к компьютеру
• Загрузить – компиляция и загрузка прошивки в плату
• Создать/открыть/сохранить – тут всё понятно
• Монитор порта – кнопка открывает монитор последовательного пора для общения с платой
• Меню вкладок – работа с вкладками, о них поговорим ниже
• Текущее состояние – тут выводится краткая информация о последнем действии: загрузка завершена, ошибка загрузки, автоформатирование завершено и т.д.
• Лог работы – тут выводится лог компиляции и вообще все системные сообщения, отчёты об ошибках и размере скомпилированного кода
• Конфигурация оборудования – выводится название выбранной платы, версии микроконтроллера и номер выбранного COM порта

Arduino IDE

Пробежимся по пунктам меню, которые я считаю первостепенно важными, с остальными можно познакомиться самостоятельно по ходу работы с программой. Версия моей IDE – 1.8.8, в новых что-то может отличаться

Установка драйверов Arduino в Windows 10

Если вы подключаете плату Arduino к компьютеру под управлением Windows 10, вы должны удостовериться, что в системе должен быть установлен драйвер. Драйвер настраивает Arduino как виртуальный COM-порт, который можно увидеть в диспетчере устройств.

Откройте окно Device Manager (Диспетчер устройств), щелкнув правой кнопкой мыши кнопку запуска Windows 10 в левом нижнем углу экрана, а затем выберите Диспетчер устройств в появившемся меню.

В диспетчере устройств разверните порты (COM и LPT), и вы увидите COM-порт, который будет вашим Arduino, как показано на изображении ниже. Если у вас есть другие COM-порты на ПК, отключите Arduino, чтобы узнать, какой COM-порт исчез из диспетчера устройств, затем подключите Arduino и посмотрите, какой порт появится – это будет порт Arduino, например, COM4 как на картинке ниже.

Драйверы, поставляемые с программным обеспечением Arduino, могут быть установлены вместо стандартного драйвера Windows 10, что объясняется далее.

В Диспетчере устройств щелкните правой кнопкой мыши на COM-порт, который был идентифицирован как Arduino (сначала необходимо подключить Arduino к компьютеру). Выберите Update Driver Software (Обновить программное обеспечение драйвера) в появившемся меню.

В открывшемся диалоговом окне выберите Browse my computer for driver software (Обзор моего компьютера для поиска драйвера).

В следующем диалоговом окне убедитесь, что флажок Include subfolders (Включить вложенные папки) установлен, а затем нажмите кнопку Browse (Обзор).

В появившемся диалоговом окне перейдите к подпапке драйверов папки Arduino, которую вы распаковали ранее. Щелкните папку драйверов, чтобы выбрать ее, а затем нажмите кнопку ОК.

Вернувшись в диалоговое окно Update Driver Software (Обновить программное обеспечение драйвера), задайте правильный путь для поиска драйверов. Нажмите кнопку Next (Далее), чтобы запустить установку драйвера.

В появившемся диалоговом окне Windows Security (Безопасность Windows) нажмите Install (Установить).

После установки драйвера появится диалоговое окно, показывающее, что драйвер был успешно обновлен, и отобразится номер COM-порта Arduino.

Наконец, в диспетчере устройств, COM-порт теперь идентифицируется как Arduino, после установки драйвера из папки Arduino IDE.

digitrode.ru

Принципиальная схема контроллера

Ресурсы

Скачать Arduino 1.8.6

IDE 1.8.6 появилась в августе 2018 года.  По сравнению с предыдущей версией, в 1.8.6 было добавлено много улучшений.

Изменения в версии 1.8 6

Список дополнений и улучшений:

• Улучшена производительность компиляции проектов за счет распараллеливания процессов и повторного использования скомпилированных фрагментов проекта.
• Прочие улучшения интерфейса:
  • Добавлены клавиатурные ускорители при прокрутке меню (нажмите клавишу ‘a’).
  • Добавлен скроллер в меню программирования.
  • Улучшение диалогового окна «Поиск/Замены»
• Возможность выбора тем – традиционно устанавливаемых в соответствующую папку в виде архива.
• Информация об ошибках выводится в более структурированном формате – с указанием не только строки, но и столбца.
• Монитор порта теперь может показывать информацию о времени (timestamp)
• Добавлены переводы для типов в библиотеках.
• Улучшена функциональность работы с дисплеями высокой четкости (Hi-resolution) в Linux
• Для пользователей Windows исправлены ошибки функциональности сборки проектов из файлов, хранящихся в облачном хранилище OneDrive.
• Ускорен старт программы в случае использования виртуальных сетевых подключений
• Улучшение в менеджере библиотек (поиск, установка).
• Исправление множества небольших ошибок в интерфейсе, повышенная стабильность ядра.

Что еще можно сделать?

Мы создали одно из простейших устройств, но возможности по работе с Ардуино и другими микроконтроллерами, на самом деле, безграничны. С помощью разных дополнительных сенсоров можно реализовать много всяких устройств:

• Анемометр — стационарный прибор для измерения скорости ветра;
• Акселерометр — сенсор, позволяющий определять ускорение и ориентацию в пространстве;
• Аналоговый термометр — аналоговый сенсор для измерения температуры;
• Барометр — сенсор, позволяющий определять атмосферное давление и температуру;
• Датчик влажности почвы — сенсор, позволяющий узнать о пересыхании земли
• Датчик водорода — датчик для обнаружения водорода;
• Датчик тока — аналоговый сенсор для измерения силы тока;
• Датчик уровня воды — цифровой датчик уровня воды в ёмкости;
• Датчик температуры и влажности — сенсор, предоставляющий информацию об окружающей температуре и влажности в виде цифрового сигнала;
• Датчик пульса — аналоговый датчик для измерения частоты сердечных сокращений
• Гироскоп — сенсор, позволяющий определять собственную угловую скорость.

Это лишь малая часть датчиков и сенсоров, которые вы можете использовать для создания своих устройств. Мы уже много интересного сделали и в планах еще много всего интересного сделать

Желаем вам отличных проектов. Подписывайтесь на нашу группу ВКонтакте.

3. Подключение платы Arduino к компьютеру

1. Соедините Arduino с компьютером по USB-кабелю. На плате загорится светодиод «ON» и начнёт мигать светодиод «L». Это значит, что на плату подано питание и микроконтроллер начал выполнять прошитую на заводе программу «Blink».
2. Для настройки Arduino IDE под конкретную модель узнайте, какой номер COM-порта присвоил компьютер вашей плате. Зайдите в «Диспетчер устройств» Windows и раскройте вкладку «Порты (COM и LPT)».

Операционная система распознала плату Arduino как COM-порт и назначила номер . Если вы подключите к компьютеру другую плату, операционная система назначит ей другой номер

Если у вас несколько платформ, очень важно не запутаться в номерах COM-портов.

Что-то пошло не так?

После подключения Arduino к компьютеру, в диспетчере устройств не появляются новые устройства? Это может быть следствием следующих причин:

• Неисправный USB-кабель или порт
• Блокировка со стороны операционной системы
• Неисправная плата

Описание пинов/Распиновка Arduino Nano

Каждый из 14 цифровых выводов Nano, используя функции , , и , может настраиваться как вход или выход. Выводы работают при напряжении 5 В. Каждый вывод имеет нагрузочный резистор 20-50 кОм и может пропускать до 40 мА. Некоторые выводы имеют особые функции:

• Последовательная шина: 0 (RX) и 1 (TX). Выводы используются для получения (RX) и передачи (TX) данных TTL. Данные выводы подключены к соответствующим выводам микросхемы последовательной шины FTDI USB-to-TTL.
• Внешнее прерывание: 2 и 3. Данные выводы могут быть сконфигурированы на вызов прерывания либо на младшем значении, либо на переднем или заднем фронте, или при изменении значения. Подробная информация находится в описании функции .
• ШИМ: 3, 5, 6, 9, 10, и 11. Любой из выводов обеспечивает ШИМ с разрешением 8 бит при помощи функции .
• SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Посредством данных выводов осуществляется связь SPI, которая, хотя и поддерживается аппаратной частью, не включена в язык Arduino.
• LED: 13. Встроенный светодиод, подключенный к цифровому выводу 13. Если значение на выводе имеет высокий потенциал, то светодиод горит.

На платформе Nano установлены 8 аналоговых входов, каждый разрешением 10 бит (т.е. может принимать 1024 различных значения). Стандартно выводы имеют диапазон измерения до 5 В относительно земли, тем не менее имеется возможность изменить верхний предел посредством функции . Некоторые выводы имеют дополнительные функции:

I2C: A4 (SDA) и A5 (SCL). Посредством выводов осуществляется связь I2C (TWI). Для создания используется библиотека Wire.

Дополнительная пара выводов платформы:

• AREF. Опорное напряжение для аналоговых входов. Используется с функцией .
• Reset. Низкий уровень сигнала на выводе перезагружает микроконтроллер. Обычно применяется для подключения кнопки перезагрузки на плате расширения, закрывающей доступ к кнопке на самой плате Arduino.

Скачиваем Arduino для Windows 10

Перейдите на страницу загрузки программного обеспечения Arduino, где вы найдете две загрузки для Windows – установщик Windows и архив Windows ZIP, как показано на изображении ниже. Также здесь имеется приложение Windows app, о котором подробнее расскажем в следующем материале.

Вы можете выбрать один из вариантов для Windows, но предпочтительнее использовать ZIP-файл, потому что он оставляет систему Windows более чистой. Версия Windows Installer загрузит установщик, который установит программное обеспечение в систему Windows. ZIP-файл Windows позволяет распаковать IDE Arduino в любое место по вашему выбору и легко удалить его, если хотите, просто удалив распакованную папку.

В этом руководстве по установке используется ZIP-файл Windows, поэтому загрузите ZIP-файл и перейдите к следующему этапу установки. После нажатия ссылки для загрузки у вас будет возможность сделать пожертвование Arduino или просто загрузить файл бесплатно, нажав на Contribute & Download.

Подключение Arduino Nano

Подключение платы Arduino Nano к компьютеру не представляет особого труда – оно аналогично обычной плате Uno. Единственная сложность может возникнуть при работе с платой на базе чипа ATMEGA 168 – в настройках нужно выбрать сперва плату Nano, а затем нужный вариант процессора.

Установка драйвера для CH340

Микросхема CH340 часто используется в платах Ардуино со встроенным USB-to-Serial преобразователем. Она позволяет уменьшить затраты на производство плат, не влияя на ее работоспособность. При  помощи этого программатора можно легко прошивать платы Ардуино. Для того, чтобы начать работать с этой микросхемой, нужно установить драйвер на компьютер.

Установка выполняется в несколько этапов:

 Настройка Arduino IDE

Стандартная среда разработки Arduino IDE используется для работы всех видов Ардуино с компьютером. Чтобы начать работу, нужно сначала скачать Arduino IDE с официального сайта и установить ее. Удобнее скачивать Windows Installer, особенно если среда разработки будет установлена на постоянном рабочем компьютере. Если скачан архив, то его нужно распаковать и запустить файл Arduino.exe.

Как только среда установлена, нужно ее запустить. Для этого нужно подключить к компьютеру саму плату Ардуино через USB. Затем перейти в меню Пуск >> Панель управления >> Диспетчер устройств, найти там Порты COM и LPT. В списке появится установленная плата и указан номер порта, к которому подключается плата.

После этого нужно запустить Arduino IDE, перейти в меню Инструменты >> Порт, и указать порт, к которому присоединена Ардуино.  В меня Инструменты>> Платы нужно выбрать модель подключенной платы, в данном случае Arduino Nano. Если у вас плата Nano версии 2.0, то вам нужно также выбрать вариант процессора в соответствующем меню.

Важно помнить, что если к компьютеру будет подключаться другая плата, настройки снова нужно будет поменять на соответствующее устройство

Критерии выбора хорошего биокамина и принцип его работы

Настройка Arduino IDE для работы

Для тонкой настройки Arduino IDE 1.8.5 в Windows или Linux следует через панель инструментов «Файл -> Настройки» В новом окне будет доступно несколько пунктов, которые можно настроить под себя (смотри картинку ниже). После настройки приложения, для вступления изменений в силу следует нажать кнопку «ОК» и перезапустить программу. Настройки можно изменить по своему усмотрению.

Настройка Arduino IDE для работы в Windows / Linux

1. выбор места для хранения скетчей и библиотек;
2. выбор языка интерфейса в программе Arduino IDE 1.8
3. выбор размера шрифта текстового редактора и масштаба;
4. показ подробных сообщений при компиляции / загрузке;
5. показывать номера строк в текстовом редакторе;
6. проверка обновлений в сети при запуске Arduino IDE;
7. сохранение скетчей перед компиляцией / загрузкой.

Настройка Arduino IDE для Nano / Mega 2560 / Uno

При первом подключении микроконтроллера, следует убедиться, что программа Arduino IDE 1.8 определила плату Arduino Nano, подключенную к USB порту. При подключении любой платы Ардуино к компьютеру создается виртуальный COM порт. Проверить подключение можно через диспетчер устройств или через панель Arduino IDE «Инструменты -> Порт» — кроме COM1 должен появиться дополнительный порт.

Настройка порта программы Arduino IDE для Mega 2560

При подключении микроконтроллера Arduino к разным USB портам компьютера, номер COM порта будет меняться. Если у вас «неофициальный» микроконтроллер с microUSB, то необходимо дополнительно установить драйвера для CH340G. Если порт определился, то перед загрузкой скетча следует выбрать плату, которую вы используете в панели инструментов Arduino IDE «Инструменты -> Менеджер плат»

Выбор процессора микроконтроллера Mega 2560 в Arduino IDE

При подключении к компьютеру Arduino Uno следует выбрать в Менеджере плат Arduino/Genuino Uno. В случае с платой Arduino Mega или Nano, следует дополнительно выбрать процессор микроконтроллера. У Nano это может быть ATmega168 или ATmega328, у платы Mega процессор ATmega2560 или ATmega1280. Узнать тип можно по характеристикам, которые обычно производитель указывает на печатной плате.

Видео. Arduino IDE подключение Nano / Uno / Mega

После выполнения всех операций следует проверить подключение микроконтроллера и загрузить пустой скетч в плату или скетч для мигания светодиодом на Arduino. Для этого на панели инструментов есть соответствующие иконки: смотри картинку с обозначением функций Arduino IDE выше. При неправильном подключении или отсутствии драйверов программа сообщит ошибку — programmer is not responding.

Подключение L298N к Arduino

Как уже упоминалось, в первую очередь нужно проверить полярность подключенных двигателей. Двигатели, вращающиеся в различных направлениях, неудобно программировать.

Нужно присоединить источник питания. + подключается к пину 4 на плате L298N, минус (GND) – к 5 пину. Затем нужно соединить выходы с L298N и пины на Ардуино, причем некоторые из них должны поддерживать ШИМ-модуляцию. На плате Ардуино они обозначены ~. Выходы с L298N IN1, IN2, IN3 и IN4 подключить к D7, D6, D5 и D4 на Ардуино соответственно. Подключение всех остальных контактов представлено на схеме.

Направление вращения задается с помощью сигналов HIGH и LOW на каждый канал. Двигатели начнут вращаться, только когда на 7 пине для первого мотора и на 12 пине для второго на L298N будет сигнал HIGH. Подача LOW останавливает вращение. Чтобы управлять скоростью, используются ШИМ-сигналы.

Для управления шаговым двигателем в Arduino IDE существует стандартная библиотека Stepper library. Чтобы проверить работоспособность собранной схемы, можно загрузить тестовый пример stepper_oneRevolution. При правильной сборке вал двигателя начнет вращаться.

При работе с моторами Ардуино может периодически перезагружаться. Это возникает из-за того, что двигателям требуются большие токи при старте и в момент торможения. Для решения этой проблемы в плату встроены конденсаторы, диоды и другие схемы. Также для этих целей на шидле имеется раздельное питание.

Расположение выводов, распиновка

Разработчики платы Arduino очень удобно и логично расположили выводы платы. Дело в том, что при разработке на «чистых» МК АВР приходилось обращаться к выводу порта, для этого нужно было запомнить название каждой ножки на чипе. Здесь это гораздо проще. На самой плате указано название каждого из пинов. Удобства добавляет и то, что пины разбиты на 3 группы:

1. Digital – блок цифровых пинов.
2. Analog – блок аналоговых пинов.
3. Power – блок пинов, которые связаны с питанием и работой микросхемы.

Распиновка платы

При этом в разделе Digital пины, которые могут выдавать ШИМ-сигнал (PWM), помечены тильдой «~». Для служебных целей и проверки работоспособности контроллера на плате установлен светодиод, который подключен к 13-му выводу, а из среды разработки Arduino IDE к нему можно обращаться через встроенную директиву LED_BUILTIN. Такие схемы расположения пинов называются «Arduino UNO pinout», при этом, вместо UNO, может быть указано название другой платы, которая вас интересует.