Скачиваем и устанавливаем драйвер Ардуино Uno по шагам

На этой странице вы узнаете, как скачать программы и скетчи для работы с Ардуино. Мы поделимся с вами полезными ссылками на официальные ресурсы, последние стабильные версии Arduino IDE 1.8.7 на русском, подходящие для разных плат Arduino Uno, Nano, Mega. Большинство программ и библиотек распространяются по свободной лицензии, поэтому вы можете их скачать бесплатно как на нашем сайте, так и с официальных источников.

Arduino IDE

Самой первой, а, зачастую, и единственной программой для начинающих работать с контроллером Ардуино становится Ардуино IDE – интегрированная среда разработки от создателей платформы. Вы можете бесплатно загрузить основные версии этой программы на нашем сайте, чуть ниже привели ссылки для скачивания. Для вашего удобства мы выбрали наиболее свежие и популярные версии программ. В других материалах на ArduinoMaster.ru вы можете более подробно узнать об установке и настройке Arduino IDE.

Давайте для начала коротко выясним, что такое IDE и получим ответы на наиболее часто возникающие вопросы. Если вы опытный разработчик, то можете смело перелететь в следующий раздел статьи со ссылками на скачивание.

Что такое Arduino IDE

Аббревиатура IDE расшифровывается как Integrated Development Environment, в переводе – интегрированная среда разработки. С помощью этой программы программисты пишут программы, причем делают это гораздо быстрее и удобнее, чем при использовании обычных текстовых редакторов.

В рамках платформы Ардуино программа Arduino IDE делает то же – помогает программистам писать программы. С ее помощью скетч, написанный на языке Arduino, проверяется, превращается в C++, компилируется, загружается в Arduino. Теоретически, вы можете обойтись без этой программы, но реально других вариантов начать работы с Ардуино для новичка практически не существует. Поэтому первое, что вы должны сделать – это найти и установить  себе эту среду программирования. Это совершенно не трудно и абсолютно бесплатно.

Как скачать и установить Arduino IDE

Процедура скачивания и установки абсолютно традиционна. Вы загружаете файл, запускаете установку. На официальном сайте доступны версии c установщиком (exe) и обычных zip архивах. Вы можете найти версии Arduino IDE для всех основных операционных систем.

Процедура установки достаточно проста, вам нужно будет ответить на несколько вопросов. Важным этапом этого процесса является установка драйвера COM-порта. Для большинства «китайских» плат ардуино понадобится установить дополнительные драйвера.

После установки потребуется небольшая настройка среды – об этом мы поговорим в отдельной статье про установку и настройку Ардуино IDE.

Какую версию Ардуино IDE выбрать?

Первая версия среды разработки Ардуино официально появилась в августе 2005 года. С тех пор утекло много воды, программа несколько раз претерпевала революционные изменения. До 2011 года номера версий состояли из одной цифры (последней была 0023 – версия от 09.11.2011). Затем появилась более привычная запись с «минорными» и «мажорными» обновлениями. Так, Arduino 1.0.0 появилась 30.11.2011, а версия 1.0.1 – в мае 2012.

Ключевыми по количеству обновлений и связанных с ними проблем совместимости стали переходы с версии 1.0.7 и 1.5. Многие библиотеки, написанные под «старые версии» программы не могли компилироваться в новых из-за изменений в системных библиотеках и других внутренних механизмах сборки проекта. Особенно сильно это проявилось при переходе на 1.6 версию. Если в вашем проекте есть древние библиотеки, некорректно работающие с современными версиями IDE, вам придется изменять их самому, ждать, пока это сделают авторы или подчиниться обстоятельствам и установить ту версию, с которой будет работать библиотека.

Последней стабильной версией Arduino IDE на момент написания статьи является 1.8.7 (август 2018).

Arduino на русском

Еще один важный вопрос – русификация среды разработки. Давайте сразу разберемся с тем, как перевести Arduino IDE на русский. На самом деле, для этого не нужно искать или скачивать специальные версии. Вы загружаете и устанавливаете обычную версию, достаточно просто выбрать ваш язык в списке доступных языков в соответствующем пункте настроек.

Скачать Arduino 1.8.7

Версия 1.8.x Arduino IDE появилась 11 Сентября 2018 года и является последней стабильной на момент написания статьи. По сравнению с 1.8.6 вы не найдете существенных улучшений в интерфейсе  – все изменения, в основном, касались исправления ошибок и повышения стабильности работы.

Версия Windows

Загрузить Arduino IDE с официального сайта

Для загрузки программы с официального сайта Arduino.cc вам нужно найти в навигации сайта пункт Software – Downloads. Найдите на странице ссылки на последние версии программы (для Windows, Linux, Mac OS X). Щелкнув на ссылку вы попадете на страницу загрузки, на которой можете выбрать вариант загрузки:

• С поддержкой проекта (укажите, какую сумму вы готовы пожертвовать)
• Без поддержки. Просто нажмите на кнопку «Загрузить».

Не зависимо от выбранного варианта, вы все равно загрузите одну и ту же версию, никаких ограничений для «бесплатной» версии нет. Но если у вас есть возможность, то постарайтесь пожертвовать команде, так много сделавшей для развития проекта.

Версия 1.8.7

Версия 1.8.6

Версия 1.6.13

Arduino IDE Online

Если по каким-то причинам вы не можете или не хотите установить Arduino на свой компьютер, у вас есть возможность создавать скетчи в онлайн-версии. Для этого нужно открыть страницу онлайн-среды разработки на официальном сайте Ардуино. Перед началом работы нужно зарегистрироваться, после чего вы сможете открыть среду программирования. Этот подход в чем-то напоминает другие онлайн-эмуляторы  Ардуино.

ДомойСтатьиArduino IDE

Для того что бы создавать свои проекты на базе Arduino, вам будет необходимо писать прошивки и загружать их в ваш микроконтроллер. Эти функции позволяет выполнить среда разработки Arduino IDE. Есть и другие способы написания прошивок и загрузки скетчей в ардуинку, но самый простой — это использовать Arduino IDE. Далее я расскажу где можно скачать и какую версию лучше установить, как настроить и как пользоваться этой программой.

Cкачать Arduino IDE

Самый безопасный и надежный источник — это, конечно же, официальный сайт, но вы можете скачать самые популярные версии на этой странице по ссылкам выше. Самая свежая версия на момент написания статьи 1.8.2. Вы можете скачать ее, но многие рекомендуют скачивать версию 1.6.5, потому что она считается самой стабильной. Так же существует классическая версия Иде 1.0.6. Она не поддерживает работу с Arduino Yún и Arduino DUE. Так же эта линейка версий программ больше не поддерживается сообществом и обновляться не будет.

Для Windows есть возможность загрузки архива (Windows) и инсталлятора (Windows Installer). Архив можно использовать как Portable версию. А если вы устанавливаете среду разработки ардуино на свое постоянное рабочее место, то лучше выбрать Windows Installer.

Я использую последнюю версию, но у нее есть трудности при работе из другого редактора. Я долго пытался настроить функции программы в редакторе Sublime Text 3. Работать такая связка абсолютно не хотела, поэтому я просто отказался от этой идеи и оставил все как есть. Если вы хотите использовать свой любимый редактор, то лучше скачивайте версию 1.6.5.

Для загрузки выберите необходимую версию, подходящую под вашу операционную систему. Далее откроется страница с добровольными пожертвованиями. Arduino IDE является бесплатной программой. Вы можете просто скачать ее нажав на серую надпись «Just Download», или можете отблагодарить разработчиков добровольным взносом.

Установка Arduino IDE

Если вы скачали архив, то просто распакуйте его и запустите Arduino.exe.

Если вы скачали установочный файл то вам необходимо выполнить стандартную установку. Процесс установки очень прост и не займет много времени, но для полноты статьи я распишу его подробно.

Запускаем установочный файл. Соглашаемся с условиями лицензионного соглашения (естественно после прочтения).

Выбираем необходимые модули программы. Первые два должны быть отмечены обязательно. Остальные на ваше усмотрение.

Далее указываем папку в которую хотим установить программу. Желательно, что бы путь к этой папке не содержал кириллических символов.

Во время установки может появиться окно с предложением установки драйвера USB-to-serial. Соглашаемся и ждем окончания установки. На этом весь процесс завершен. Осталось настроить среду разработки и можно творить.

Настройка Arduino IDE

После установки необходимо настроить программу. Сделать это очень легко:

1. Сначала подключите вашу ардуинку к компьютеру с помощью USB кабеля.

2. Потом перейдите в «Пуск >> Панель управления >> Диспетчер устройств«. Там надо найти «Порты COM и LPT». В этом списке будет указана ваша arduino и порт к которому она подключена (COM2). Запомните это значение.

Если вашего микроконтроллера нет в списке, или он показан как неопознанное устройство, значит драйвер установлен неправильно, или у вас китайская плата с чипом CH340. Это не проблема. Просто вам нужен другой драйвер. Где его скачать и как установить я рассказал в этой статье.

3. Теперь запускаем Arduino IDE и сразу идем в меню «Инструменты >> Порт«. Там необходимо выбрать тот COM порт, который вы запомнили.

4. Далее надо выбрать плату. Для этого в меню»Инструменты >> Платы» выбираете модель вашей платы.

На этом настройка закончена. Не забывайте, что эти настройки придется менять если вы подключите плату к другому USB порту или будите использовать другую плату.

Использование Arduino IDE

Программа очень проста в использовании. Для того что бы убедиться, что все работает правильно зальем свой первый скетч на микроконтроллер. Для этого используем стандартный пример с мигающим светодиодом. В среде разработки есть множество готовых примеров. Этим мы и воспользуемся.

Потом нажимаем кнопку «Загрузить» и ожидаем окончания загрузки скетча. После загрузки сразу должен начать мигать встроенный светодиод. Это значит что все работает так как надо. Теперь вы можете писать свои прошивки или использовать готовые. Описание функций языка программирования Arduino есть на странице моего сайта Программирование

Содержание

</span></span>

• Обзор
• Программирование и связь с ПК
• Система питания
• Порты ввода/вывода
• Память
• Подведение итогов
• Часто Задаваемые вопросы

Обзор

Arduino UNO представляет из себя отладочный комплекс, выполненный на базе микроконтроллера ATMega328. Проще говоря – это обычная плата, которая является «посредником» между пользователем и микроконтроллером, позволяя удобно цепляться к его ножкам и загружать в него прошивку прямо из среды программирования. Помимо всего прочего, плата наделена некоторыми дополнительными функциями, которые будут подробно рассмотрены в данной статье. Продуманное исполнение, небольшой размер, множество библиотек и примеров кода, позволили Arduino UNO завоевать симпатии миллионов разработчиков электронных устройств. На сегодняшний день в Интернете можно найти огромное количество проектов, в которых данная плата взята за основу.

Arduino UNO была разработана итальянскими инженерами как одна из основных плат, имеющих открытую архитектуру. По мере увеличения популярности, у платы появилось множество «клонов», полностью совместимых по программной и аппаратной части. На рисунке №1 показан внешний вид платы Arduino UNO с обеих сторон.

Рисунок №1 – плата Arduino Uno

Как видно из рисунка, подключение к пинам микроконтроллера выполняется через штыревые линейки, распаянные по обе стороны платы. Таким образом разработчик может связать ATMega328 с внешними устройствами при помощи макетных проводов. Также под топологию Arduino Uno создано огромное количество шилдов, обеспечивающих дополнительный функционал путём их каскадного включения. Пример такого включения показан на рисунке №2.

Рисунок №2 – Arduino Uno и шилд для ЧПУ 

Такой подход позволяет значительно ускорить процесс создания прототипов тех или иных устройств, превращая рутинную работу в непринуждённую сборку электронного конструктора. Существуют шилды с набором датчиков, шилды-клавиатуры, шилды-экраны, шилды-расширители портов, радио-шилды и многое другое, что только может прийти в голову самому изощренному ардуинщику.

Удобно организованный доступ к портам микроконтроллера – это хорошо, но что ещё содержит Arduino Uno на своём борту? Разобраться в дополнительных деталях поможет рисунок №3, на котором обведены и подписаны все основные элементы платы и дана общая характеристика для штыревых контактов.

Те, кто хочет дополнительно расширить свой кругозор, может ознакомиться с принципиальной схемой платы перейдя по этой ссылке.

Рисунок №3 – распиновка платы Arduino Uno 

Программирование и связь с ПК

В левом верхнем углу (рисунок №3) расположен USB-разъём. Он выполняет две функции. Первая – организация канала обмена данными между микроконтроллером и ПК и вторая – запись прошивки в ATMega328.

На аппаратном уровне за связь с компьютером отвечает модуль последовательного интерфейса передачи данных (UART), который встроен в ATMega328 и выведен на контактах 0(RX) и 1(TX) платы Arduino Uno. Однако просто передавать данные на компьютер не получиться. Посредником между ATmega328 и компьютером выступает отдельно установленный микроконтроллер ATMega16. Его специальная прошивка позволяет определять плату Arduino Uno как виртуальный СОМ-порт, когда та подключается к ПК. Обмен данными будет сопровождаться миганием соответствующих светодиодов RX и TX, расположенных справа от ATMega16.

Что касается записи прошивки, то этот процесс максимально упрощён и сводится к нажатию всего одной кнопки в среде Arduino IDE. Такая простота обусловлена тем, что Arduino Uno выпускается со встроенным прошитым загрузчиком, работающем по протоколу STK500. Следовательно, во внешнем программаторе нет никакой необходимости. Тем не менее, для любителей прошить контроллер напрямую, на плате предусмотрена колодка ICSP (справа посередине) для внутрисхемного программирования в обход загрузчика. Сам DFU-загрузчик находиться в ATMega16 и также может быть переписан путём внутрисхемного программирования через аналогичную колодку в верхней левой части платы.

Система питания

Для того, чтобы плата Arduino Uno могла функционировать, на неё необходимо подать питание. Сделать это можно несколькими способами, а именно:

• Запитать непосредственно через USB-разъём с помощью шнура для программирования или связи с ПК;

• Запитать от AC/DC адаптера с выходным напряжением 7-12В, подключившись через специальный разъём внешнего питания.

• Подать напряжение 7-12В напрямую на вход Vin, который расположен на штыревой колодке питающей группы. При этом минусовой контакт источника питания следует соединить с одним из контактов GND платы.

Также, плата Arduino Uno, предоставляет пользователю два контакта, на которых присутствуют напряжения 5В и 3,3В. Эти напряжения формируются встроенными линейными стабилизаторами при любом из вышеперечисленных способов питания. Максимальный ток, который способен обеспечить вывод 3,3В равен 50мА. Некоторые «умельцы» питают плату через один из этих выводов, однако это чревато выходом последней из строя, так как входное напряжение идёт в обход стабилизатора и любой скачок просто-напросто спалит микроконтроллер.

Вывод GND говорит сам за себя и является общим минусом. Все выводы GND на плате соединены между собой. Следует обратить внимание, что большинство странных глюков в работе с платой Arduino Uno связаны с тем, что разработчик проекта забывает соединить вывод GND платы Arduino с соответствующими выводами других модулей и датчиков, которые используются в проекте.

Вывод IOREF, служит для информирования подключаемых к Arduino Uno модулей или шилдов об уровне бортового напряжения. Если подключаемый модуль имеет возможность работать как с 5В, так и с 3,3В, то прочитав значение на выводе IOREF, он может выбрать для себя соответствующий режим работы.

Порты ввода/вывода

Arduino Uno предоставляет пользователю 14 цифровых и 6 аналоговых выводов. Цифровые выводы имеют нумерацию от 0 до 13 и способны работать в двух направлениях, т.е. каждый из них может быть как входом, так и выходом. Направление определяется функцией pinMode(). Помимо этого, для каждого цифрового пина имеется возможность программно включить подтягивающий резистор, соединённый с плюсом питания микроконтроллера. Номинал подтягивающего резистора лежит в диапазоне 20-50кОм. Следует учитывать, что максимальное выходное  напряжение одного вывода составляет 5В, а максимальный ток — 40мА. Превышение допустимой нагрузки способно вывести микроконтроллер из строя.

Аналоговые выводы имеют обозначения А0-А5. Каждый из них соединён со встроенным 10-битным АЦП микроконтроллера ATMega328. Это означает, что мы можем одновременно измерять 6 напряжений и получать по 1024 значения для каждого канала. По умолчанию диапазон измеряемого напряжения равен 0-5В, т.е. при 0В значение АЦП будет равно 0, а при 5В значение АЦП станет равным 1023. Этот диапазон можно изменить подачей на вывод AREF своего опорного напряжения, которое станет верхней границей измерения. Если в аналоговых выводах нет необходимости, они без проблем могут использоваться как цифровые.

Помимо первичных функций, некоторые выводы Arduino Uno имеют дополнительные. Например:

• выводы 3, 5, 6, 9, 10 и 11 способны формировать широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) с помощью функции analogWrite().

• выводы A4(SDA) и A5(SCL) представляют интерфейс связи по протоколу I2C.

• выводы 10(SS), 11(MOSI), 12(MISO), 13(SCK) обеспечивают связь по SPI-интерфейсу.

• выводы 0(RX) и 1(TX) — обеспечивают последовательный интерфейс передачи данных.

• к выводу 13 подключен smd-светодиод, расположенный на плате.

• RESET – подача низкого уровня на этот вывод приведёт к сбросу микроконтроллера.

Для удобства восприятия целесообразно всё свести в таблицу, которую можно использовать как «шпаргалку» при создании собственных проектов:

Полная карта выводов Arduino Uno показана на рисунке №4. На ней отражены все основные и альтернативные функции для каждого пина в отдельности, а также приведено соответствие физическим выводам ATMega328.

Рисунок №4 – карта выводов Arduino Uno 

Память

Так как основой платы Arduino Uno является микроконтроллер ATMega328, пользователь получает в своё распоряжение три типа памяти, которые присущи всей линейке микроконтроллеров AVR, а именно:

• FLASH-память. Данная память используется для хранения прошивок, создаваемых программистом. Именно сюда будут записываться скомпилированные скетчи из среды программирования. Для Arduino Uno объём flash-памяти равен 32кб, два из которых отведены на специальную программу-загрузчик (bootloader). Bootloader нужен для упрощения процесса записи кода в микроконтроллер.

• Энергонезависимая память EEPROM. Данный вид память даёт возможность сохранять данные, которые не будут удалены при отключении питания Arduino Uno. Для данной модификации платы, объём памяти EEPROM равен 1кБ. Зачастую эту память используют для сохранения всевозможных настроек. Следует помнить, что ресурс перезаписи EEPROM ограничен, поэтому следует грамотно оформлять код, чтобы увеличить срок службы памяти. Не стоит беспорядочно писать в ячейки новые данные. Делать это нужно как можно реже и только при необходимости. Для работы с энергонезависимой памятью в среде программирования Arduino IDE есть удобная библиотека, которая называется EEPROM.h.

• Оперативная память SRAM. Эта память предназначена для хранения переменных и объектов, созданных во время выполнения программы. В распоряжении программиста имеется 2кБ памяти SRAM. В отличие от EEPROM, здесь все данные будут полностью удалены при отключении питания. На практике, особенно у неопытных программистов, эта память быстро заканчивается, и разработчик не может дальше развивать свой проект. Следует с самого начала грамотно планировать расход оперативной памяти, например, поменьше использовать глобальных переменных, следить за типами данных, а также хранить большие однотипные объёмы данных в памяти программ.

Подведение итогов

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что плата Arduino Uno является оптимальным вариантом как для начинающего, так и для опытного разработчика. Имея скромные размеры 7см на 5,5см, пользователь получает довольно широкий функционал, который может удовлетворить требования большинства проектов. Также огромным плюсом является бесчисленное множество библиотек с примерами, документации и обучающих материалов, что позволит в кратчайшие сроки реализовать задуманное на практике.

Часто задаваемые вопросы FAQ

Вопрос: Есть ли на плате Arduino Uno какая-нибудь встроенная защита от перегрузок?

Ответ: Да, некоторая защита имеется. Например, на плате установлены восстанавливаемые предохранители, предназначенные для защиты USB-порта персонального компьютера от перегрузок и замыканий. Порог срабатывания предохранителей равен 500мА. Если уровень потребления становиться выше – предохранители размыкаются.

Вопрос: Существует ли способ программно перезагрузить Arduino Uno, не используя кнопку или вывод RESET?.

Ответ:  Существует. В начале программы прописываем следующую функцию:

void(*resetFunc) (void) = 0;

и в нужном месте программы вызываем строку:

resetFunc();

Вопрос: Посоветуйте альтернативную среду разработки, вместо стандартной Arduino IDE.

Ответ: Как один из вариантов можно использовать PlatformIO.

Вопрос: Какой ресурс у памяти EEPROM.

Ответ: Производитель заявляет 100000 циклов перезаписи, которые должна гарантированно выдержать каждая ячейка.

Вопрос: почему нестабильно работает реле, подключенное к 13-му выводу Arduino UNO? Остальные выводы работают без сбоев.

Ответ: 13-й вывод соединён со светодиодом на плате через резистор 220 Ом, поэтому использовать этот вывод для питания нагрузок не стоит.

Используемые источники:

• https://arduinomaster.ru/program/skachat-arduino-ide/
• https://all-arduino.ru/arduino-ide/
• https://3d-diy.ru/wiki/arduino-platy/arduino-uno/