Vývojové prostředí Arduina

Úspěch Arduina a jeho velké rozšíření není jenom díky zajímavému hardwaru, ale především jednoduchému vývojovému prostředí (zkráceně IDE, což doslova znamená Integrated Development Environment). Arduino IDE je aplikace, která nám umožní jednoduše s deskou Arduino pracovat.

Arduino IDE obsahuje mimo jiné textový editor a několik tlačítek, které slouží k překladu (verify) a následnému nahrání kódu do Arduina (upload). Dále je součástí prostředí nástroj serial monitor, který umožňuje jednoduchou komunikaci s Arduino deskou (na straně hardware k tomuto účelu pak slouží knihovna Serial.

Instalace a první spuštění

Instalační soubor pro platformu Windows, Linux nebo Mac OS X lze nalézt na oficiálním webu Arduino.cc v sekci downloads. Instalace je přímočará a velmi jednoduchá. Na operačním systému Windows můžete stáhnout buď instalátor, který se postará o vše potřebné nebo ZIP soubor, který stačí rozbalit do libovolného adresáře v počítači. Pod operačním systémem Mac OS X pak stačí balíček Arduino.app zkopírovat do adresáře /Applications/.

Po prvním zapnutí je potřeba projít nastavení, které Arduino IDE nabízí. Otevřete proto okno s nastavením (preferences) a nastavte adresář kam se budou ukládat vaše projekty. Tento adresář je důlěžitý, dále mu budeme říkat pracovní adresář. V originále se nazývá sketchbook. To proto, že projektům v Arduinu se říká sketch, což česky znamená skica nebo náčrtek. V této dokumentaci budeme ale místo sketch používat projekt.

Pracovní adresář a jeho struktura

Všechny projekty se tedy budou ukládat do pracovního adresáře. Každý projekt má svou podsložku, která se jmenuje stejně jako projekt. V ní pak můžeme nalézt zdrojové kódy s příponou .ino nebo .pde¹. Pro ilustraci a lepší pochopení, jak Arduino IDE ukládá projekty je níže malá ukázka:

C:/cesta/k/pracovnimu/adresari/
  ./MujProjekt/
    ./MujProjekt.ino
  ./Test/
    ./Test.ino
  ./Komplikovany_Projekt/
    ./Komplikovany_Projekt.ino
    ./funkce.cpp
    ./funkce.h
  ./libraries/
  ./hardware/

Náš pracovní adresář obsahuje celkem 3 projekty s názvy MujProjekt, Test a Komplikovany_Projekt. Tento poslední projekt obsahuje ve svém podadresáři více souborů s příponami .cpp a .h (k čemu slouží a jak s nimi pracovat si povíme jindy, je to pokročilé téma).

V pracovním adresáři jsou ale ještě dva podadresáře o kterých jsme si zatím nic neřekli – libraries a hardware. Tyto podadresáře v našem pracovním prostoru mohou ale i nemusí být, jsou nepovinné. Pokud ale v pracovním adresáři jsou, Arduino IDE je při startu kontroluje a čte jejich obsah.

Uživatelské knihovny

Jak již název napodívá, ve složce libraries v našem pracovním adresáři se mohou nacházet knihovny, které si uživatel (tedy my) přeje ve svých projektech používat. Na internetu lze totiž nalézt velké množství knihoven pro nejrůznější senzory, moduly a shieldy, které Arduino IDE nemá standardně ve své výbavě. Dejme tomu, že si koupíte teplotní čidlo DS18B20 a na webu naleznete knihovnu která s ním dokáže komunikovat. Adresář s knihovnou pak stačí zkopírovat právě do podsložky libraries/ a restartovat Arduino IDE. Od toho okamžiku půjde novou knihovnu nalézt v menu Sketch->Import Library a pokud knihovna obsahuje i ukázkové kódy, tak ty jsou v menu File->Examples.

Nově, od verze Arduino IDE 1.0.5, existuje ještě jednodušší možnost jak nainstalovat novou knihovnu. Stačí v menu Sketch->Import Libraries kliknout na položku Add Library a zvolit ZIP soubor s knihovnou, který jste stáhli z internetu.

Podpora nového hardware

Ještě nám zbývá popsat si k čemu slouží adresář hardware/.

V základu dokáže Arduino IDE pracovat s deskami (neboli hardwarem):

• Arduino Uno
• Arduino Duemilanove
• Arduino Nano
• Arduino Mega
• Arduino Leonardo
• Arduino Esplora
• Arduino Mini
• Arduino Ethernet
• Arduino Fio
• LilyPad Arduino
• …

Co ale když máte hardware, který v seznamu není? To se může nejčastěji stát stavitelům 3D tiskárny RepRap, případně majitelům nějaké neoficiální desky jako je například Calunium.

V takovém případě stačí do adresáře hardware/ zkopírovat složku s definicí nové desky, kterou stáhnete z internetu. Po restartu Arduino IDE se nový hardware objeví k menu Tools->Boards.

Náš první program

Nyní již známe vše potřebné, abychom úspěšně naprogramovali Arduino a spustili náš první program.

Zapněte Arduino IDE a připojte k počítači vaši desku. Předpokládejme, že se jedná o Arduino Uno². V menu File->Examples->Basics vyberte příklad s názvem Blink, který stále dokola bliká LED, která je připojena na digitálním pinu č. 13.

Nyní stačí v Arduino IDE kliknout na tlačítko upload (tlačítko s obrázkem šipky doprava). Aplikace na pozadí přeloží zdrojový kód a následně se jej pokusí nahrát do Arduina. Pravděpodobně se vám zobrazí okno s výběrem sériového portu ke kterému je Arduino připojeno. Na operačním systému Windows se port jmenuje COMx, například COM3, pod Unixovými operačními systémy to bude /dev/tty.xxx, například /dev/tty.usbmodem641.

Pokud jste vybrali správný port, měly by začít diody RX a TX na desce Arduina okamžitě blikat. To indikuje, že počítač komunikuje s deskou. Jakmile tyto diody přestanou blikat, v Arduino IDE se objeví ve spodní části oznámení Done…. V tomto okamžiku je program nahraný v Arduinu a vy byste měli vidět pomalu blikat oranžovou diodu.