ロシア語でのArduinoプログラミング。 ブログ› Arduino：プログラミングなしのプログラミング。 プログラミング言語の一般的な説明

こんにちは！ 私は追加教育の教師であるAlikinAlexanderSergeevichです。私は、ラビンスクの中央児童青少年劇場で「ロボット工学」と「無線工学」のサークルを率いています。 ArduBloсkプログラムを使用してArduinoをプログラムする簡単な方法について少しお話ししたいと思います。

私はこのプログラムを教育プロセスに導入し、その結果に満足しています。特に単純なプログラムを作成する場合や複雑なプログラムの初期段階を作成する場合に、子供たちの間で特別な需要があります。 ArduBloсkはグラフィカルプログラミング環境です。つまり、すべてのアクションは、ロシア語で署名されたアクションを使用して描画された画像で実行されます。これにより、Arduinoプラットフォームの学習が大幅に簡素化されます。 このプログラムのおかげで、2年生の子供たちはArduinoでの作業を簡単に習得できます。

はい、Scratchはまだ存在しており、Arduinoプログラミング用の非常にシンプルなグラフィック環境でもあると言う人もいるかもしれません。 しかし、ScratchはArduinoをフラッシュせず、それを制御するだけです。 USBケーブル。 Arduinoはコンピューターに依存しており、自律的に動作することはできません。 独自のプロジェクトを作成する場合、特にロボットデバイスを作成する場合は、Arduinoの自律性が重要です。

NXTやEV3などの有名なLEGOロボットでさえ、ArduinoプログラミングのArduBloсkプログラムの登場により、学生にとってそれほど興味深いものではなくなりました。 また、ArduinoはどのLEGOデザイナーよりもはるかに安価であり、多くのコンポーネントは古い家電製品から簡単に取り出すことができます。 ArduBloсkプログラムは、初心者だけでなく、Arduinoプラットフォームのアクティブユーザーの仕事にも役立ちます。

では、ArduBlockとは何ですか？私が言ったように、これはグラフィカルプログラミング環境です。 ほぼ完全にロシア語に翻訳されています。 しかし、ArduBloсkでは、これだけでなく、私たちが作成したArduBloсkプログラムがコードに変換されるという事実もハイライトです。 Arduino IDE。 このプログラムは、Arduino IDEプログラミング環境に組み込まれています。つまり、プラグインです。

以下は、ArduinoIDEで点滅するLEDと変換されたプログラムの例です。 プログラムでのすべての作業は非常に簡単で、どの学生もそれを理解することができます。

プログラムに取り組んだ結果、Arduinoをプログラムできるだけでなく、Arduino IDEのテキスト形式で理解できないコマンドを学習することもできますが、標準のコマンドを書くのが面倒な場合は、すぐにスケッチする必要があります。クイックマウス操作を備えたArduBlokの簡単なプログラムで、ArduinoIDEでデバッグします。

ArduBlokをインストールするには、最初にArduinoIDEを公式のArduinoWebサイトからダウンロードしてインストールし、操作する際の設定を理解する必要があります。 Arduinoボード UNO。 これを行う方法は、同じサイトまたはAmperkで説明されているか、YouTubeを参照してください。 さて、あなたがこれらすべてを理解したとき、あなたはここの公式ウェブサイトからArduBlokをダウンロードする必要があります。 最新バージョンをダウンロードすることはお勧めしません。初心者には非常に難しいですが、2013年7月12日のバージョンが最も重要であり、このファイルが最も人気があります。

次に、ダウンロードしたファイルの名前をardublock-allに変更し、「documents」フォルダーに入れます。 次のフォルダーを作成します。Arduino>ツール>ArduBlockTool>ツール。後者では、ダウンロードして名前を変更したファイルをスローします。 ArduBlokはすべての人に役立ちます オペレーティングシステム、Linuxでも、個人的にXP、Win7、Win8でテストしました。すべての例は、Win7用です。 プログラムのインストールは、すべてのシステムで同じです。

さて、もっと簡単なら、私はメールディスク7zにアーカイブを用意し、2つのフォルダーを見つけるために解凍しました。 すでに働いているもの Arduinoプログラム IDE、および別のフォルダーでは、コンテンツをDocumentsフォルダーに送信する必要があります。

ArduBlokで作業するには、ArduinoIDEを実行する必要があります。 次に、[ツール]タブに移動し、ArduBlokアイテムを見つけてクリックします。これが、私たちの目標です。

それでは、プログラムのインターフェースを扱いましょう。 すでにご存知のように、設定はありませんが、プログラミング用のアイコンがたくさんあり、それぞれにArduinoIDEテキスト形式のコマンドが含まれています。 新しいバージョンにはさらに多くのアイコンがあるので、ArduBlokに対処してください 最新バージョン難しいし、アイコンのいくつかはロシア語に翻訳されていません。

「管理」のセクションでは、さまざまなサイクルを見つけることができます。

「ポート」セクションでは、ポートの値だけでなく、それらに接続されているサウンドエミッター、サーボ、または超音波近接センサーを管理できます。

「数値/定数」セクションでは、デジタル値を選択するか、変数を作成できますが、以下のものを使用することはほとんどありません。

「演算子」セクションには、必要なすべての比較演算子と計算演算子があります。

ユーティリティセクションでは、主に時間の経過とともにアイコンを使用します。

「TinkerKitBloks」は、購入したTinkerKitセンサーのセクションです。 もちろん、そのようなセットはありませんが、他のセットではアイコンが機能しないという意味ではありません。逆に、LEDやボタンをオンにするなどのアイコンを使用すると非常に便利です。 。 これらの記号は、ほとんどすべてのプログラムで使用されています。 ただし、これらには特殊性があります。選択すると、ポートを示す誤ったアイコンが表示されるため、それらを削除し、「数値/定数」セクションのアイコンを置き換えて、リストの一番上に配置する必要があります。

「DFRobot」-このセクションは、センサーが指定されている場合に使用されます。センサーが見つかる場合があります。 そして、今日の例も例外ではありません。「調整可能なIRスイッチ」と「ラインセンサー」があります。 「ラインセンサー」は、アンペルカのものであるため、写真のものとは異なります。 それらの動作は同じですが、感度レギュレーターを備えているため、Amperkaのセンサーの方がはるかに優れています。

Seeedstudio Grove-ジョイスティックしかないのですが、このセクションのセンサーを使ったことがありません。 このセクションは新しいバージョンで拡張されました。

そして最後のセクションは「リンカーキット」です。 その中に提示されたセンサーは私に出くわしませんでした。

ストリップに沿って移動するロボットのプログラムの例を示したいと思います。 ロボットは組み立てと取得の両方で非常にシンプルですが、まず最初に。 取得と組み立てから始めましょう。

これがパーツのセットそのものです。すべてがAmperkaのWebサイトで購入されました。

1. AMP-B001モーターシールド（2チャンネル、2 A）1890ルーブル
2. AMP-B017トロイカシールドRUB1,690
3. AMP-X053バッテリーコンパートメント3×2AA160 RUB
4. AMP-B018ラインセンサーデジタル2580RUB
5. ROB0049二輪プラットフォームminiQ11890 RUB
6. SEN0019赤外線障害物センサー1390RUB
7. FIT0032赤外線障害物センサー用マウント190RUB
8. A000066 Arduino Uno 1 1150 RUB

まず、車輪付きのプラットフォームを組み立て、ワイヤーをエンジンにはんだ付けします。

次に、ラックを取り付けてボードを取り付けます Arduino UNO、古いものから取った マザーボードまたは他の同様の添付ファイル。

次に、Arduino UNOボードをこれらのラックに取り付けますが、1本のボルトを固定することはできません。コネクタが邪魔になります。 もちろん、はんだ付けすることはできますが、それはあなた次第です。

次に固定する 赤外線センサーその特別なマウント上の障害物。 感度コントロールが上にあることに注意してください。これは調整を容易にするためです。

次に、デジタルラインセンサーを取り付けます。ここでは、ボルトを2つとナットを4つ探す必要があります。プラットフォーム自体とラインセンサーの間に2つのナットを取り付け、残りのセンサーを固定します。

次にモーターシールドをインストールするか、別の方法でモータードライバーを呼び出すことができます。 私たちの場合、ジャンパーに注意してください。 モーターに別の電源を使用しないので、この位置に取り付けます。 下部は電気テープで密閉されているため、万が一の場合に備えて、ArduinoUNOのUSBコネクタからの偶発的な短絡が発生することはありません。

モーターシールドの上にトロイカシールドを取り付けます。 センサー接続の利便性のために必要です。 私たちが使用するセンサーはすべてデジタルであるため、ラインセンサーはピンとも呼ばれるポート8と9に接続され、赤外線障害物センサーはポート12に接続されます。 ポート4、5、6、7は、モーターシールドがモーターを制御するために使用するため、使用できないことに注意してください。 生徒たちが理解できるように、私はこれらのポートに赤いマーカーで特別にペイントしました。

お気づきの方もいらっしゃると思いますが、取り付けたバッテリーコンパートメントが飛び出さないように、万が一に備えて黒いスリーブを追加しました。 そして最後に、通常の輪ゴムで構造全体を固定します。

バッテリーコンパートメントの接続には2つのタイプがあります。 TroykaShieldへの最初の配線接続。 電源プラグをはんだ付けして、ArduinoUNOボード自体に接続することもできます。

これが私たちのロボットの準備ができています。 プログラミングを開始する前に、すべてがどのように機能するかを学ぶ必要があります。
-モーター：
ポート4と5は一方のモーターを制御するために使用され、6と7はもう一方のモーターを制御するために使用されます。
ポート5と6のPWMでモーターの回転速度を調整します。
シグナリングポート4および7による順方向または逆方向。
-センサー：
私たちは皆デジタルなので、1または0の形で論理信号を出します。
そしてそれらを調整するために、それらは特別なレギュレーターを持っており、適切なドライバーの助けを借りてそれらを校正することができます。

詳細はAmperkaにあります。 なぜここに？ Arduinoの操作に関する情報がたくさんあるからです。

ええと、おそらく、私たちはすべてを表面的に見て、研究し、そしてもちろん、ロボットを組み立てました。 今、それはプログラムされる必要があります、ここにそれがあります-待望のプログラム！

そして、プログラムはArduinoIDEに変換されました。

Void setup（）（pinMode（8、INPUT）; pinMode（12、INPUT）; pinMode（9、INPUT）; pinMode（4、OUTPUT）; pinMode（7、OUTPUT）; pinMode（5、OUTPUT）; pinMode（6 、OUTPUT）;）void loop（）（if（digitalRead（12））（if（digitalRead（8））（if（digitalRead（9））（digitalWrite（4、HIGH）; AnalogWrite（5、255）; AnalogWrite（ 6、255）; digitalWrite（7、HIGH）;）else（digitalWrite（4、HIGH）; AnalogWrite（5、255）; AnalogWrite（6、50）; digitalWrite（7、LOW）;））else（if（digitalRead （9））（digitalWrite（4、LOW）; AnalogWrite（5、50）; AnalogWrite（6、255）; digitalWrite（7、HIGH）;）else（digitalWrite（4、HIGH）; AnalogWrite（5、255）; AnalogWrite（6、255）; digitalWrite（7、HIGH）;）））else（digitalWrite（4、HIGH）; AnalogWrite（5、0）; AnalogWrite（6、0）; digitalWrite（7、HIGH）;））

結論として、このプログラムは教育の天の恵みであり、自習であっても、ArduinoIDEコマンドを学ぶのに役立ちます。 最も重要なハイライトは、50を超えるインストールアイコンがあると、「失敗」し始めることです。 はい、確かに、これはハイライトです。ArduBlokでのみ一定のプログラミングを行うと、ArduinoIDEでのプログラミング方法がわからないためです。 いわゆる「グリッチ」は、プログラムの正確なデバッグのためのコマンドを考えて覚えようとすることを可能にします。

あなたの成功を祈って。

序章

Freeduino/Arduinoは特別なプログラミング言語でプログラムされています-それはC/C ++に基づいており、その機能のいずれかを使用することができます。 厳密に言えば、別々 Arduino言語 Arduinoコンパイラがないのと同じように存在しません-書かれたプログラムは（最小限の変更で）C / C ++プログラムに変換され、AVR-GCCコンパイラによってコンパイルされます。 そのため、実際には、AVRマイクロコントローラーに特化したC /C++バリアントが使用されています。

違いは、シンプルな開発環境と、マイクロコントローラーの「オンボード」周辺機器へのアクセスを容易にする一連の基本ライブラリーを入手できることです。

同意します。シリアルポートで9600ビット/秒の速度で作業を開始し、1行で電話をかけると非常に便利です。

Serial.begin（9600）;

また、「ベア」C / C ++を使用する場合は、マイクロコントローラーのドキュメントを処理し、次のように呼び出す必要があります。

UBRR0H =（（F_CPU / 16 + 9600/2）/ 9600-1）>> 8;
UBRR0L =（（F_CPU / 16 + 9600/2）/ 9600-1）;
sbi（UCSR0B、RXEN0）;
sbi（UCSR0B、TXEN0）;
sbi（UCSR0B、RXCIE0）;

Arduinoプログラミングの主な機能と特徴の概要は次のとおりです。 C / C ++言語の構文に慣れていない場合は、この問題に関する文献またはインターネットソースを参照することをお勧めします。

一方、提示されているすべての例は非常に単純であり、追加の文献を読まなくても、ソーステキストを理解して独自のプログラムを作成するのに問題はないでしょう。

より完全なドキュメント 英語）は、プロジェクトの公式Webサイト（http://www.arduino.cc）に掲載されています。 フォーラム、追加のライブラリへのリンク、およびそれらの説明もあります。

Arduinoプロジェクトの公式ウェブサイトの説明と同様に、「ポート」はマイクロコントローラーの接点を指し、対応する番号でコネクターに出力されます。 さらに、シリアルデータポート（COMポート）があります。

プログラムの構造

プログラムでは、2つを宣言する必要があります 主な機能：setup（）およびloop（）。

setup（）関数は、Freeduinoボードの電源を入れたりリセットしたりするたびに1回呼び出されます。 変数の初期化、デジタルポートモードの設定などに使用します。

loop（）関数は、本体に記述されているコマンドを繰り返し実行します。 それらの。 関数が終了すると、再度呼び出されます。

簡単な例を見てみましょう。

void setup（）//初期設定
{
beginSerial（9600）; //シリアルポートの速度を9600bpsに設定します
pinMode（3、INPUT）; //データ入力用に3番目のポートを設定します
}

//プログラムは、3番目のポートで信号をチェックし、に応答を送信します。
//コンピュータのシリアルポートへのテキストメッセージとして
void loop（）//プログラム本体
{
if（digitalRead（3）== HIGH）//ポート3をポーリングするための条件
serialWrite（ "H"）; //文字「H」の形式でCOMポートにメッセージを送信します
そうしないと
serialWrite（ "L"）; //文字「L」の形式でメッセージをCOMポートに送信します
delay（1000）; //1秒遅らせます。
}

pinMode（ポート、モード）;

説明：

信号を入力または出力するように指定されたポートを構成します。

オプション：

port –モードを設定するポートの番号（0から13までの整数値）。

モード-INPUT（入力）またはOUTPUT（出力）のいずれか。

pinMode（13、OUTPUT）; //13番目のピンが出力になります
pinMode（12、INPUT）; //そして12番目は入力です

ノート：

アナログ入力は、番号14（アナログ入力0）から19（アナログ入力5）でアクセスすると、デジタル入力/出力として使用できます。

digitalWrite（ポート、値）;

説明：

指定されたポートの電圧レベルを高（HIGH）または低（LOW）に設定します。

オプション：

ポート：ポート番号

値：HIGHまたはLOW

digitalWrite（13、HIGH）; //ピン13を「ハイ」状態に設定します

値=digitalRead（port）;

説明：

指定されたポートの値を読み取ります

オプション：

ポート：ポーリングされたポート番号

戻り値：int型のポート（HIGHまたはLOW）の現在の値を返します

int値;
val = digitalRead（12）; //12番目の出力をポーリングします

ノート：

読み取りポートに何も接続されていない場合、digitalRead（）関数はランダムにHIGHまたはLOWを返す可能性があります。

アナログ入出力信号

値=analogRead（port）;

説明：

指定されたアナログポートから値を読み取ります。 Freeduinoには、6チャンネル、それぞれ10ビットのA/Dコンバーターが含まれています。 これは、0〜5Vの入力電圧が0〜1023の整数値に変換されることを意味します。読み取り分解能は次のとおりです。5V/1024値=0.004883V /値（4.883mV）。 アナログ入力値の読み取りには約100nS（0.0001 S）かかるため、最大読み出し速度は1秒間に約10,000回です。

オプション：

戻り値：指定されたポートから読み取られた0〜1023の範囲のintを返します。

int値;
val = analogRead（0）; //アナログ入力0で値を読み取ります

ノート：

アナログポートはデフォルトで信号入力として定義されており、デジタルポートとは異なり、pinMode関数を呼び出して構成する必要はありません。

AnalogWrite（ポート、値）;

説明：

アナログ値をポートに出力します。 この機能は、3、5、6、9、10、および11のFreeduinoデジタルポートで機能します。

LEDの明るさの変更やモーターの制御などに使用できます。 AnalogWrite関数を呼び出した後、対応するポートは、analogWrite関数（または同じポート上のdigitalRead / digitalWrite関数）への次の呼び出しが発生するまでPWMモードで動作します。

オプション：

ポート：ポーリングされたアナログ入力の番号

値：0〜255の整数。値0は、指定されたポートで0Vを生成します。 値が255の場合、指定されたポートで+5Vが生成されます。 0〜255の値の場合、ポートは0〜 + 5Vの間で急速に循環します-値が高いほど、ポートはより頻繁にHIGH（5V）を生成します。

AnalogWrite（9、128）;//ピン9を2.5Vに相当する値に設定

ノート：

AnalogWrite関数を呼び出す前に、pinMode関数を呼び出してポートをpinに設定する必要はありません。

信号発生周波数は約490Hzです。

時間=ミリ秒（）;

説明：

Freeduinoが現在のプログラムを実行してからのミリ秒数を返します。 カウンタはオーバーフローし、約9時間後にゼロにリセットされます。

戻り値：unsignedlong型の値を返します

署名されていない長い時間; //unsignedlong型の時間変数を宣言します
時間=ミリ秒（）; //ミリ秒数を渡す

delay（time_ms）;

説明：

指定されたミリ秒数の間、プログラムを一時停止します。

オプション：

time_ms –ミリ秒単位のプログラム遅延時間

delay（1000）; //1秒間一時停止します

delayMicroseconds

delayMicroseconds（time_µs）;

説明：

指定されたマイクロ秒数の間、プログラムを一時停止します。

オプション：

time_µs –マイクロ秒単位のプログラム遅延時間

delayMicroseconds（500）; //500マイクロ秒を一時停止します

pulseIn（ポート、値）;

説明：

デジタルポートからパルス（高または低）を読み取り、パルスの持続時間をマイクロ秒単位で返します。

たとえば、関数を呼び出すときに「value」パラメータがHIGHに設定されている場合、pulseIn（）はポートが高い信号レベルを受信するのを待ちます。 到着した瞬間から、ポートが受信するまでカウントダウンが始まります 低レベル信号。 関数はパルス長を返します（ 上級）マイクロ秒単位。 10マイクロ秒から3分のパルスで動作します。 この関数は、パルスが検出されるまで結果を返さないことに注意してください。

オプション：

ポート：パルスを読み取るポートの番号

値：パルスタイプHIGHまたはLOW

戻り値：パルスの持続時間をマイクロ秒単位で返します（int型）

int期間; //int型のduration変数の宣言
期間=pulseIn（pin、HIGH）; //パルス幅を測定します

シリアル通信

Freeduinoには、Freeduino/Arduinoデバイス間またはコンピューターとの通信に使用できるシリアルコントローラーが組み込まれています。 コンピューターでは、対応する接続​​はUSBCOMポートで表されます。

通信はデジタルポート0と1で行われるため、シリアルデータ機能を使用している場合はデジタルI/Oに使用できません。

Serial.begin（ボーレート）;

説明：

ボーレートを設定します COMポートシリアルデータ転送のビット/秒。 コンピューターと通信するには、300、1200、2400、4800、9600、14400、19200、28800、38400、57600、または115200のいずれかの標準速度を使用します。ポート0で別のマイクロコントローラーと通信する場合は、他の速度を指定することもできます。および1。

オプション：

ボーレート：ビット/秒単位のデータレート。

Serial.begin（9600）; //速度を9600bpsに設定します

serial.available

count = serial.available（）;

説明：

シリアルポートを介して受信したバイトは、マイクロコントローラのバッファに入り、そこからプログラムが読み取ることができます。 この関数は、バッファに蓄積されたバイト数を返します。 シリアルバッファは最大128バイトを格納できます。

戻り値：

int値、シリアルバッファでの読み取りに使用できるバイト数、または使用できるものがない場合は0を返します。

if（Serial.available（）> 0）（//バッファにデータがある場合
//ここでデータを受信して​​処理する必要があります
}

char = Serial.read（）;

説明：

シリアルバッファから次のバイトを読み取ります。

戻り値：

シリアルポートからの着信データの最初の使用可能なバイト、または着信データがない場合は-1。

着信バイト=Serial.read（）; //バイトを読み取ります

説明：

シリアルポートの入力バッファをクリアします。 バッファリングされたデータは失われ、Serial.read（）またはSerial.available（）をさらに呼び出すと、Serial.flush（）を呼び出した後に受信したデータに意味があります。

Serial.flush（）; //バッファをクリアします-「最初から」データの受信を開始します

説明：

シリアルポートへのデータ出力。

オプション：

この関数には、出力データのタイプと形式に応じて、いくつかの呼び出し形式があります。

Serial.print（b、DEC）は、bの10進表現であるASCII文字列を出力します。

int b = 79;

Serial.print（b、HEX）は、数値bの16進表現であるASCII文字列を出力します。

int b = 79;

Serial.print（b、OCT）は、数値bの8進表現であるASCII文字列を出力します。

int b = 79;
シリアルプリント（b、oct）; //文字列「117」をポートに出力します

Serial.print（b、BIN）は、数値bのバイナリ表現であるASCII文字列を出力します。

int b = 79;
Serial.print（b、BIN）; //文字列「1001111」をポートに出力します

Serial.print（b、BYTE）は、bの下位バイトを出力します。

int b = 79;
Serial.print（b、BYTE）; //数値79（1バイト）を出力します。 モニターで
//文字「O」を取得するシリアルポート-その
//コードは79です

Serial.print（str）strが文字列または文字の配列の場合、strをバイトごとにCOMポートに送信します。

文字バイト=（79、80、81）; //値が79,80,81の3バイトの配列
Serial.print（ "ここにバイトがあります："）; //文字列「Hereourbytes：」を出力します
シリアルプリント（バイト）; //コード79,80,81で3文字を出力します-
//これらは「OPQ」の文字です

Serial.print（b）bがbyte型またはchar型の場合、数値b自体をポートに出力します。

シャルブ=79;
シリアルプリント（b）; //文字「O」をポートに発行します

Serial.print（b）bが整数の場合、bの10進表現をポートに出力します。

int b = 79;
シリアルプリント（b）; //文字列「79」をポートに出力します

説明：

Serial.println関数はSerial.print関数に似ており、同じ呼び出しオプションがあります。 唯一の違いは、データの後に2つの追加文字が出力されることです。キャリッジリターン（ASCII 13、または「\ r」）と改行文字（ASCII 10、または「\ n」）です。

例1と例2は、同じものをポートに出力します。

int b = 79;
Serial.print（b、DEC）; //文字列「79」をポートに出力します
Serial.print（ "\ r \ n"）; //文字「\r\n」を表示します-改行
Serial.print（b、HEX）; //文字列「4F」をポートに出力します
Serial.print（ "\ r \ n"）;//文字"\ r\n"を出力します-改行

int b = 79;
Serial.println（b、DEC）; //文字列「79\r\n」をポートに出力します
Serial.println（b、HEX）; //文字列「4F\r\n」をポートに出力します

シリアルポートモニターで取得します。

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