02. Čo je Arduino a ako pracuje – Arduino UNO
Dnes začneme pracovať s vývojovou platformou Arduino. Cieľom je pochopiť, čo Arduino je, z čoho sa skladá a ako vykonáva program.
Na konci hodiny by ste mali vedieť:
- vysvetliť, čo je Arduino a mikrokontrolér,
- nájsť základné časti dosky Arduino UNO,
- rozlíšiť vstup a výstup,
- vysvetliť funkciu
setup()aloop(), - nahrať jednoduchý program do Arduina,
- upraviť program tak, aby LED blikala požadovaným spôsobom.
Čo je Arduino?
Arduino je vývojová platforma založená na mikrokontroléri.
Mikrokontrolér je malý programovateľný elektronický obvod, ktorý dokáže:
- čítať vstupné signály,
- spracovať ich podľa programu,
- ovládať výstupy.
Arduino môžeme použiť napríklad na:
- rozsvietenie LED,
- čítanie tlačidla,
- meranie teploty,
- ovládanie motora,
- spracovanie údajov zo senzorov,
- ovládanie displeja,
- automatizáciu rôznych zariadení.
Arduino nie je klasický počítač. Po zapnutí začne vykonávať program uložený v mikrokontroléri.
Arduino UNO
Na odbornom výcviku budeme pracovať najmä s doskou Arduino UNO.
Na doske nájdeme:
- mikrokontrolér,
- USB konektor,
- napájací konektor,
- digitálne vstupy a výstupy,
- analógové vstupy,
- napájacie piny,
- tlačidlo RESET,
- signalizačné LED.
Pozrite si svoju dosku Arduino UNO a nájdite:
- digitálne piny
0 – 13, - analógové vstupy
A0 – A5, - pin
5V, - pin
3.3V, - piny
GND, - tlačidlo
RESET, - LED označenú
L.
Vstupy a výstupy
Arduino komunikuje s okolím prostredníctvom svojich pinov.
Vstup slúži na získavanie informácií.
Príklady:
- tlačidlo,
- snímač teploty,
- potenciometer,
- svetelný senzor.
Výstup slúži na ovládanie zariadenia.
Príklady:
- LED,
- relé,
- motor,
- bzučiak,
- displej.
Jeden pin môže byť podľa programu použitý ako vstup alebo ako výstup.
Arduino UNO a Arduino MEGA
Arduino existuje vo viacerých verziách.
Arduino UNO je menšia doska vhodná na väčšinu základných úloh.
Arduino MEGA má rovnaký základný princíp, ale obsahuje viac vstupov a výstupov a je vhodná pre rozsiahlejšie zapojenia.
Programovanie oboch dosiek je veľmi podobné.
Arduino IDE
Program vytvoríme na počítači v prostredí Arduino IDE.
Základný postup je:
- pripojiť Arduino pomocou USB,
- spustiť Arduino IDE,
- vybrať správny typ dosky,
- vybrať správny komunikačný port,
- napísať alebo otvoriť program,
- program skontrolovať,
- nahrať program do mikrokontroléra.
Po nahratí už program beží priamo v Arduine.
Základ programu
Každý jednoduchý Arduino program obsahuje dve základné funkcie:
void setup()
{
}
void loop()
{
}
Funkcia:
setup()
sa vykoná jedenkrát po zapnutí alebo resetovaní Arduina.
Používa sa najmä na počiatočné nastavenie.
Funkcia:
loop()
sa po vykonaní setup() opakuje stále dookola.
Práve v nej sa zvyčajne nachádza hlavná činnosť programu.
Prvý program – blikajúca LED
Arduino UNO má priamo na doske zabudovanú LED označenú L.
Pre prvý program preto nepotrebujeme žiadne ďalšie súčiastky.
Nahrajte do Arduina nasledujúci program:
void setup()
{
pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
}
void loop()
{
digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
delay(1000);
}
Po nahratí programu by mala zabudovaná LED pravidelne blikať.
Čo program robí?
Príkaz:
pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
nastaví pin zabudovanej LED ako výstup.
Príkaz:
digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
zapne LED.
Príkaz:
digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
LED vypne.
Príkaz:
delay(1000);
zastaví vykonávanie programu na 1000 milisekúnd, teda na 1 sekundu.
Program preto pracuje nasledovne:
- zapne LED,
- čaká 1 sekundu,
- vypne LED,
- čaká 1 sekundu,
- celý postup sa opakuje.
Úloha 1
Upravte program tak, aby LED:
- svietila 0,5 sekundy,
- bola zhasnutá 0,5 sekundy.
Úloha 2
Upravte program tak, aby LED:
- svietila 2 sekundy,
- bola zhasnutá 0,5 sekundy.
Úloha 3
Vytvorte vlastný rytmus blikania.
Napríklad:
krátko – krátko – dlho – pauza
Použite iba príkazy:
digitalWrite()
a
delay()
Úloha 4 – premýšľanie
Odpovedzte:
- Koľkokrát sa po zapnutí Arduina vykoná
setup()? - Ako dlho sa vykonáva
loop()? - Čo znamená
OUTPUT? - Aký je rozdiel medzi
HIGHaLOW? - Koľko sekúnd predstavuje
delay(2500)? - Čo sa stane po stlačení tlačidla RESET?
Zapamätajte si
Arduino pracuje podľa veľmi jednoduchého princípu:
VSTUP → PROGRAM → VÝSTUP
Program určuje, čo má mikrokontrolér robiť.
Po zapnutí Arduino začne vykonávať program uložený vo svojej pamäti a pokračuje, kým ho nevypneme alebo neresetujeme.


