پک آموزش رباتیک سورنو
پک ساختمانسازی تورنو
پک آموزش الکترونیک الینو
پک آموزش رباتیک برنا
پک آموزش الکترونیک سورنو
مجموعه آموزش الکترونیک شماره 2
بسته ساخت آسانسور با بدنه
کیت ربات تک کاره مسیریاب
آشنایی با محیط برنامه نویسی آردوینو
محیط برنامه نویسی آردوینو از یک ویرایشگر متنی برای نوشتن دستورات برنامه، یک ناحیه پیام، یک کنسول متنی، یک نوار ابزار با دکمه‌های پیمایشی (بالا، پایین، چپ و راست) و چندین منو تشکیل شده است. ساختار برنامه نویسی آردوینو به گونه‌ای است که کاربران بتوانند برد هوشمند خود را به آن متصل و کدهای پروژه مدنظرشان را آپلود کنند.
فهرست مطالب
آشنایی با محیط برنامه نویسی آردوینو در نرم‌افزار Arduino IDE
Arduino IDE نرم‌افزاری است که از محیطی به نام اسکچ (Sketch) برای نوشتن برنامه‌های آردوینو استفاده می‌کند. اسکچ‌ها یا اصطلاحاً کدها در یک ویرایشگر متنی نوشته و در یک فایل با پسوند .ino ذخیره می‌شوند.
این مسئله قابلیت‌هایی را برای بریدن (cut)، چسباندن (paste)، جایگزین کردن (replace) و جستجو کردن (search) فراهم می‌کند. زمانی که عملیات ذخیره و برون‌بری (Export) انجام می‌شود، ناحیه پیام بازخورد داده و در صورت وجود خطا، آنها را نشان می‌دهد.
کنسول، خروجی متنی را که توسط محیط برنامه نویسی آردوینو ایجاد و شامل کلیه پیام‌های خطا و دیگر اطلاعات مفید می‌شود را نشان می‌دهد.
در گوشه سمت راست پایین پنجره، بورد و پورت در حال استفاده نشان داده می‌شوند. دکمه‌های نوار ابزار به شما این اجازه را خواهند داد تا برنامه را بازبینی و آپلود، اسکچ‌ها را ایجاد، اجرا و ذخیره، و سریال مانیتور را باز کنید.
مهمترین دستورات در محیط برنامه نویسی آردوینو
گزینه Verify
کد شما را برای بررسی خطاهای احتمالی چک می‌کند.
گزینه Upload
کد شما را دریافت و روی برد آردوینو آپلود می‌کند.
نکته: اگر از یک نرم‌افزار برنامه‌نویسی جانبی استفاده می‌کنید، می‌توانید هنگام کلیک کردن روی آیکون Upload، دکمه Shift روی کیبورد را فشار دهید تا پیام Upload using Programmer به معنای استفاده از یک برنامه جانبی ظاهر گردد.
گزینه New
یک اسکچ جدید ایجاد می‌کند.
گزینه Open
فهرستی از همه اسکچ‌های موجود در پایگاه مربوطه یا Sketchbook را نشان می‌دهد. کلیک کردن روی یکی از آنها، پنجره را درون پنجره جاری باز می‌کند.
گزینه Save
اسکچ شما را ذخیره می‌کند.
گزینه Serial Monitor
سریال مانیتور را باز می‌کند.
سایر دستورات محیط برنامه نویسی آردوینو
دستورات دیگری نیز در پنج منوی Help (راهنما)، Tools (ابزارها)، Sketch (اسکچ)، Edit (ویرایش) و File (فایل) محیط برنامه نویسی آردوینو وجود دارند که در ادامه به برخی از آنها اشاره می‌کنیم.
گزینه Copy for Forum
کدها را در قالبی مناسب برای ارسال انجمن کپی و آن را از نظر رنگ‌بندی نیز تکمیل می‌کند.
کدها را به صورت HTML و در قالبی که جهت وارد شدن در صفحه وب مناسب باشد، در کلیپ بورد کپی می‌کند.
گزینه Copy as HTML
کدها را به صورت HTML و در قالبی که جهت وارد شدن در صفحه وب مناسب باشد، در کلیپ بورد کپی می‌کند.
گزینه Verify/Compile
کدها را برای یافتن خطا بررسی می‌کند.
گزینه Show Sketch Folder
پوشه اسکچ کنونی را باز می‌کند.
گزینه Add File
یک فایل منبع را به اسکچ اضافه می‌کند و آن را در یک برگه جدید و در پنجره اسکچ نمایش می‌دهد. در ادامه می‌توان فایل‌ها را با استفاده از منوی Tab از اسکچ حذف کرد.
گزینه Include Library
با افزودن دستورات include به بالای کد، یک کتابخانه به اسکچ اضافه می‌کند. لازم به ذکر است که در نسخه 1.0.5 و جدیدتر Arduino IDE، امکان وارد کردن یک کتابخانه با پسوند ZIP فراهم شده است.
گزینه Auto Format
این گزینه کد شما را به زیبایی قالب‌بندی می‌کند. منظور از قالب‌بندی، ایجاد فرورفتگی در کد است. این یعنی نمادهای ] و [ را به خط کرده و دستورات را کمی بیشتر به داخل می‌برد.
گزینه Archive Sketch
یک کپی از اسکچ کنونی را در قالب فایل ZIP بایگانی می‌کند و آن را در همان مسیری که اسکچ وجود دارد، قرار می‌دهد.
گزینه Board
می‌توانید از این بخش بردی که از آن می‌خواهید استفاده کنید را انتخاب نمایید.
گزینه Port
در این منو همه پورت‌هایی که در سیستم شما اشغال شده‌اند، نمایش داده می‌شوند. توجه کنید که پورت انتخاب شده در این قسمت باید با پورت انتخاب شده در Device Manager رایانه یکسان باشد.
گزینه Programmer
برای انتخاب یک پروگرامر سخت‌افزاری در زمان برنامه‌نویسی و بدون استفاده از اتصال سریال USB استفاده می‌شود. معمولاً این گزینه به درد همه افراد نمی‌خورد و تنها مناسب کسانی است که قصد بارگذاری یک Bootloader روی یک میکروکنترلر جدید را دارند.
گزینه Burn Bootloader
با این گزینه می‌توانید یک Bootloader را روی یک میکروکنترلر و سپس آن را بر روی برد آردوینو بارگذاری کنید. این آپشن برای همه کاربردی نیست ولی اگر یک میکروکنترلر ATMega جدید خریداری کرده‌اید که به صورت عادی بدون Bootloader می‌آید، می‌تواند مفید باشد. توجه کنید که قبل از بارگذاری Bootloader، حتماً برد آردوینو درست را انتخاب کرده‌اید.
گزینه Sketchbook
در محیط برنامه نویسی آردوینو گزینه‌ای به نام Sketchbook وجود دارد که محلی استاندارد برای ذخیره‌سازی برنامه‌ها با اسکچ‌ها می‌باشد. اسکچ‌های موجود در این فهرست را می‌توان از آدرس File> Sketchbook مشاهده کرد. اولین باری که Arduino IDE را اجرا می‌کنید، پوشه خودکاری برای Sketchbook ایجاد می‌شود. شما می‌توانید محل ذخیره‌سازی یا آدرس Sketchbook را از بخش Preferences تغییر دهید.
گزینه برگه‌ها، فایل‌های چندگانه و تلفیق
این گزینه این امکان را به شما می‌دهد تا اسکچ‌های با بیش از یک فایل که هر کدام در برگه مخصوص به خود ظاهر می‌شوند را مدیریت کنید. این فایل‌ها می‌توانند فایل‌های معمولی کد آردوینو (بدون پسوند)، فایل‌های C (با پسوند .C)، فایل‌های C++ (با پسوند .CPP) و یا فایل‌های پیش‌پردازنده (با پسوند .H) باشند.
گزینه آپلود
قبل از اینکه اسکچ خود را آپلود کنید، باید بورد مورد استفاده را از منوی Tools> Board و شماره پورت انتخاب شده توسط ویندوز را از منوی Tools> Port برگزینید.
در سیستم عامل macOS پورت سریال احتمالاً به شکل زیر است:
- برای بردهای آردوینو Uno، آردوینو Mega2560 و آردوینو Leonardo: پورت /dev/tty.usbmodem241/
- برای بردهای آردوینو Duemilanove یا بردهای دارای USB جدیدتر: پورت /dev/tty.usbserial-1B1/
- برای یک برد سریال که با یک آداپتور Keyspan USB-to-Serial متصل است: پورت /dev/tty.USA19QW1b1P1.1/
در سیستم عامل ویندوز پورت COM1 یا COM2 برای یک سریال و COM4، COM5 یا COM7 برای برد USB خواهد بود. برای دانستن شماره پورت، از بخش Windows Device Manager به قسمت Ports بروید.
در سیستم عامل لینوکس نیز مواردی مانند /dev/ttyUSB1/ یا /dev/ttyUSB0/ مخصوص پورت سریال هستند.
زمانی که بورد و پورت صحیح را انتخاب کردید، روی دکمه آپلود در نوار ابزار کلیک کنید یا گزینه Upload را از منوی File برگزینید. بردهای آردوینو جدید به صورت خودکار ریست شده و عملیات آپلود را آغاز می‌کنند. در سمت دیگر، برای بردهای قدیمی‌تر که قابلیت ریست خودکار ندارند، می‌بایست قبل از آپلود کد، دکمه ریست روی بورد فشار داده شود.
در اکثر بوردها و در زمان آپلود کدها، چراغ‌های RX و TX چشمک می‌زنند. زمانی که آپلود کامل شد، در محیط برنامه نویسی آردوینو پیامی نمایش داده می‌شود که یا نشان از موفقیت‌آمیز بودن فرآیند می‌دهد یا خطاها را نشان خواهد داد.
زمانی که یک اسکچ را آپلود می‌کنید، در واقع در حال استفاده کردن از گزینه Bootloader هستید. Bootloader یک برنامه کوچک است که روی میکروکنترلر برد بارگذاری می‌شود. این برنامه به شما امکان می‌دهد تا کد خود را بدون استفاده از هیچ سخت‌افزار اضافی آپلود کنید.
کتابخانه‌ها در محیط برنامه نویسی آردوینو
کتابخانه‌ها عملکرد فوق‌العاده‌ای را برای استفاده از اسکچ‌ها فراهم می‌کنند. برای استفاده از یک کتابخانه در اسکچ، آن را از آدرس Sketch> Import Library انتخاب کنید. این کار یک یا چند دستور include را در بالای اسکچ به وجود می‌آورد و کتابخانه را با کدهای نوشته شده همگام‌سازی می‌کند. به دلیل آپلود همزمان کتابخانه‌ها و اسکچ ها بر روی برد، مقدار فضای اشغال شده افزایش می‌یابد. با این حال، چنان‌چه یک اسکچ به کتابخانه نیاز ندارد، می‌توانید دستور include را از بالای کدها حذف کنید.
سخت‌افزار جانبی (Third-party Hardware)
می‌توان از مسیر Hardware در پوشه Sketch، پشتیبانی از سخت‌افزار جانبی را افزود. پلتفرم‌هایی که در این مسیر نصب می‌شوند، شامل مشخصات بورد، کتابخانه‌های اصلی، Bootloaderها و مشخصات پروگرامر خواهند شد.
جهت نصب، پوشه Hardware را ایجاد و سپس پلتفرم third-party را درون زیر شاخه خودش از حالت فشرده خارج کنید. توجه داشته باشید که از کلمه Arduino به عنوان زیر شاخه استفاده نکرده و پلتفرم Arduino را بازنویسی یا Override نکنید. برای لغو نصب سخت‌افزار، فقط پوشه آن را حذف کنید.
برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد ایجاد بسته‌ها برای سخت‌افزارهای جانبی، صفحه پلتفرم‌ها در سایت Arduino Google Code Developers را مشاهده نمایید.
سریال مانیتور
داده‌های سریالی که از برد آردوینو (USB یا پورت سریال) می‌آید را نشان می‌دهد. برای ارسال داده به برد، متن را وارد کرده و روی دکمه Send کلیک کنید و یا صرفاً دکمه Enter را فشار دهید. مقدار بادریت که برابر با پارامتر ورودی Serial.begin در اسکچ است را از لیست کشویی انتخاب کنید. توجه داشته باشید که در سیستم عامل macOS و لینوکس، وقتی با سریال مانیتور ارتباط برقرار می‌کنید، برد آردوینو ریست شده و اسکچ از اول آغاز می‌شود. ضمناً، امکان برقراری ارتباط از طریق MaxMSP، Flash و Processing با بورد وجود دارد.
تنظیمات در محیط برنامه نویسی آردوینو
در بخش Preferences تنظیماتی وجود دارد که می‌توان آنها را تغییر داد. گزینه تنظیمات در زیر منوی Arduino نرم‌افزار Arduino IDE برای سیستم عامل macOS و یا در منوی File نرم‌افزار Arduino IDE برای سیستم عامل ویندوز و لینوکس وجود دارد.
پشتیبانی از زبان
محیط برنامه نویسی آردوینو از نسخه 1.0.1 به بعد، به بیش از 30 زبان مختلف ترجمه شده است. به صورت پیش‌فرض، این محیط به زبانی که توسط سیستم عامل شما انتخاب شده بارگذاری می‌شود.
نکته: در سیستم عامل ویندوز و احتمالاً لینوکس، این مورد بر اساس زبانی تعیین می‌شود که در تنظیمات Locale (مخصوص کنترل قالب تاریخ و ارز) انتخاب شده است.
اگر می‌خواهید زبان محیط برنامه نویسی آردوینو را به صورت دستی تغییر دهید، پنجره Preferences را باز کنید تا در قسمت Editor Language، لیست زبان‌هایی که هم‌اکنون پشتیبانی می‌شوند را ببینید. زبان مدنظر را انتخاب و سپس نرم‌افزار را مجدداً راه‌اندازی نمایید. چنان‌چه زبان انتخاب شده قابل پشتیبانی نبود، محیط برنامه نویسی آردوینو به طور پیش‌فرض انگلیسی خواهد شد.
