Spis treści:
Czym jest Arduino?
Arduino to jedna z czołowych płytek rozwojowych, bardzo często wykorzystywana do szerokiego spektrum zadań praktycznie na całym świecie. Została stworzona z myślą o popularyzacji nauk technicznych i ułatwieniu dostępu do odpowiedniego sprzętu dla młodych programistów, elektroników i robotyków. Mimo niewielkich rozmiarów, płytki oferują stosunkowo duże możliwości. Na przykład, często na ich podstawie budowane są całe systemy inteligentnych budynków.
Kluczowym elementem zawartym w Arduino jest programowalny mikroprocesor, natomiast wokół niego znajdują się między innymi interfejsy komunikacyjne (na przykład złącze USB), rezonator kwarcowy, elementy pasywne jak rezystory i kondensatory oraz przede wszystkim szereg wyprowadzeń GPIO (ang. general-puprose input/output).
Korzystając z nich możesz na przykład łatwo podłączyć diody LED oraz analogowy czujnik temperatury – odpowiednie diody mogą się włączać w zależności od otrzymanych danych pobranych termometru, według schematu poleceń pochodzących z mikroprocesora. Aby taki układ mógł pracować trzeba odpowiednio zaprogramować mikroprocesor. Do tego celu warto skorzystać z dedykowanego środowiska programistycznego, czyli Arduino IDE.
Niepodważalną zaletą takiego urządzenia jest prostota użytkowania i praktycznie natychmiastowa możliwość programowania go. Wystarczy podłączyć urządzenie przez USB do komputera z zainstalowanym oprogramowaniem, wybrać podłączony model minikomputera i można już programować urządzenie.
Jaki język programowania Arduino?
Język, który jest dedykowany dla Arduino można w uproszczeniu nazwać pochodną języka C. Praktycznie rzecz biorąc jest to język C z wprowadzonymi niewielkimi zmianami, dzięki którym osobom niepowiązanym z elektroniką powinno być łatwiej rozpocząć naukę. Język Arduino w dużej mierze opiera się na wykorzystywaniu bibliotek dedykowanych dla płytki. To ułatwienie zarówno dla programisty, jak i dla przyszłego edytora kodu, ze względu na czytelność.
Podstawowe podobieństwa do języka C
Nawet jeżeli język C jest Ci już znany, zauważenie podstawowych zasad i podobieństw w języku Arduino może być pomocne. Znak “;”, czyli średnik to informacja dla kompilatora o zakończonej pojedynczej instrukcji. Używanie nawiasów klamrowych “{“ oraz “}” pozwala ograniczać początek i koniec ciała funkcji, instrukcji warunkowych lub pętli. Dzięki narzędziom takim jak komentarze, które nie wpływają bezpośrednio na kod, możesz łatwo uprościć zrozumienie kodu dowolnej osobie czytającej go (również samemu sobie, w przyszłości). Bardzo często wystarczy skomentowanie instrukcji jednym lub dwoma słowami, aby ułatwić zrozumienie kodu. Nic jednak nie szkodzi, by zostawić w kodzie dłuższe notatki. Jednoliniowe komentowanie rozpoczyna się znakiem “//” – do końca linii możesz pisać komentarz, który przez Arduino IDE zostanie oznaczone niższym kontrastem, a przez kompilator pominięte. W razie potrzeby zapisania dłuższej wy powiedzie o dowolnej liczbie linii, możesz skorzystać z klamry początkowej “/*” oraz końcowej “*/” (po dowolnej liczbie linii).
Podstawową różnicą między językiem Arduino, a zwykłym C są po prostu konkretne biblioteki. Te możesz łatwo implementować korzystając na początku programu z polecenia “#include”. Dla większej czytelności programu oraz prostszego i szybszego pisania oprogramowania, możesz korzystać ze stałych elementów instrukcji, które wystarczy wywoływać w odpowiednim momencie. Możesz je definiować samodzielnie w samym programie lub mogą być na przykład częścią danej biblioteki. Chodzi oczywiście o tak zwane “funkcje”. To narzędzie, którego obecność, typ oraz wszelkie szczegóły ustala się na początku programu. Każdy typ funkcji z wyjątkiem “void” zwraca jakąś wartość. Komenda “return” zwraca w dowolnym momencie funkcji określoną po niej wartość. Przykładowy zapis funkcji to:
int funkcja(parametr){
parametr=parametr+2; //instrukcje do wykonania
return parametr; //to co nasza funkcja zwraca
}
Przedstawiona powyżej funkcja została nazwana “funkcja”, jej typ to “int” (czyli zwróci jakąś liczbę całkowitą), a parametrem jest zmienna “parametr”. “Funkcja” ma za zadanie nadać do “parametru” wartość 2 i następnie zwrócić ten nowy parametr. Wywołanie takiej funkcji wygląda na przykład w ten sposób:
funkcja(wartość);
Oznacza to, że do zaimplementowanej wcześniej zmiennej “wartość” zostanie dodana wartość 2. Oczywiście przykładów i zagadnień można byłoby opisać znacznie więcej, ale to bardzo szeroka dziedzina, a tu mieliśmy zamiar przedstawić podstawy obrazujące pracę całości.
Arduino to uproszczony język C
Podsumowując – decydując się na korzystanie z płytek Arduino, warto poznać podstawy języka Arduino korzystając z dowolnego wiarygodnego źródła. Nie jest to trudne zadanie – wszystko opiera się na prostych i logicznych zasadach, za pomocą których można łatwo tworzyć instrukcje rozumiane przez kompilator. Jeżeli Twoim celem jest głębszy rozwój w dziedzinie programowania, możesz od razu zacząć od skorzystania z materiałów dydaktycznych do nauki języka C, a dopiero później poszerzyć tę wiedzę o specjalizację do języka Arduino. Ten został skonstruowany w taki sposób, aby wymagał jak najmniejszego zaangażowania programistycznego ze strony elektronika.
