HakDuino

Projekt Arduino se stal postupem let fenoménem na internetu. Je mu věnováno nespočet stránek s mnoha a mnoha konstrukcemi. Je to podle mne jadnak velmi promyšleným návrhem desky, kde jsou vyvedeny téměř všechny vývody mikroprocesoru na konektory, použitým procesorem, který je dostatečně výkoným a zároveň obsahuje téměř 3 porty. V neposlední řadě vyvinutým programovacím prostředím Arduino IDE, které ještě zjednodušuje programování v Cčku. K základní desce s mikroprocesorem, v dnešní době ATmega328P, je možno připojovat velké množství přídavných desek, tzv. Shields. Viděl jsem "komín" o 10ti do sebe nasunutých deskách.

Vzhledem k tomu, že mi nevyhovuje tak malá, oboustranná destička se základním mikroprocesorem, rozhodl jsem se koupit jako základ Arduino UNO od čínských dodavatelů za necelých 10$. Jak praví klasik: No nekupte to!. Tuto desku jsem přidělal na připravenou univerzálku a to z důvodu větší stability.

V budoucnu mám v plánu možná udělat - navrhnout desku jednotrannou s pár drátovými propojkamui. Proč, to vysvětlím dále. Schéma vychází z klasického Arduina Diecimila, doplněné o konektor pro sběrnici I2C, vzhledem k jejímu bohatému vybavení dodávanými obvody a jednoduchému, dvoudrátovému propojení.

Univerzální desku jsem o malinko zvětšil z důvodu předpokládaného základního rozšiřujícího modulu s grafickým zobrazovačem a jednoduchou klávesničkou pro ovládání. Aby se mi toto vešlo na desku, bylo nutno jí zvětšit. Je možno samozřejmě použít i klasickou desku Arduino Diecimila (UNO), ale je to takové divné, když je spodní, základní deska menší než rozšiřující shields.

Obrázek základních destiček: základní, procesorová deska HakDuino, obsahující Arduino UNO, rozšiřující shield GrLCD12064 a univerzální shield

Obrázek sestaveného HakDuino se Shield GrLCD a Klávesnice se 6ti tlačítky:


Pokud chcete vědět, jak postupovat při prvním připojení HakDuina – Arduina UNO – Arduina k počítači, jak instalovat ovladače a jak nahrát první zkušební program do desky Arduino, tento návod Vám poví jak na to. Návod je určen pro vývojové desky typu Arduino Uno, Arduino Duemilanove, Arduino Nano a Arduino Diecimila s operačním systémem Windows. Pokud používáte jinou vývojovou desku Arduina, případně jiný operační systém, řiďte se návody, uveřejněnými na http://www.arduino.cc.

Při prvním připojení vývojové desky Arduino k vašemu počítači potřebujete standartní USB kabel typu A-B.



Obr. 1 Kabel USB A-B

Konektor A (plochý obdelník) zapojte do vašeho počítače a konektor B (ve tvaru čtverce) do vývojové desky Arduina. Pro Arduino Nano potřebujete kabel USB A na Mini-B.


Vývojové desky Arduino Uno, Mega, Duemilanove a Arduino Nano se napájejí přes USB kabel připojený do počítače přímo napětím +5V DC. Případně mohou být napájeny z vnějšího zdroje cca +9V připojením do napájecího konektoru desky Arduino UNO. Pokud používáte staré desky Arduino Diecimila, musíte nejprve zkontrolovat nastavení způsobu napájení této desky. Na těchto vývojových deskách je zkratovací propojka (Jumper), který spojuje dva ze tří pinů pinové lišty a tím se vybírá zdroj napájení desky. Pro napájení z USB portu počítače připojte Jumper na dva piny blíže k USB konektoru.
Pomocí příslušného USB kabelu připojte desku Arduina k vašemu počítači. Po připojení se na vývojové desce rozsvítí zelená LED dioda (u nápisu PWR), která indikuje správné napájení.


1) Připojte vaší vývojovou desku Arduino UNO k počítači a čekejte, než se začnou automaticky instalovat ovladače. Po chvíli práce instalačního programu, se přes jeho veškeré snažení, ukončí automatická instalace neúspěšně. Ukončete tuto automatickou instalaci.
2) Klikněte na menu Start, a otevřete položku Ovládací panely.
3) V Ovládacích panelech klikněte na volbu Systém a zabezpečení. Vyberte volbu Systém. Po následném otevření okna, vyberte položku Správce Zařízení.
4) Ve Správci zařízení otevřete nabídku Porty (COM a LPT). Zde by se měl zobrazit port s názvem „Arduino UNO (COMxx)” s indikací neúspěšné instalace ovladačů. Případně ve Windows 7 se objeví v hlavním stromě hlášení Neznámé zařízení se žlutým vykřičníkem:



Obr. 2 Nerozpoznané zařízení ve Win 7

5) Pravým tlačítkem myší klikněte na tento port – neznámé zařízení a zvolte možnost Aktualizovat software ovladače…
6) Dále zvolte možnost Vyhledat ovladač v počítači. 7) Ve složce, do které jste si rozbalili vývojové prostředí Arduina, najděte složku Drivers a v ní soubor ovladače ArduinoUNO.inf pokud máte Arduino IDE 1.0.3 a starší.
Pokud máte nejnovější verzi Arduino IDE 1.5.2 (od 06 2013) vyberte soubor arduino.inf.
NEvybírejte podsložku FTDI USB Drivers!!!
8) Poté Windows úspěšně dokončí instalaci ovladače pro Arduino UNO.



Obr. 3 Volba adresáře s ovladači



Obr. 4 Instalace správného ovladače



Obr. 5 Instalace úspěšně dokončena



Obr. 6 Arduino UNO připojeno ke COM4


Při prvním připojení vývojové desky k počítači s operačním systémem Windows 7 a Vista, si systém nainstaluje potřebné ovladače sám.

U Windows XP se otevře průvodce přidáním nového hardwaru:

1) Při dotazu „Instalovat software automaticky“ vyberte „Ne“. Následně zvolte volbu Další.
2) Vyberte „Instalovat ze seznamu či daného umístění (pro zkušené uživatele)“. Zvolte volbu Další.
3) Ujistěte se, že máte zatrženo „Vyhledat nejlepší ovladač v těchto umístěních“ a naopak nezatrženo „ Prohledat vyměnitelná média jako disketu či disk CD-ROM“. Vyberte „Při hledání zahrnout toto umístění“ a najděte složku v rozbaleném adresáři Arduino IDE s názvem drivers a v ní podadresář FTDI USB Drivers. Zvolte volbu Další.
4) Průvodce vyhledá ovladač a ohlásí, že našel ovladač pro „USB Serial převodník“. Zvolte volbu Dokončit.
5) Poté se průvodce novým hardwarem otevře znovu. Projděte ním úplně stejně a vyberte tytéž možnosti a stejné místa k hledání. Jediná změna je v nalezení ovladače. Tentokrát průvodce nalezne a nainstaluje ovladač pro „USB Serial port“.

Číslo portu, na kterém je Arduino připojeno, můžete zjistit ve Správci Zařízení. Rozklikněte si položku „Porty (COM a LPT)“ a v ní najdete číslo portu ke kterému je připojeno Arduino.

Po nainstalování ovladačů je potřeba nainstalovat programovací prostředí vytvořené pro Hardware Arduina.

Aktuální verzi vývojového prostředí pro Arduino si můžete zdarma stáhnout ze stránky:



• Pokud používáte operační systém Windows, vyberte si z nabídky verzi pro něj

• Po dokončení stažení rozbalte stažený soubor do Vámi požadovaného adresáře. I když je to jedno, doporučuji zvolit adresář C:\arduino\arduino-1.5.2\. V budoucnu, pokud byste chtěli využít služeb poskytovatelů různých balíčků např. pro Atmel Studio 6, počítají s tímto adresářem. Je možné mít ve zvoleném adresáři C:\arduino\ “nainstalováno“ - rozbaleno více verzí Arduino IDE.

• V adresáři, kam jste rozbalili stažený soubor, najděte soubor Arduino.exe, vytvořte si z něj zástupce, kterého si přetáhněte na plochu.

• Kliknutím na ikonu souboru Arduino.exe se spustí vývojové prostředí Arduino IDE.



Tento program má za úkol rozblikat oranžovou LED s nápisem L, připojenou na pinu D13.
Dvojím poklepáním na zástupce Arduino.exe spusťte vývojové prostředí pro Arduino.
Otevřete příkladový program pro rozblikání diody poklepáním na menu v liště File. Následně najeďte na Examples -> 1.Basics a vyberte Blink.
Na obrazovce uvidíte zdrojový kód tohoto programu:



Před nahráním programu do mikrokontroléru, musíte vybrat typ vaší vývojové desky v menu na liště Tools -> Board. Zde vyberte správnou vývojovou desku Arduina. Starší Arduina Diecimila, Duemilanove a Nano obsahovaly mikroprocesor ATmega 168. Pro novější vývojové desky vyberte mikroprocesor ATmega328.



Poslední co musíte udělat před nahráním programu, je vybrat správný sériový port, ke kterému je Arduino připojeno. Výběr provedete opět v menu na liště Tools, ale nyní zvolte záložku Serial Port. Zde vyberte odpovídající sériový port, ke kterému je Arduino připojeno.

Číslo tohoto portu, zjistíte ve Správci Zařízení. Otevřete položku „Porty (COM a LPT)“ a v ní najdete číslo aktuálního sériového portu, ke kterému je Arduino připojeno.



Před nahráváním zkontrolujte vybraný typ programátoru pro desku Arduino. Zvolte záložku Tools, následně volbu Programmer> a mělo by být vybrána volba AVRISP mkII.



Nyní už jen klikněte na tlačítko „Upload“ ve vývojovém studiu Arduino IDE. Počkejte několik vteřin. Během nahrávání byste měli vidět blikat na vývojové desce diody RX a TX. Pokud nahrání programu proběhlo úspěšně, zobrazí se zpráva „Done uploadnig“ ve výpisu oznámení. (Poznámka: Pokud máte Arduino Mini, NG nebo starší typ, musíte fyzicky zmáčknout Reset tlačítko na desce, než nahrajete program). Po několika vteřinách a po úspěšném nahrání programu byste měli vidět blikat oranžovou LED s nápisem L, připojenou na pinu 13.


Pokud tomu tak je, gratulujeme, úspěšně jste poprvé naprogramovali své Arduino.

Soubory ke stažení:

Pohled na Bottom stranu univerzální desky.
Pohled na Top stranu univerzální desky.
Podklady pro návrh univerzální desky v Eagle.
Podklad pro návrh desky s LED.

[1] http://www.atmel.com.
[2] Internetové stránky
[3] http://www.arduino.cc