Introduzione ad Arduino

Struttura di un programma per Arduino

In Arduino la struttura base di un programma è impostata in questo modo:

//inclusione librerie
#include<Wire.h>//libreria di esempio


// Funzione che verrà chiamata automaticamente all'avvio del programma
void setup(){

}

// Funzione che verrà chiamata ripetutamente una volta terminato il setup
void loop(){

}

Scrittura e lettura di pin digitali

Su tutte le schede Arduino ci sono molti pin digitali, e per prima cosa dobbiamo imparare a riconoscerli. I pin digitali possono essere identificati da un numero, oppure per rendere la sintassi più chiara con una D davanti. Ad esempio D10 è il pin digitale 10. Nella maggior parte dei casi le porte sono numerate correttamente sulla scheda, ma in alcuni casi non è così. Pertanto quando si inizia ad utilizzare una nuova scheda bisogna accertarsi di come vengono identificati i pin. Inoltre è possibile utilizzare anche i pin di entrata analogica (ad esempio A0) come un pin digitale (dopo una corretta configurazione con pinMode).

Funzione pinMode

Una volta identificati i pin è necessario configurarli correttamente con: pinMode(pin, modalità);.

Il parametro "modalità" accetta i seguenti parametri:

• OUTPUT: Semplice modalità di output(3.3V, massimo 15 mA)
• INPUT: Semplice modalità di input (di solito i pin in modalità lettura hanno una resistenza nell'ordine dei 100MOhm)
• INPUT_PULLUP: 10kOhm. Se è scollegato segna HIGH

Nel caso di pullup o pulldown particolari sarà necessario realizzarli con un circuito esterno.

Funzione digitalWrite

Se è stata impostata la modalità OUTPUT si può scrivere con la funzione digitalWrite(pin, valore). Il valore può essere solo HIGH (3.3V) o LOW (0.0V).

Funzione digitalRead

Se è stata impostata la modalità INPUT oppure INPUT_PULLUP si può leggere il valore del pin con la funzione digitalRead(pin). In caso il voltaggio sia vicino a 3.3V ritorna HIGH, altrimenti LOW. Se il pin è scollegato, oppure non è possibile campionare correttamente il valore, la funzione restituirà valori randomici. Per evitare questo comportamento esiste INPUT_PULLUP, che grazie al pullup interno imposta sempre un valore definito correttamente.

Un esempio

void setup(){
	// imposto il pin 13 (ovvero il led sulla scheda) in modalità output
	pinMode(D13, OUTPUT);

	// imposto il pin 13 a high, accendendo il led.
	digitalWrite(D13, HIGH);
}

void loop(){

}

Delay

Spesso un programma deve interfacciarsi con persone e/o sensori che non riescono a funzionare a velocità paragonabili al clock del controllore. Ed ecco che arrivano in nostro soccorso le funzioni delay e delayMicroseconds della libreria standard di Arduino. Entrambe prendono come parametro la quantità di tempo da attendere, la prima in millisecondi, e la seconda in microsecondi.

void setup(){
	pinMode(D13, OUTPUT);
}

void loop() {
  digitalWrite(D13, HIGH);   // accende il led
  delay(500);                // aspetta mezzo secondo
  digitalWrite(D13, LOW);    // spegne il led
  delay(500);                // aspetta mezzo secondo
}

In generale questo tipo di funzioni sono precise e non causano problemi "strani" su piccoli delay, però se si vuole eseguire del codice con un periodo preciso non sono l'ideale, in quanto l'esecuzione del codice non è istantanea e quindi andrebbe ad aggiungere man mano del ritardo. Quando possibile il programma andrebbe quindi migrato usando le funzioni millis() e micros().

Seriale

Per far parlare il nostro programma con un computer collegato è necessario scrivere sulla seriale. Tutti i controllori hanno della componentistica dedicata, ed è necessario solo imparare la sintassi base per saperli usare.

Funzione Serial.begin

Serial.begin(baud) serve per inizializzare la connessione: prima di poter usare la seriale dobbiamo decidere un baudrate con cui inviare i dati. Entrambi i terminali (computer e scheda) devono usare lo stesso baud, e baud più alti significa comunicazioni più veloci. Se a qualcuno interessano maggiori dettagli li può trovare qui. Il baudrate deve essere un baudrate standard, ecco una lista di quelli più comuni:

• 300
• 600
• 1200
• 2400
• 4800
• 9600
• 14400
• 19200
• 28800
• 31250
• 38400
• 57600
• 115200

Funzione Serial.print e println

Serial.print(parametro) scrive il parametro in seriale. Serial.println(parametro) dopo aver scritto un valore va a capo.

Esempio di uso della seriale

void setup() {
	// apre la comunicazione seriale con baudrate di 9600
	Serial.begin(9600);

	// scrive "Setup!" e poi va a capo
	Serial.println("Setup!");
}

void loop() {
	// millis() restituisce il numero di millisecondi dall'inizio del programma
	int millisecondi = millis();

	// scrive "...ms" ad ogni iterazione di loop(), dove ... è il valore ottenuto qui sopra
	Serial.print(millisecondi);
	Serial.println("ms");

	// aspetta un secondo prima di ripetere
	delay(1000);
}