Giới Thiệu Và Hướng Dẫn Sử Dụng Arduino IDE

Khái niệm về Arduino IDE

Hiểu một cách đơn giản, Arduino IDE là 1 phần mềm giúp chúng ta nạp code đã viết vào board mạch và thực thi ứng dụng. Arduino IDE là chữ viết tắt của Arduino Integrated Development Environment, một công cụ lập trình với các board mạch Arduino. Nó bao gồm các phần chính là Editor (trình soạn thảo văn bản, dùng để viết code), Debugger (công cụ giúp tìm kiếm và sửa lỗi phát sinh khi build chương trình), Compiler hoặc interpreter (công cụ giúp biên dịch code thành ngôn ngữ mà vi điều khiển có thể hiểu được và thực thi code theo yêu cầu người dùng).

Hiện nay, ngoài các board thuộc họ Arduino, thì Arduino IDE còn hỗ trợ lập trình với nhiều dòng vi điều khiển khác như ESP, ARM, PIC, …

Cài đặt Arduino IDE

Chúng ta đã đề cập đến tính năng và lợi ích mang lại ở mục trước, phần này sẽ hướng dẫn các bạn cách cài đặt Arduino IDE. Có 2 cách sử dụng, bao gồm sử dụng online (nếu có kết nối internet ổn định) và cài đặt offline trên máy. Khuyến cáo nên sử dụng cài đặt offline.

1. Sử Dụng Online IDE

Bước 1: Truy cập vào đường dẫn https://www.arduino.cc/en/Main/Software. Chọn try it now.

Hình 1. Giao diện Online IDE

Bước 2: Tạo tài khoản bằng cách nhấn vào Signup nếu lần đầu sử dụng, hoặc đăng nhập bằng cách nhấn vào Login nếu đã tạo tài khoản trước đó. Xem giao diện như hình dưới:

Hình 2. Giao diện đăng kí , đăng nhập.

Bước 3: Cài đặt Arduino plugin

Mục đích của việc cài đặt này là để cho phép trình duyệt Web tải các chương trình của bạn vào board Arduino. Tải phần mềm và cài đặt theo hướng dẫn của phần mềm giống như hình ảnh bên dưới:

Hình 3. Cài đặt Arduino plugin

Bước 4: Lập trình trên Web Editor.
Truy cập vào Arduino Web Editor như ở bước 2, thực hiện đăng nhập. Giao diện được chia làm 3 phần giống như hình bên dưới:

Hình 4. Giao diện Arduino Web Editor

Mô tả các tính năng ở mục số 1:

•  Your Sketchbook: Giúp chúng ta có thể thấy các sketch (các chương trình trong Arduino được gọi là Sketch)

•  Examples: Đây là những sketch tham khảo nhằm giúp người dùng xem các chức năng cơ bản của các thư viện Arduino, các thư viện này mặc định ở chế độ read-only (chỉ đọc và không cho phép chỉnh sửa).

•  Libraries: Cho phép chúng ta "include" những thư viện vào trong sketch để thực hiện các chức năng theo nhu cầu sử dụng.

•  Serial monitor: Cho phép truyền nhận dữ liệu của board thông qua USB cable.

•  Help: Cung cấp các hướng dẫn để bắt đầu lập trình Arduino Web Editor.

•  Preferences: Những cài đặt về các thuộc tính của trình soạn thảo code đang sử dụng, như cỡ chữ, màu nền,…

Mô tả các tính năng ở mục số 2:

Trong mục này hiển thị các folder, sketch, nó cũng bao gồm các tùy chọn như tạo 1 folder mới, tạo sketch mới, import 1 sketch khác từ máy tính lên Arduino Web Editor.

Mô tả các tính năng ở mục số 3:

Phần này bao gồm trình soạn thảo code và các optipon để có thể nạp code vào board, bao gồm:

•  Nút Verify: Giúp biên dịch các file của chương trình, sẽ có thông báo lỗi nếu phát sinh lỗi trong code.

•  Nút Upload: Upload code code vào board Arduino, quá trình này bao gồm cả biên dịch các file trong sketch.

•  Hộp thoại Select board and port: Cần chọn board và port để nạp code.

•  Nút ...: Có các tùy chọn liên quan đến sketch như lưu, xóa, đổi tên, …

•  Nút Share: Cho phép chúng ta chia sẻ sketch tới người khác.

Việc tạo 1 dự án trên Arduino Web Editor là khá đơn giản, chỉ cần tạo 1 sketch mới, viết code trên vùng soạn thảo, chọn đúng board, port và nạp chương trình. Chi tiết các bước thực hiện có thể xem tại getting-started-with-arduino-web-editor

2. Sử Dụng Offline IDE

Cài đặt

Bước 1: Download Arduino IDE.

Truy cập đến trang chủ www.arduino.cc, tùy hệ điều hành đang làm việc mà chọn gói cài đặt thích hợp. Chúng ta có nhiều sự lựa chọn để cài đặt, như "STABLE version", "BETA BUILDS" hay "HOURLY BUILDS". Stable là phiên bản ổn định, đã được Arduino kiểm chứng và được đưa vào sử dụng. Các phiên bản như "BETA BUILDS" hay "HOURLY BUILDS" được các nhà phát triển xây dựng và có nhiều tính năng mới, tuy nhiên có thể phát sinh 1 số lỗi. Vì chúng ta mới bắt đầu nên khuyên dùng phiên bản STABLE.

Bước 2: Cài đặt Arduino IDE vào máy tính.

Cài Đặt IDE Với hệ điều hành Windowns

Chúng ta có thể download phiên bản Windowns Installer (.exe) hoặc Windowns Zip package. Installer giúp cài đặt trực tiếp mọi thứ ta cần bao gồm cả driver (khuyên dùng), với Zip package thì cần giải nén tập tin và cài đặt bằng tay. Tuy nhiên Zip package hữu ích khi muốn cài đặt với phiên bản Portable.

Sau khi download hoàn thành, tiến hành cài đặt chương trình. Cho phép quá trình cài đặt driver lên máy tính nếu có thông báo từ hệ điều hành. Check vào các hộp thoại để cài đặt các thành phần đi kèm như hình bên dưới:

Hình 5. Cài đặt Arduino IDE

Tiếp theo, chọn thư mục cài đặt (nên để theo mặc định) và chờ quá trình cài đặt hoàn tất.

Hình 6. Chọn thư mục để cài đặt Arduino IDE

Hình 7. Quá trình giải nén và cài đặt Arduino lên máy tính

Hướng Dẫn Cài Đặt IDE Với hệ điều hành Linux

Lựa chọn phiên bản của hệ điều hành để chọn gói cài đặt thích hợp (Linux 32 bits, Linux 64 bits hoặc Linux ARM). Chọn Save File để download phần mềm về máy như hình dưới:

Hình 8. Download phần mềm Arduino 

Hình 9. Giải nén file Arduino vừa download về

Click chuột phải vào thư mục vừa giải nén và chọn Open in Terminal (phím tắt Ctrl + Alt + T). Chạy lệnh ./install.sh như hình bên dưới và chờ quá trình cài đặt hoàn tất. Sau khi cài đặt hoàn tất, sẽ có icon Arduino trên màn hình Desktop.

Hình 10. Chạy Arduino IDE

Chú ý: Khắc phục lỗi sử dụng port khi upload sketch trên Linux.

Khi gặp 1 lỗi Error opening serial port ... , xử lí bằng cách thiết lập quyền sử dụng serial port.

Bước 1: Mở Terminal và gõ lệnh:

ls -l /dev/ttyUSB*

Chúng ta sẽ thấy một số nội dung giống như:

crw-rw---- 1 root dialout 188, 0 5 apr 23.01 ttyUSB0

Bước 2: Thiết lập quyền sử dụng serial port bằng cách thêm username vào group owner của file (dialout), sử dụng lệnh:

sudo usermod -a -G dialout <username>

username là tên username khi sử dụng Linux. Thực hiện đăng xuất (log out) sau đó đăng nhập (log in) lại username để thay đổi có hiệu lực.

Hình 11. Hình ảnh xử lí lỗi opening serial port

Cài Đặt IDE Với hệ điều hành MacOSX

Download phần mềm về máy và giải nén nó. Nếu sử dụng trình duyệt Safari thì sau khi download nó sẽ tự động giải nén.

Hình 12. Hình ảnh phần mềm Arduino sau khi download 

Copy Arduino vào thư mục Appications hay bất kì thư mục nào khác trên máy tính để hoàn tất quá trình cài đặt.

Hình 13. Hình ảnh Arduino trong mục Appications

Sử dụng Arduino với board IoT Maker UnoX

Click vào icon Arduino để khởi động Arduino IDE, sau khi khởi động, phần mềm sẽ có giao diện như bên dưới:

Hình 14. Hình ảnh giao diện Arduino IDE

•  Mục 1: Là thanh menu bar, bao gồm các tùy chọn thiết lập cho phần mềm Arduino và cho sketch đang thực hiện.

•  Mục 2: Là thanh symbol bar, gồm các nút nhấn Verify để biên dịch sketch, upload để nạp sketch vào board, New để tạo sketch mới, Open để mở sketch, Save lưu sketch và Serial Monitor để mở serial port.

•  Mục 3: Vùng để soạn thảo code cho sketch.

•  Mục 4: Vùng hiển thị thông tin khi biên dịch, hiển thị quá trình nạp sketch và các thông báo lỗi khi biên dịch sketch (nếu có).

Sử dụng cable micro USB kết nối với máy tính và board IoT Maker UnoX như hình bên dưới:

Hình 15. Hình ảnh kết nối board IoT Maker UnoX với máy tính.

Trên thanh menu bar chọn Tools, ở mục Boards chọn Arduino/Genuino Uno, mục Port chọn cổng micro USB đã kết nối vào máy tính, tùy thuộc vào hệ điều hành mà các port này có tên gọi khác nhau, trên Linux thường là /dev/ttyUSB0, /dev/ttyUSB0,..., với Windows thường là COM1, COM2,..., với Mac OS thường là /dev/tty.wchusbserial1420,...

Hình 16. Hình ảnh cấu hình cho board

UnoX trên Arduino Sau đó, chúng ta đã có thể viết source code và sử dụng Arduino với board IoT Maker UnoX.