ค้นหาบทความที่นี่

บทความทั้งหมด

Basic Arduino Intensive Course : Chapter 0

7 ปีที่ผ่านมา

โดย เจ้าของร้าน

บทที่ 0 แนะนำเนื้อหา โปรแกรม Arduino IDE และบอร์ด Arduino UNO
[วิดีโอประจำบท]
คอร์สนี้เรียบเรียงขึ้นมามีจุดมุ่งหมายให้ผู้ที่ยังไม่มีความรู้เกี่ยวกับ Arduino ได้เรียนรู้ผ่านการทดลองทำ เพื่อให้เกิดความเข้าใจเกี่ยวกับการทำงานและการใช้ประโยชน์ของบอร์ด Arduino ได้อย่างรวบรัดที่สุด จุดมุ่งหวังของคอร์สนี้คือ เมื่อจบคอร์สแล้วผู้เรียนมีความเข้าใจในการใช้งานเบื้องต้น สามารถประยุกต์ใช้งาน Arduino แบบง่ายๆได้ จึงเป็นการทดลองทำและแทรกเนื้อหาลงไป เพื่อให้เกิดความสนุกในการเรียนรู้ มิได้ลงลึกถึงทฤษฎีและหลักทางวิชาการแต่อย่างใด อย่างไรก็ตามหลังจากจบคอร์สนี้แล้ว ทางผู้เขียนแนะนำให้เรียนคอร์ส Basic Arduino ซึ่งเป็นคอร์สที่แนะนำเรื่องต่างๆของ Arduino อย่างละเอียด เพื่อให้มีความรู้นำไปใช้งานบอร์ดตระกูล Arduino อย่างเต็มความสามารถต่อไปนะครับ
โปรแกรม Arduino IDE Arduino IDE เป็นโปรแกรมที่พัฒนาขึ้นสำหรับอุปกรณ์ Arduino เขียนด้วยภาษาซี ซึ่งมีการปรับปรุงให้มีความแตกต่างจากโปรแกรมที่ใช้ในการเขียนภาษาซีทั่วไปเล็กน้อย โดยจะมีโครงสร้างในการเขียนที่ง่ายกว่าภาษาซีทั่วไปเพื่อให้ผู้ใช้สามารถใช้งานได้ง่ายขึ้น นอกจากนี้แล้วตัวโปรแกรมยังมีความสามารถในการแปลงจากภาษาซีเป็นภาษาแอสเซมบลี (Complier) แปลงภาษาแอสเซมบลีเป็นภาษาเครื่อง (Assembler) และทำการโปรแกรมภาษาเครื่องลงไปในตัวไมโครคอนโทรเลอร์ (Burn) ทำให้ผู้ใช้มีเพียงแค่โปรแกรมเดียวก็สามารถเขียนโปรแกรมเพื่อใช้งานบอร์ด Arduino ได้ทันที	โปรแกรม Arduino IDE
การใช้งาน Arduino IDE เบื้องต้น
	ส่วนประกอบหลักๆของโปรแกรมผู้เขียนขอแบ่งออกเป็น 3 ส่วน 1. ส่วน Menu Bar และ Tool Bar เป็นส่วนที่ใช้สั่งการและตั้งค่าต่างๆของโปรแกรม โดยเมนูที่ใช้บ่อยคือ Tools ซึ่งใช้ในการเลือกรุ่นของบอร์ด Arduino และช่อง COM Port ที่ตัวบอร์ดเชื่อมต่ออยู่กับคอมพิวเตอร์ ในส่วนของ Tool Bar นั้นก็มีปุ่มเครื่องมือหลักๆที่ต้องใช้บ่อย เพื่อความสะดวก ผู้ใช้ไม่ต้องเปิดหาจาก Menu Bar ซึ่งมีดังนี้
Verify (ปุ่มเครื่องหมายถูก) เมื่อกดปุ่มนี้จะเป็นการตรวจสอบความถูกต้องของโค้ด Upload (ปุ่มลูกศรชี้ขวา) เมื่อคลิกแล้วโปรแกรมจะทำการ Verify โค้ด เมื่อโค้ดมีความถูกต้องทั้งหมดก็จะทำการแปลงเป็นภาษาเครื่องและทำการเขียน (Burn) ลงไปในตัวบอร์ด ส่วนในกรณีที่ตรวจพบความไม่ถูกต้อง โปรแกรมจะหยุดการทำงานและมีสถานะข้อผิดพลาดขึ้นมาบอกผู้ใช้งาน New (ปุ่มรูปกระดาษ) เมื่อกดจะเป็นการสร้างไฟล์ใหม่ โดยตัวโปรแกรมจะเปิดหน้าต่างใหม่ขึ้นมา Open (ปุ่มลูกศรชี้ขึ้น) เมื่อกดเป็นการเปิดไฟล์เดิมที่เราเคยบันทึกไว้ขึ้นมา Save (ปุ่มลูกศรชี้ลง) เมื่อกดจะเป็นการบันทึกไฟล์ที่ทำงานอยู่ปัจจุบัน Serial Monitor (ปุ่มรูปแว่นขยายทางขวาสุด) เมื่อกดจะเป็นการเปิดหน้าต่าง Serial Monitor ของโปรแกรมขึ้นมา 2. ส่วนที่ใช้ในการเขียนโค้ด เป็นส่วนที่ใช้ในการเขียนโค้ดภาษาซีที่ต้องการลงไป โดยสามารถแยกโปรแกรมออกเป็นแท็ปต่างๆ เปลี่ยนชื่อแท็ป เพิ่มลบแท็ปได้โดยการคลิกปุ่มสามเหลี่ยมชี้ลงซึ่งอยู่ทางด้านขาวสุด 3. ส่วน Status Bar เป็นส่วนแสดงสถานะการทำงานต่างๆของโปรแกรม รวมถึงการแจ้งรายละเอียดข้อผิดพลาดต่างๆของโปรแกรมที่เกิดขึ้น
การอัพโหลดโปรแกรมลงบนบอร์ด เมื่อเราเขียนโปรแกรมเสร็จแล้ว เราต้องทำการอัพโหลด (Burn) โปรแกรมลงไปในตัวบอร์ด Arduino เพื่อนำไปใช้งาน โดยในโปรแกรม Arduino IDE นั้น ใช้สามารถทำได้ง่ายๆเพียงการคลิกเม้าส์ไม่กี่ครั้งเท่านั้น
	1. คลิกที่ Tools > Board > เลือกรุ่นของบอร์ดที่เรากำลังเชื่อมต่ออยู่ ในคอร์สนี้เราใช้บอร์ด Arduino UNO จึงคลิกเลือก Arduino/Genuino Uno
	2. คลิก Tools > Port จากนั้นให้เลือกพอร์ตที่บอร์ดเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์อยู่ ในตัวอย่างนี้คือ COM3 (คอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องอาจเชื่อมต่อพอร์ตที่ต่างกันออกไป)
	3. คลิกปุ่ม Upload (ลูกศรชี้ขวา) หรือคลิก Sketch > Upload หรือกดคีย์ลัด Ctrl + U
	4. โปรแกรมจะทำการ Verify และอัพโหลดโปรแกรมลงไปในบอร์ด โดยจะมีสถานะขึ้นมาที่แถบสถานะ พร้อมมีหลอดสีเขียวแสดงความคืบหน้าของการทำงาน
	เมื่อโปรแกรมทำงานเสร็จ หลอดเขียวจะหายไป สถานะจะขึ้นเป็น Done uploading และมีข้อความสรุปการทำงานขึ้นในช่องสถานะ เพียงเท่านี้ก็เสร็จการเขียนโปรแกรมลงบอร์ด และที่ตัวบอร์ดจะเริ่มทำงานตามที่เราได้เขียนโปรแกรมไว้ให้ทำงานทันที
บอร์ด Arduino UNO Arduino UNO จัดเป็นบอร์ดพื้นฐานของผู้ใช้ Arduino เลยก็ว่าได้ เนื่องจากความง่ายในการใช้งาน เพียงแค่เสียบสาย USB เข้ากับคอมพิวเตอร์ก็สามารถใช้งานได้ทันที ทั้งยังมีคุณสมบัติพื้นฐานต่างๆอย่างครบถ้วน เป็นมิตรกับผู้ใช้งานอย่างแท้จริง
[Arduino UNO]
Arduino UNO Rev.3 Arduino UNO Rev.3 เป็น Arduino UNO เวอร์ชั่นล่าสุดใช้งานอยู่ในปัจจุบัน เป็นบอร์ดรุ่นที่ 3 ของ Arduino UNO ซึ่งแต่ละ Rev. ก็มีการปรับปรุงคุณสมบัติ ความสามารถต่างๆให้มีมากขึ้น เพื่ออำนวยความสะดวกแก่ผู้ใช้ และใช้งานได้ดีมากขึ้น
[Arduino UNO Rev.3]
การใช้งานของ Arduino UNO นั้นผู้ใช้สามารถเสียบตำแหน่งขาต่างๆออกมาใช้งานได้ทันที ซึ่งกลุ่มของขาต่างๆแบ่งออกได้เป็น 3 กลุ่มใหญ่ๆ คือ กลุ่มแรก POWER (แถบซ้ายบนตามภาพ) เป็นขาที่เกี่ยวกับพลังงานต่างๆ ทั้งขาต่อไฟเข้า ขาจ่ายไฟ 5V ขาจ่ายไฟ 3.3V ขากราวด์ และยังมีขารีเซ็ต ขา IREF ที่ไว้ใช้อ้างอิงกระแสไฟฟ้า กลุ่มที่สอง ANALOG IN (แถบซ้ายล่างตามภาพ) เป็นขาสำหรับรับสัญญาณอนาลอก จะมีวงจรแปลงสัญญาณอนาลอกเป็นดิจิตอล (ADC) มีด้วยกัน 6 ขา คือ A0 – A5 กลุ่มที่สาม DIGITAL (แถบด้านขวาทั้งหมดตามรูป) เป็นขาสำหรับสัญญาณดิจิตอล ซึ่งเราสามารถตั้งให้เป็นขารับสัญญาณเข้า (INPUT) หรือส่งสัญญาณออก (OUTPUT) ก็ได้ มีด้วยกัน 14 ขา คือ 0 - 13 นอกจากสามกลุ่มหลักๆที่กล่าวมานั้น ขาบางขายังมีหน้าที่เฉพาะอย่างเพิ่มเติมขึ้นมา เช่น ขา A4 และ A5 เป็นขา SDA และ SCL ของการสื่อสารแบบ I²C, ขา 13 เป็นขาที่มีหลอด LED ต่อพ่วงอยู่ เป็นต้น ซึ่งจะได้เรียนรู้ในพื้นฐานระดับสูงต่อไป

คุยกัน 1 : Arduino มันอ่านยังไง? อันนี้ทางผู้เขียนไม่ได้ซีเรียสอะไรมากนะครับ ใครจะอ่านแบบไหนก็ตามสบาย เพราะมันไม่ใช่ภาษาของเรา มันเป็นภาษาอิตาลีครับ โดยผู้เขียนจะอ้างอิงจากพี่กูเกิลของเราที่พูดให้หูของผู้เขียนได้ยินนะครับ คำว่า Arduino อ่านว่า อา-ดู-อิ-โน่ อ่านเร็วๆได้ว่า อา-ดุย-โน่ ส่วน UNO นั้น พี่กู๋ของเราอ่านให้ฟังว่า อู-โน่ แปลว่าหนึ่ง (1 : one) ครับ
คุยกัน 2 : Arduino vs Genuino แบบสั้นๆคือ มันคืออันเดียวกันที่ชื่อต่างกันครับ จบ แบบยาวๆคือเมื่อครั้งก่อนนู๊นมันก็มีแต่ Arduino อย่างเดียวแหละครับ พอมาช่วงนึงด้วยเหตุผลบางประการ ผู้ร่วมก่อตั้ง Arduino เกิดการแยกออกเป็นสองก๊ก ก๊กเดิมอยู่ที่เดิมที่อยู่มาเนิ่นนานคือ Arduino.cc อีกก๊กแยกตัวออกมาตั้งก๊กใหม่เป็น Arduino.org ทำให้เกิดเป็นสองตระกูล โดยก๊กเดิมนั้นตั้งอยู่ในอเมริกา เน้นวิจัยพัฒนาบอร์ดใหม่ๆ และผลิตขายในอเมริกาในชื่อ Arduino ส่วนก๊กใหม่มาตั้งที่อิตาลี Arduino.org นั้นเน้นที่การผลิตขายไปทั่วโลก(ยกเว้นอเมริกา)ในชื่อ Genuino ตรงนี้ก็อยากบอกว่าไม่ต้องไปสนใจครับ รู้ไว้เฉยๆเผื่อว่าไปเจอชื่อ Genuino (ใน Arduino IDE ก็มีชื่อนี้) และในปัจจุบันนี้ทั้งสองก๊กเขากลับมารวมเป็นก๊กเดียวกันเรียบร้อยแล้วครับ
คุยกัน 3 : Arduino แท้ vs ไม่แท้ ... Official vs Compatiable ในความเห็นของผู้เขียนนั้น บอร์ด Arduino ไม่มีของปลอมครับ เนื่องจาก Arduino เป็นโครงการแบบ Open Hardware หมายความว่าใครจะทำขึ้นมาก็ได้ แถมข้อมูลเกี่ยวกับการออกแบบ วงจรต่างๆ รวมถึงแบบของการสั่งทำแผ่นวงจร ทาง Arduino เองก็เปิดเผยออกมาทั้งหมด จึงทำให้นอกจาก Arduino จะ(จ้างบริษัท Adafruit)ผลิตออกมาขายเองแล้ว ทางบริษัทต่างๆก็ทำบอร์ดของตัวเองออกมาขายด้วยเช่นกัน ไม่ว่าจะเป็น Sparkfun หรือแม้แต่ Adafruit ที่ทำการผลิตส่งให้กับ Arduino ก็ยังทำการผลิตออกมาเป็นของตัวเองเพื่อขายเองอีกด้วย โดยเฉพาะผู้ผลิตจากจีนแล้ว มีมากมายหลายเจ้ามาก และด้วยความที่จีนเป็นแหล่งผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และมีต้นทุนการทำงานที่ต่ำ ทำให้บอร์ด Arduino จากจีน มีราคาถูกกว่าบอร์ดจาก Arduino หรือบอร์ดจากผู้ผลิตฝั่งยุโรปมาก ขณะที่ทางด้านอุปกรณ์เป็นการเปิดเสรี แต่เครื่องหมายการค้า “Arduino” ถือเป็นลิขสิทธิ์ โรงงานใดๆก็ไม่สามารถนำไปใช้ได้ แต่ทาง Arduino เองก็มีขั้นตอนเกี่ยวกับตรงนี้ขึ้นมา โรงงานใดต้องการผลิตออกมาขาย และต้องการพิมพ์คำว่า “Arduino” บนสินค้า รวมถึงใช้ชื่อว่า “Arduino” จะต้องขออนุญาต และจะต้องผลิตและใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ตามมาตรฐานที่ Arduino กำหนด จึงจะมีสิทธิ์ใช้คำว่า “Arduino” ส่วนของใครที่ผลิตไม่ได้มาตรฐาน หรือปรับเปลี่ยนอุปกรณ์บางตัวทำให้ตกมาตรฐานของ Arduino หรือทำตามทุกอย่างแต่ไม่ได้ขออนุญาตใช้เครื่องหมายก็ตาม ทำให้ไม่มีสิทธิ์ใช้คำว่า Arduino จึงมีการเลี่ยงไปใช้ชื่ออื่น เช่น DEduino ที่มีการปรับเปลี่ยนรูปแบบของตัวบอร์ด หรือ REDBOARD ของบริษัท Sparkfun ที่ผลิตเหมือน Arduino UNO ทุกอย่าง แต่มีการเปลี่ยนการเชื่อมต่อเป็นแบบ mini-USB ที่ไม่ใช่มาตรฐานของทาง Arduino เป็นต้น จากตรงนี้เอง ในความเห็นของผู้เขียนนั้น คำว่า บอร์ด Official นั้นไม่ได้จำกัดแค่เพียงบอร์ดที่ Arduino ขายเอง แต่รวมถึงบอร์ดที่ผู้ผลิตต่างๆทั่วโลกผลิตขายออกมาในชื่อ Arduino เนื่องจากทั้งหมดนั้นมีการผลิตภายใต้มาตรฐานเดียวกันนั่นเอง ส่วนคำว่าบอร์ด Compatible นั้นผู้เขียนมองว่าคือบอร์ดที่ทำตาม Arduino อื่นๆ ที่สามารถใช้งานแทน Arduino ได้ แต่ไม่ได้ใช้ชื่อ Arduino เท่านั้น
[ดาวน์โหลด] [กลับหน้าหลักของคอร์ส]