เครื่องมือในการพัฒนา อินเทอร์เน็ตสรรพสิ่ง สาระการเรียนรู้ 1. การดาวน์โหลดและติดต้งัโปรแกรม Arduino IDE 2. ส่วนประกอบของโปรแกรม Arduino IDE 3. การดาวน์โหลดและติดต้งัไดรเวอร์ 4. การเลือกอุปกรณ์ 5. การทดสอบอุปกรณ์โดยใชค้าํสั่งสาํเร็จรูป 6. การใช้งาน Serial Monitor 7. การติดต้งัไลบรารี จุดประสงค์การเรียนรู้ 1. อธิบายการดาวน์โหลดและติดต้งัโปรแกรม Arduino IDE ได้ 2. อธิบายส่วนประกอบของโปรแกรม Arduino IDE ได้ 3. อธิบายการดาวน์โหลดและติดต้งัไดรเวอร์ได้ 4. อธิบายการเลือกอุปกรณ์ได้ 5. อธิบายการทดสอบอุปกรณ์โดยใชค้าํสั่งสาํเร็จรูปได้ 6. อธิบายการใช้งาน Serial Monitor ได้ 7. อธิบายการติดต้งัไลบรารีได้ สมรรถนะประจําหน่วย 1. ผูเ้รียนสามารถดาวน์โหลดและติดต้งัโปรแกรม Arduino IDE ไลบรารีต่าง ๆ รวมถึงไดรเวอร์ได้ 2. ผูเ้รียนสามารถเลือกใชอุ้ปกรณ์และทดสอบอปุกรณ์โดยใชค้าํสั่งสาํเร็จรูปได้ 3. ผู้เรียนสามารถใช้งาน หรือดูผลลัพธ์ผ่าน Serial Monitor ได้
1. การดาวน์โหลดและติดตั้งโปรแกรม Arduino IDE 1.1 เข้าสู่เว็บไซค์ htps:/www.ad.ira.cc และเสีาเมนู SOFIWARE ตามภาพที่3.1 ภาพที่ 3.1 หน้าแรกของเว็บไซต์ https://www.arduino.cc 1.2 เลื่อนลงมาในหัวชัอ Downoads จะปรากฎรายะเอียคเวร์ชันสุดชองโปรแกรม Arduino DE ทางด้าน ขวามือให้ผูพ้ฒันาเลือกระบบปฏิบตัิาวคอมพิวเตอร์ที่ตอ้งการนาํไปติตต้งัซ่ึงในที่น้ีจะเลือกเป็น Windows app เนื่องจากระบบปฏิบัติาารที่ใช้ในปัจจุบันเป็ น Windows 10 ตังภาพที่ 32 และเลือก JUST DOWNLOAD ดังภาพ ที่ 3.3 ภาพที่ 3.2 เมนูดาวน์โหลดโปรแกรม Arduino IDE
ภาพที่ 3.3การดาวน์โหลด 1.3 จะปรากฎหน้าต่างร้านค้า Microsoft Storeดังภาพที่ 3.4คลิกรับ หลงัจากน้ันระบบจะตาวน์โหลด และติดต้งัดงัภาพที่3.5 ระหว่างน้ีหากมีการแจง้เตือนให้อนุญาตการติดต้งั ให้คลิกยอมรับ ระบบจะดาํเนินการ ต่อจนเสร็จสมบูรณ์ ภาพที่ 3.4 การดาวน์โหลด 2 ภาพที่ 3.5 ระบบดาวน์โหลดและติดต้งัโปรแกรม 1.4 เมื่อเสร็จแล้วให้กด Launch ดังภาพที่ 3.6 โปรแกรม Arduino IDE จะถูกเปิดข้ึนมาพร้อมใช้งาน ดงั ภาพที่ 3.7
ภาพที่ 3.6 ติดต้งัเสร็จสมบูรณ์ ที่มา : อุไรวรรณ มีแสง. (2564), จาก : https://bit.ly/3DxhWWA ภาพที่ 3.7 โปรแกรม Arduino IDE ที่มา : อุไรวรรณ มีแสง. (2564), จาก : https://bit.ly/2YVPF0H 1.5 หากตอ้งการเปิดใช้งานคร้ังต่อไป ให้เขา้ไปพิมพ์Arduino IDE ที่ช่องค้นหา จะปรากฏโปรแกรม ข้ึนมากด Enter หรือคลิกเพื่อใช้งานโปรแกรมได้ทันที
2. ส่วนประกอบของโปรแกรม Arduino IDE ภาพที่ 3.9 ส่วนประกอบของโปรแกรม Arduino IDE ที่มา : อุไรวรรณ มีแสง. (2564). จาก : https://bit.ly/3oD3l3Z 1. แท็บแสดงชื่อไฟล์งาน และรายละเอียดเวอร์ชันของโปรแกรม 2. แท็บเมนูคาํสั่งต่าง ๆ 3. ปุ่มคาํสั่งต่าง ๆ ไดแ้ก่ - Verify ตรวจสอบและประมวลคาํสั่ง - Upload การอปัโหลดคาํสั่งลงไปยงับอร์ด - New เปิ ดไฟล์งานใหม่ - Open เปิดไฟลง์านเก่า -Save บันทึกไฟล์งาน -Serial Monitor เปิ ดหน้าต่างเพื่อดูผลลัพธ์ผ่านทางหน้าจอ 4. แท็บแสดงชื่อไฟล์ปัจจุบัน 5. เพิ่ม ลบ แกไ้ขชื่อและเลื่อนไปยงัแท็บที่ตอ้งการ
6. พ้ืนที่สาํหรับการเขียนคาํสั่งโปรแกรม 7. แท็บแสดงสถานะการประมวลผล หรือการอปัโหลดคาํสั่ง 8. แสดงผลลพัธ์และขอ้ผิดพลาดทไี่ดจ้ากการประมวลผลคาํสั่ง 9. แท็บแสดงขอ้มูลบอร์ด การต้งัค่าและพอร์ตที่ใชร้ับส่งขอ้มูล 3. การดาวน์โหลดและติดต้งัไดรเวอร์ ในการติดต้ังโปรแกรม Arduino IDE โดยปกติแล้วระบบจะติดต้ังไดรเวอร์ในการเชื่อมต่อบอร์ด ไมโครคอนโทรลเลอร์ให้ทนัทีแต่บางคร้ังอาจพบปัญหาว่าไม่สามารถเชื่อมต่อกบับอร์ดได้ซ่ึงสามารถแกไ้ข ปัญหาไดด้ว้ยวิธีต่อไปน้ี 3.1 การตรวจสอบไดรเวอร์ เชื่อมต่อบอร์ดเขา้กบัคอมพิวเตอร์หลงัจากน้นัคลิกขวาที่ไอคอน This PC เลือกเมนู Manage หากพบว่า พอร์ต USB มีการแจ้งเตือนข้อผิดพลาด ดังภาพที่ 3.10 แสดงว่าไม่สามารถเชื่อมต่อกับบอร์ดได้ แต่ถ้าสามารถ เชื่อมต่อได้ จะปรากฏดังภาพที่ 3.13 ภาพที่ 3.10 การตรวจสอบไดรเวอร์ ที่มา : อุไรวรรณ มีแสง. (2564), จาก : https://bit.ly/3qLrKMJ 3.2 การดาวน์โหลดไดรเวอร์ ให้ตรวจสอบคุณสมบัติของบอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ที่นํามาพัฒนาว่าเป็ นเวอร์ชันใด โดยดูจากคู่มือ หรือชิปเซ็ตที่อยู่บนบอร์ด ดังภาพที่ 3.11 หลงัจากน้ันนาํขอ้มูลไปคน้หาจากอินเทอร์เน็ต จะมีเว็บไซต์เปิ ดให้ ดาวน์โหลดจํานวนมาก แต่เว็บไซต์ที่ได้รับความนิยมมากที่สุด คือ https://github.com
ภาพที่ 3.11 การอ่านชิปเซ็ตบนบอร์ด ทีมา : https://bit.ly/3oATzVz, https://bit.ly/3CtvZir ในตัวอย่างน้ีจะเป็นการติดต้ังไดรเวอร์ของบอร์ด Arduino Uno R3 ATmega328P ไดรเวอร์ที่ใช้คือ CH341SER สามารถดาวน์โหลดได้ที่ http://www.mediafire.com/file/c9pyi2u7g93iqt6/CH341SER.ZIP/file 3.3 การติดตั้งไดรเวอร์ ข้นัตอนน้ีให้เชื่อมต่อบอร์ดกบัเครื่องคอมพิวเตอร์แตกไฟล์ไดรเวอร์ที่ดาวน์โหลดไว้หลงัจากน้ันคลิก ไฟล์ Setup.exe เพื่อติดต้งัระบบจะแจง้เตือนให้เลือกยอมรับการติดต้งัจะปรากฎหน้าต่างดังภาพที่ 3.12 ให้คลิก INSTALL รอจนเสร็จสมบูรณ์ และกดปิ ด ภาพที่ 3.12 การติดต้งัไดรเวอร์ ที่มา : อุไรวรรณ มีแสง. (2564), จาก : https://bit.ly/3cnVuH6
3.4 การตรวจสอบอุปกรณ์ เมื่อติดต้งัเสร็จสมบูรณ์ให้เขา้ไปตรวจสอบการเชื่อมต่ออุปกรณ์อีกคร้ัง โดยคลิกขวาที่ This PC และเลือก Manage เหมือนกบัข้นัตอนที่3.1 ซ่ึงจะพบว่า ชื่อพอร์ตจะเปลี่ยนเป็นไดรเวอร์ที่ติดต้งัไปในข้นัตอนที่3.3 หาก ไม่พบ ให้กดที่ไอคอน ดังภาพที่ 3.13 ภาพที่ 3.13 การตรวจสอบอุปกรณ์ ที่มา : อุไรวรรณ มีแสง. (2564), จาก : https://bit.ly/3ow9WCw 4. การเลือกอุปกรณ์ หลังจากที่เชื่อมต่อบอร์ดเข้ากับคอมพิวเตอร์ได้เสร็จสมบูรณ์แล้ว ให้เปิ ดโปรแกรม Arduino IDE ข้ึนมา และเลือกเมนู Tools ดังภาพที่ 3.14 จะแสดงรายละเอียดชื่อบอร์ดและพอร์ตที่อุปกรณ์เชื่อมต่ออยู่ หากเครื่องคอมพิวเตอร์มีอุปกรณ์เชื่อมต่อมากกว่า 1 อุปกรณ์ และผู้ใช้ต้องการเปลี่ยนอุปกรณ์ สามารถ ทําได้โดยการเข้าไปตรวจสอบพอร์ตอุปกรณ์ตาม ภาพที่ 3.13 จําชื่ออุปกรณ์และพอร์ตที่ต้องการใช้ มาเปลี่ยนใน เมนู Board และ Port
ภาพที่ 3.14 การเลือกอุปกรณ์ ที่มา : อุไรวรรณ มีแสง. (2564), จาก : https://bit.ly/3Duf2FG 5. การทดสอบอุปกรณ์โดยใช้คําสั่งสําเร็จรูป หลงัจากต้งัค่าโปรแกรม Arduino IDE เรียบร้อยแล้ว ต่อไปจะเป็ นการทดสอบอุปกรณ์ด้านฮาร์ดแวร์ ก่อนเริ่ม เขียนคาํสั่งและต่อโมดูลต่าง ๆ ลงไปในวงจรจะตอ้งทดสอบการทาํงานของบอร์ดเบ้ืองตน้ โดยใชค้าํสั่ง สําเร็จรูปที่ โปรแกรม Arduino IDE ให้มา ดงัน้ี 5.1 เลือกอุปกรณ์ที่ต้องการทดสอบตามภาพที่ 3.14 5.2 เลือกเมนู File > Examples > 01. Basics > Blink จากภาพที่ 3.15 จะเห็นได้ว่า ภายในโปรแกรม Arduino IDE จะมีคําสั่งสําเร็จรูปแบ่งออกเป็น 11 หมวดหมู่หลกั ให้ทดลองใชง้านโดยไม่ตอ้งเขียนคาํสั่ง แต่ในที่น้ีจะเรียกใช้คาํสั่ง Blink เพื่อแสดงไฟกะพริบบน บอร์ด
ภาพที่ 3.15 การทดสอบการทาํงานโดยใชค้าํสั่งสําเร็จรูป Blink ที่มา : อุไรวรรณ มีแสง. (2564), จาก : https://bit.ly/3DtKbJr 5.3 เมื่อเลือกคาํสั่ง Blink จะปรากฏโคด้ข้ึนมาให้คลิก Verify ตรวจสอบคาํสั่งและ Upload การอปั โหลดคาํสั่ง ลงไปยังบอร์ด หรือจะกดปุ่ ม Upload เพื่อเป็นการตรวจสอบและอปัโหลดคาํสั่งลงบอร์ดไปพร้อมกนัเลยก็ได้ ภาพที่ 3.16 คาํสั่งสาํเร็จรูป Blink ที่มา : อุไรวรรณ มีแสง. (2564). จาก : https://bit.ly/3qMXqB
6. การใช้งาน Serial Monitor การใช้งาน Serial Monitor ให้คลิกไปที่ไอคอน จะปรากฏหนา้ต่างข้ึนมา เพื่อแสดงข้อมูลที่ใช้รับ-ส่งกัน ระหว่างบอร์ดกับคอมพิวเตอร์ ดังภาพที่ 3.17 การรับ-ส่งข้อมูลผ่าน Serial Monitor จะเป็ นแบบอนุกรม จึงต้องมี การกําหนดค่า Baud Rate หรือ Upload Speed ให้ตรงกนัระหว่างคาํสั่ง(Coding) กับ Serial Monitor ซึ่งปกติ ค่า ความเร็วมาตรฐานจะอยู่ที่ 9600-115200 หากสูงกว่าน้ีอาจทาํให้การรับ-ส่งข้อมูลผิดพลาดได้ ภาพที่ 3.17 การเปิ ดใช้งานหน้าต่าง Serial Monitor ที่มา : อุไรวรรณ มีแสง. (2564), จาก : https://bit.ly/3Fqy5/2 Autoscroll หมายถึง ในกรณีที่ผลลพัธ์วิ่งจนสุดขอบจอจะสร้างScrollbar ให้อัตโนมัติ Show timestamp หมายถึง ให้แสดงเวลาที่ผลลัพธ์ปรากฏ Newline หมายถึงแสดงค่าสุดทา้ยแลว้ข้ึนบรรทดัใหม่ (FL) No line ending หมายถึง แสดงค่าสุดท้ายแล้วยังอยู่บรรทัดเดิม Carriage return หมายถึง เว้นวรรคต่อค่าสุดท้ายและเคอร์เซอร์ลงไปอยู่บรรทัดถัดไป (CR) Both NL & CR หมายถึง เวน้วรรคและข้ึนบรรทดัใหม่โดยข้ึนบรรทดัใหม่จะทาํให้เกิดพ้ืนที่ว่าง 1 บรรทัด 9600 baud หมายถึง ค่ามาตรฐานความเร็วในการสื่อสารข้อมูล ควรอยู่ในช่วง 9600-115200 Clear output หมายถึง ล้างข้อมูลในหน้าต่าง Serial Monitor
7. การติดตั้งไลบรารี การติดต้งัไลบรารีจะถูกใชง้านเมื่อบอร์ดมีการเชื่อมต่อกบัโมดูลอื่น เช่น เซนเซอร์วดัระยะ เซนเซอร์วดั ความช้ืน หรือเซนเซอร์วดัอุณหภูมิซ่ึงผูพ้ฒันาจะตอ้งทราบว่าโมดูลที่นาํมาใชน้ ้นัจะตอ้งใชง้านคู่กบัไลบรารีใด โดยสามารถศึกษาไดจ้ากคู่มือที่มากบัโมดูล หรือจากอินเทอร์เน็ตก็ได้มีวิธีการติดต้งั 3 วิธี คือ 7.1 การติดตั้งผ่าน Manage Libraries เลือกเมนู Sketch > Include Library - Manage Libraries จะปรากฏหน้าค้นหาให้พิมพ์ชื่อไลบรารีลงไป และเลือก Version ที่ตอ้งการติดต้งัหลงัจากน้นักด Install เป็นอนัเสร็จสิ้น ภาพที่ 3.18 การติดต้งัไลบรารีผ่าน Manage Libraries ที่มา : อุไรวรรณ มีแสง. (2564), จาก : https://bit.ly/3CII7CZ 7.2 การติดตั้งผ่าน Add Zip Library.... 7.2.1 ดาวน์โหลดไลบรารีที่ต้องการใช้จากอินเทอร์เน็ตเว็บไซต์ใดก็ได้ในที่น้ีแนะนําเป็น https://github.comวิธีการดาวน์โหลด ดังภาพที่ 3.19
ภาพที่ 3.19 การดาวน์โหลดไลบรารีผ่านเว็บไซต์ GitHub ที่มา : อุไรวรรณ มีแสง. (2564), จาก : https://bit.ly/3noRjkL 7.2.2 เลือกเมนู Sketch > Include Library > Add Zip Library... > เลือกไฟล์ กด Open ภาพที่ 3.20 การติดต้งัไลบรารีผ่าน Add Zip Library… ที่มา : อุไรวรรณ มีแสง. (2564). จาก : https://bit.ly/3Csyrpj 7.3 การติดตั้งแบบ Manual วิธีน้ีเป็นการนาํไฟล์ไลบรารีที่ดาวน์โหลดมา ไปวางไวใ้นโฟลเดอร์ไลบรารีของโปรแกรม Arduino IDE โดยให้เข้าไปที่ This PC > Document > Arduino > Libraries > และแตกไฟล์ไวใ้นโฟลเดอร์น้ีห้ามเปลี่ยน ชื่อ ไลบรารีเด็ดขาด การเรียกใช้ไลบรารี เมื่อติดต้งัไลบรารีเรียบร้อยแลว้เมื่อตอ้งการเรียกใช้งาน ให้เขา้ไปที่Sketch > Include Library > เลือก ไลบรารีที่ตอ้งการ หลงัจากน้นั ไลบรารีจะมาปรากฏอยทู่ ี่หนา้คาํสั่ง (Coding)
ภาพที่ 3.21 การเรียกใช้งานไลบรารี ที่มา : อุไรวรรณ มีแสง. (2564), จาก : https://bit.ly/3Fk66mM