Библиотеки Ардуино

В этой статье мы сделали попытку собрать в одном месте ссылки на все самые популярные библиотеки Ардуино, а также подготовили подборку наиболее популярных библиотек. Рано или поздно, любой ардуинщик сталкивается с необходимостью использования той или иной библиотеки. Ведь использование готового кода сильно сокращает время на программирование. Надеемся, что собранные в одном месте и снабженные ссылками для скачивания и короткими примерами использования, сведения о популярных библиотеках помогут вам в ваших проектах.

Что такое библиотеки в Arduino?

Библиотека ардуино – это некий программный код, хранящийся не в скетче, а во внешних файлах, которые можно подключить к вашему проекту. В библиотеке хранятся различные методы и структуры данных, которые нужны для упрощения работы с датчиками, индикаторами, модулями и другими компонентами. Использование готовых программ существенно упрощает работу над проектами, потому что можно сосредоточиться на основной логике, не тратя время на множество мелочей.

Сегодня создано огромное количество библиотек, которые можно легко найти и скачать в интернете.  Подавляющее большинство библиотек распространяются по свободной лицензии, поэтому необходимости в поиске “пиратских” версий нет. Главное, это научиться искать нужные библиотеки, подходящие к вашей Arduino IDE, подключать их и правильно использовать.

Стандартные библиотеки Ардуино

Начать знакомство с библиотеками лучше с официального сайта, на котором можно найти внушительный список стандартных модулей и ссылки на официальные библиотеки партнеров.

Список встроенных библиотек (они поставляются вместе с дистрибутивом Arduino IDE):

• EEPROM
• Ethernet / Ethernet 2
• Firmata
• GSM
• LiquidCrystal
• SD
• Servo
• SPI
• SoftwareSerial
• Stepper
• TFT
• WiFi
• Wire

Официальная страница на сайте Arduino

Подборка библиотек в одном архиве

Библиотеки для экранов, индикаторов и дисплеев

Библиотека I2C

Скачать: https://github.com/g4lvanix/I2C-master-lib

Библиотека, предназначенная для работы периферийного устройства по протоколу I2C.

Пример использования:

#ifndef I2C_MASTER_H

#define I2C_MASTER_H

void I2C_init (void) – создание объекта, настройка на правильную частоту для шины.

uint8_t I2C_start () – установка соединения с новым устройством.

uint8_t I2C_write() – запись данных на текущее устройство.

uint8_t I2C_read_ack() – считывание байта с устройства, запрос следующего байта.

Библиотека  LiquidCrystal

Скачать: https://github.com/mk90/LiquidCrystalRus

Стандартная библиотека, установленная в Arduino IDE. Предназначена для управления жидкокристаллическими дисплеями LCD.

Пример использования:

#include <LiquidCrystal.h>. Также, чтобы не ошибиться при написании, можно подключить через меню Sketch – Import Library – LiquidCrystal.

Конструктор класса –  LiquidCristal(…). Аргументами являются rs, rw, en, do…d7. Первые 3 соответствую выводам сигналов RS, RW и Enable. Выводы d соответствуют номерам шин данных, к которым подключен дисплей.

void begin(cols, rows) – метод, который инициализирует интерфейс дисплея. Аргументами являются количество знаков в строке (cols) и число строк (rows). Этот метод должен задаваться первым.

void createChar(num, data) – метод, необходимый для создания пользовательских символов.

Библиотека UTFT

Скачать: https://github.com/amperka/UTFT

Стандартная библиотека, необходимая для работы Ардуино с TFT экранами разных типов. Все поддерживаемые дисплеи представлены в сопроводительном документе с библиотекой.

Пример использования:

#include <UTFT.h>

UTFT(); – создание экземпляра UTFT.

textRus(char*st, int x, int y); – метод, позволяющий выводить строку из указателя. Например, char *dht = “Температура,С”;

textRus(string st, int x, int y); – вывод строки с указанием в параметре. Например, g.textRus(“Температура, С”, 0, 20);

Библиотека LedControl

Скачать: https://github.com/wayoda/LedControl

Позволяет управлять семисегментными дисплеями, объединять массив из светодиодов в одну матрицу.

Пример использования:

#include <LedControl.h>

LedControl  lc1= LedControl( );

– требуется для инициализации библиотеки. Должна состоять из четырех аргументов – номера пинов, к которым подключен дисплей (первые 3 аргумента) и количество подключенных чипов.

writeArduinoOn7Segment() – отображение на дисплее всех чисел от 0 до 15. Использует функции setChar() для символов a и d и setRow() для создания макета пропущенных символов.

LedControl.shutdown() – отключение изображения.

setIntensity() – контроль яркости.

Библиотеки для работы с датой и временем ардуино

Библиотека RTClib

Скачать: https://github.com/adafruit/RTClib

Библиотека для работы с часами реального времени, упрощающая взаимодействие с Ардуино.

Пример использования:

#include <RTClib.h>

RTC_DS1307 RTC; – выбор датчика (в данном случае DS1307).

rtc.adjust(DateTime( Date, Time)); – настройка времени и календаря.

dayOfTheWeek () – вывод дня недели. Аргумент от 0 до 6, 0 – воскресенье.

Библиотека Timelib

Скачать: https://github.com/PaulStoffregen/Time

Позволяет Ардуино получать информацию о дате и времени в данный момент.

Пример использования:

#include <TimeLib.h>

Time(); – создание экземпляра.

setTime (t); – установка времени. Аргумент t – час, минута, секунда, день, месяц и год.

timeStatus(); – показывает, установлено ли время.

adjustTime(adjustment); – настройка времени.

Библиотека Ds1307

Скачать: https://github.com/PaulStoffregen/DS1307RTC

Библиотека для удобного взаимодействия часов DS1307 с Ардуино c использованием библиотеки Wire.

Пример использования:

#include <DS1307RTC.h>

class DS1307RTC – создание объекта DS1307.

SetTime() – установка времени.

get() – считывает RTC, возвращает полученную дату в формате POSIX.

Set(time_t t) – запись даты в RTC

Библиотека DS 3231

Скачать: https://github.com/rodan/ds3231

Предназначена для управления датой и временем в модуле ds3231.

#include “ds3231.h”

DS3231  Clock(SDA, SCL); – создание объекта DS3231, подключение к линии тактирования и линии данных.

getTime(); – считывание даты и времени с часов.

setDate(date, mon, year); – установка даты.

Системные библиотеки ардуино

Библиотека EEPROM

Скачать: https://github.com/aterentiev/EEPROM2

Стандартная библиотека. Предназначена для работы с энергонезависимой памятью (запись данных, их чтение).

Пример использования:

#include <EEPROM.h>

EEPROM.read(); – создание объекта, считывание байта по адресу из энергонезависимой памяти.

EEPROM.write(address, value)– запись байта в энергонезависимую память.

EEPROM.put() – запись строк чисел с плавающей запятой.

EEPROM.get() – чтение строк и чисел с плавающей запятой.

Библиотека SoftwareSerial

Скачать: https://github.com/PaulStoffregen/SoftwareSerial

Библиотека, которая позволяет реализовывать последовательные интерфейсы с любых цифровых пинов. Также позволяет создавать несколько последовательных портов, которые работают на скорости до 115200 бод.

#include <SoftwareSerial.h>

SoftwareSerial mySerial(RX, TX) – создание объекта, аргументы – выводы, к которым подключены RX и TX.

Serial.begin( ); – устанавливает скорость порта для связи ардуино и компьютера.

mySerial.overflow() – проверка входного буфера на переполнение.

Библиотека Math

Скачать: http://www.nongnu.org/avr-libc/user-manual/group__avr__math.html

Включает в себя большое количество математических функций для работы с числами с плавающей запятой.

Пример использования:

#include <math.h>

Math(); – создание экземпляра Math.

Serial.print(“cos num = “); – возвращает косинус числа.

Serial.println (fmod (double__x, double__y)); – возвращает числа по модулю.

Библиотека Scheduler

Скачать: https://www.arduino.cc/en/Reference/Scheduler

Предназначена для работы с Arduino Due, позволяет работать в режиме многозадачности. Пока является экспериментальной библиотекой.

Пример использования:

#include <Scheduler.h>

Scheduler; – создание экземпляра.

Scheduler.startLoop() – позволяет добавить функцию, которая будет выполняться вместе с loop().

yield() – позволяет передать управление другим задачам.

Библиотеки серво моторов и шаговых двигателей

Библиотека Servo

Скачать: https://github.com/netlabtoolkit/VarSpeedServo

Стандартная библиотека. Необходима для управления серводвигателями  и часто используется в робототехнических проектах с манипуляторами.

Пример использования:

#include <Servo.h>

Servo myservo; – создание объекта для серводвигателя..

myservo.attach(); – номер выхода, к которому подключен серводвигатель.

myservo.write(180, 30, true); – движение на 180 градусов, скорость 30, ожидание окончания движения.

Библиотека Stepper

Скачать: https://www.arduino.cc/en/Reference/Stepper?from=Tutorial.Stepper

Небходима для управления шаговым униполярным и биполярным двигателем.

#include <Stepper.h>

const int stepsPerRevolution =  ; – количество шагов, за которое двигатель проходит полный поворот.

Stepper myStepper = Stepper(steps, pin1, pin2) – создает экземпляр класса с указанным количеством шагов и выводами, к которым подключается двигатель.

Библиотеки датчиков ардуино

Библиотека DHT

Скачать: https://github.com/adafruit/DHT-sensor-library

Библиотека, которая позволяет считать данные с температурных датчиков DHT-11 и DHT-22.

#include < DHT.h>

DHT dht(DHTPIN, DHT11); – инициализирует датчик (в данном случае DHT11).

dht.begin(); – запуск датчика.

float t = dht.readTemperature(); – считывание текущего значения температуры в градусах Цельсия.

Библиотека DallasTemperature

Скачать: https://github.com/milesburton/Arduino-Temperature-Control-Library

Предназначается для работы с датчиками Dallas. Работает совместно с библиотекой OneWire.

#include <DallasTemperature.h>

DallasTemperature dallasSensors(&oneWire); – передача объекта oneWire для работы с датчиком.

requestTemperatures() – команда считать температуру с датчика и

положить ее в регистр.

printTemperature(sensorAddress); – запрос получить измеренное значение температуры.

Библиотека Ultrasonic

Скачать: https://github.com/JRodrigoTech/Ultrasonic-HC-SR04

Обеспечивает работу Ардуино с ультразвуковым датчиком измерения расстояния HC-SR04.

#include <Ultrasonic.h>

Ultrasonic ultrasonic (tig , echo) – объявление объекта, аргументы – контакт Trig и контакт Echo.

dist = ultrasonic.distanceRead(); – определение расстояния до объекта. Агрумент – сантиметры(СМ) или дюймы (INC).

Timing() – считывание длительности импульса на выходе Echo, перевод в необходимую систему счисления.

Библиотека ADXL345

Скачать: https://github.com/adafruit/Adafruit_ADXL345

Предназначается для работы с акселерометром ADXL345.

Пример использования:

#include <Adafruit_ ADXL345.h>

ADXL345_ADDRESS – создание объекта, указание его адреса.

ADXL345_REG_DEVID  – идентификация устройства.

ADXL345_REG_OFSX – смещение по оси Х.

ADXL345_REG_BW_RATE – управление скоростью передачи данных.

Библиотека BME280

Скачать: https://github.com/adafruit/Adafruit_BME280_Library

Предназначается для работы с датчиком температуры, влажности и давления BME280.

Пример использования:

#include <Adafruit_BME280.h>

BME280_ADDRESS  – создание объекта BME280, указание его адреса.

begin(uint8_t addr = BME280_ADDRESS); – начало работы датчика.

getTemperature – получение измеренной температуры.

getPressure – получение измеренного давления.

Библиотека BMP280

Скачать: https://github.com/adafruit/Adafruit_BMP280_Library

Требуется для работы с датчиком атмосферного давления BMP280.

Пример использования:

#include <Adafruit_BMP280.h>

BMP280_CHIPID – создание экземпляра, указание его адреса.

getTemperature(float *temp); – получение измеренной температуры.

getPressure(float *pressure); – получение измеренного значения давления.

Библиотека BMP085

Скачать: https://github.com/adafruit/Adafruit-BMP085-Library

Требуется для работы с датчиком давления BMP085.

Пример использования:

#include <Adafruit_BMP085.h>

Adafruit_BMP085 bmp; – создание экземпляра BMP085.

dps.init(MODE_ULTRA_HIGHRES, 25000, true); – измерение давления, аргумент 25000 – высота над уровнем моря (в данном случае 250 м. над уровнем моря).

dps.getPressure(&Pressure); – определение давления.

Библиотека FingerPrint

Скачать: http://iarduino.ru/file/263.html

Требуется для работы со сканером отпечатков пальцев.

Пример использования:

#include <Adafruit_Fingerprint.h>

Adafruit_Fingerprint finger = Adafruit_Fingerprint(&mySerial); – объявление объекта Finger. Параметр – ссылка на объектр для работы с UART, кокторому подключен модуль.

finger.begin();  – инициализация модуля отпечатков пальцев.

Func_sensor_communication(); – вызов модуля отпечатков пальцев.

Библиотеки коммуникации

Библиотека Wire

Скачать: https://github.com/czukowski/Wire.h

Требуется для работы с двухпроводным интерфейсом I2C.

Пример использования:

#include <Wire.h>

Wire.begin() – инициализация библиотеки, подключение к шине I2C.

Wire.requestFrom() – запрос мастером байтов от ведомого устройства.

Wire.beginTransmission() – начало передачи на ведомое устройство.

Библиотека Irremote

Скачать: https://github.com/z3t0/Arduino-IRremote

Требуется для работы ардуино с ИК приемником.

Пример использования:

#include <IRremote.h>

IRrecv irrecv(RECV_PIN); – пин, к которому подключен ИК приемник.

SetPinAndButton(int ir1,int ir2,int pin) – позволяет настроить определенный выход на срабатывание при заданных значениях ir1, ir2.

Библиотека GSM

Скачать: https://github.com/jt5/GSM

Требуется для соединения через GSM-плату с сетью GSM/GRPS. С ее помощью можно реализовать операции, свершаемые GSM-телефоном, работать с голосовыми вызовами и подключаться к сети интернет через GRPS.

Пример использования:

#include <GSM.h>

GSM GSMAccess – инициализирует экземпляр класса.

gprs.powerOn() – включение питания.

GSMVoiceCall – настройка голосовых вызовов.

GPRS – настройка подключения к интернету.

GSM – управление радио-модемом.

Библиотека RFID

Скачать: https://github.com/miguelbalboa/rfid

Требуется для соединения Ардуино и RFID-модуля.

Пример использования:

#include <RFID.h>

RFID rfid(SS_PIN, RST_PIN); – создание экземпляра rfid, аргументы – пины, к которым подключен модуль.

rfid.init(); – инициализация модуля RFID.

Библиотека MFRC 522

Скачать: https://github.com/miguelbalboa/rfid/archive/master.zip

Требуется для соединения Ардуино и MFRC522 -модуля.

Пример использования:

#include <MFRC522.h>

MFRC522 mfrc522(SS_PIN, RST_PIN); – создание экземпляра MFRC522, аргументами указаны выходы, к которым подключен модуль.

mfrc522.PCD_Init(); – инициализация MFRC522.

Библиотека Ethershield

Скачать: https://github.com/thiseldo/EtherShield

Новая версия https://github.com/jcw/ethercard

Требуется для подключения Ардуино к локальной сети или сети интернет. Библиотека больше не поддерживается, более новая версия Ethercard. Также существует стандартная библиотека Ethernet.

Пример использования:

#include «EtherShield.h»

#include <EtherCard.h>

EtherShield es = EtherShield (); – подготовка веб-страницы

ether.begin(sizeof Ethernet::buffer, mymac, ); – начало работы, аргументы – адрес Mac и номер порта, к которому подключен выход CS.

Библиотека Nrf24l01

Скачать: https://github.com/maniacbug/RF24

Требуется для работы с RF24-радиомодулем.

Пример использования:

#include “RF24.h”

RF24 – Конструктор создает новый экземпляр драйвера. Перед тем, как использовать, нужно создать экземпляр и указать пины, к которым подключен чип (_cepin : контакт модуля Enable, cspin :  контакт модуля Select).

Begin – начало работы чипа.

setChannel – каналы для связи RF.

setPayloadSize – установка фиксированного размера передачи.

getPayloadSize – получение фиксированного размера.

Библиотека TinyGPS

Скачать: https://github.com/mikalhart/TinyGPS

Требуется для чтения сообщений GPGGA и GPRMC. Помогает считывать данные о положении, дате, времени, высоте и других параметрах.

Пример использования:

#include <TinyGPS.h>

TinyGPS gps; – создание экземпляра TinyGPS.

encode () – подача на объект последовательных данных по одному символу.

gps.stats( ) – метод статистики. Показывает, получены корректные данные или нет.

Библиотеки в Arduino IDE

Среди всего разнообразия библиотек можно выделить 3 основных группы:

• Встроенные – это библиотеки, изначально установленные в среде Arduino IDE. Их не нужно скачивать и устанавливать дополнительно, они доступны для использования в программе сразу после запуска среды разработки.
• Дополнительные – это библиотеки, которые нужно самостоятельно скачивать устанавливать. Обычно такой вид библиотек разрабатывает производитель датчиков, сенсоров и других компонентов для облегчения работы с ардуино.
• Зависимые библиотеки – устанавливаются как помощник дополнительной библиотеки, отдельно от нее не работает.

Самым простым способом работы с библиотеками в ардуино является использование встроенных возможностей среды разработки Arduino IDE. Об этом мы поговорим в отдельной статье.