เขียนโปรแกรม Arduino ด้วยภาษาซี คำสั่งพื้นฐานที่ควรเรียนรู้

โครงสร้างพื้นฐานของโปรแกรม Arduino

คลิกภาพเพื่อขยาย

โค้ด Arduino ทุกโค้ด (หรือที่เรียกว่า Sketch) จะมีโครงสร้างหลัก 2 ส่วนเสมอ:

1. void setup():

   • เป็นฟังก์ชันที่ ทำงานเพียงครั้งเดียว เมื่อบอร์ด Arduino เริ่มทำงาน (เปิดไฟ หรือกดปุ่ม Reset)

   • ใช้สำหรับตั้งค่าเริ่มต้นต่างๆ เช่น กำหนดโหมดของขาพอร์ต (Input/Output), เริ่มต้นการสื่อสารแบบอนุกรม (Serial Communication) หรือตั้งค่าโมดูลต่างๆ

2. void loop():

• เป็นฟังก์ชันที่ ทำงานซ้ำไปเรื่อยๆ อย่างไม่มีที่สิ้นสุด หลังจากฟังก์ชัน setup() ทำงานเสร็จ

• เป็นส่วนที่เราจะเขียนโค้ดหลักสำหรับให้ Arduino ทำงานตามที่เราต้องการ เช่น อ่านค่าจากเซ็นเซอร์, ควบคุมหลอดไฟ, มอเตอร์

void setup() {

  // เขียนโค้ดสำหรับตั้งค่าเริ่มต้นที่นี่

  // โค้ดในส่วนนี้จะทำงานเพียงครั้งเดียว

}

void loop() {

  // เขียนโค้ดหลักที่ต้องการให้ทำงานซ้ำๆ ที่นี่

  // โค้ดในส่วนนี้จะทำงานวนลูปไปเรื่อยๆ

}

---

คำสั่งพื้นฐานที่ควรรู้

1. คำสั่งสำหรับควบคุมขาพอร์ต (Digital I/O)

• pinMode(pin, mode);

  • ใช้: กำหนดโหมดการทำงานของขาพอร์ต (Pin) ว่าจะเป็นขา Input (รับค่าเข้ามา) หรือ Output (ส่งค่าออกไป)

  • pin: หมายเลขขาพอร์ตของ Arduino (เช่น 2, 3, 13)

  • mode: INPUT, OUTPUT, หรือ INPUT_PULLUP (สำหรับใช้ตัวต้านทาน Pull-up ภายใน)

  • ตัวอย่าง: pinMode(13, OUTPUT); (กำหนดขา 13 ให้เป็นขาเอาต์พุต)

• digitalWrite(pin, value);

  • ใช้: ส่งค่าสถานะแบบดิจิทัล (เปิด/ปิด, สูง/ต่ำ) ออกไปที่ขาพอร์ตที่กำหนดไว้เป็น OUTPUT

  • pin: หมายเลขขาพอร์ต

  • value: HIGH (เปิด, แรงดันสูง 5V) หรือ LOW (ปิด, แรงดันต่ำ 0V)

  • ตัวอย่าง:  digitalWrite(13, HIGH); (ทำให้ขา 13 มีไฟออก)

• digitalRead(pin);

  • ใช้: อ่านค่าสถานะแบบดิจิทัลจากขาพอร์ตที่กำหนดไว้เป็น INPUT

  • pin: หมายเลขขาพอร์ต

  • ค่าที่ส่งกลับ: HIGH (ถ้ามีแรงดันสูง) หรือ LOW (ถ้ามีแรงดันต่ำ)

  • ตัวอย่าง: int buttonState = digitalRead(2); (อ่านค่าจากขา 2 แล้วเก็บไว้ในตัวแปร buttonState)

2. คำสั่งสำหรับควบคุมขาพอร์ตแบบ Analog (Analog I/O)

• analogRead(pin);

  • ใช้: อ่านค่าแรงดันไฟฟ้าแบบอะนาล็อกจากขาพอร์ตอะนาล็อก (ขา A0-A5 บน Arduino Uno) โดยจะแปลงค่าแรงดัน (0-5V) เป็นตัวเลข (0-1023)

  • pin: หมายเลขขาพอร์ตอะนาล็อก (เช่น A0, A1)

  • ค่าที่ส่งกลับ: ตัวเลขจำนวนเต็มระหว่าง 0 ถึง 1023

  • ตัวอย่าง: int sensorValue = analogRead(A0); (อ่านค่าจากขา A0)

• analogWrite(pin, value);

  • ใช้: ส่งค่าสัญญาณ PWM (Pulse Width Modulation) ออกไปที่ขาพอร์ตดิจิทัลที่รองรับ PWM (มักจะมีสัญลักษณ์ ~ หน้าหมายเลขขา เช่น 3, 5, 6, 9, 10, 11) เพื่อควบคุมความสว่างของ LED หรือความเร็วของมอเตอร์

  • pin: หมายเลขขาพอร์ตดิจิทัลที่รองรับ PWM

  • value: ตัวเลขจำนวนเต็มระหว่าง 0 (ปิดสนิท) ถึง 255 (เปิดเต็มที่)

  • ตัวอย่าง: analogWrite(9, 128); (ทำให้ LED ที่ขา 9 สว่างครึ่งหนึ่ง)

3. คำสั่งสำหรับหน่วงเวลา

• delay(ms);

  • ใช้: หน่วงเวลาการทำงานของโปรแกรมเป็นมิลลิวินาที (milliseconds)

  • ms: จำนวนมิลลิวินาทีที่ต้องการหน่วง (1000 ms = 1 วินาที)

  • ตัวอย่าง: delay(1000); (หยุดการทำงาน 1 วินาที)

4. คำสั่งสำหรับการสื่อสารแบบอนุกรม (Serial Communication)

• Serial.begin(baud_rate);

  • ใช้: เริ่มต้นการสื่อสารแบบอนุกรมผ่านพอร์ต USB เพื่อให้ Arduino สามารถส่งข้อมูลไปยังคอมพิวเตอร์ (Serial Monitor) หรือรับข้อมูลจากคอมพิวเตอร์ได้

  • baud_rate: ความเร็วในการสื่อสาร (มักใช้ 9600 หรือ 115200)

  • ตัวอย่าง: Serial.begin(9600); (เริ่มต้นการสื่อสารที่ความเร็ว 9600 บิตต่อวินาที)

• Serial.print(data); และ Serial.println(data);

  • ใช้: ส่งข้อมูลออกทาง Serial Monitor

  • Serial.print(): ส่งข้อมูลแล้วเคอร์เซอร์จะอยู่บรรทัดเดิม

  • Serial.println(): ส่งข้อมูลแล้วขึ้นบรรทัดใหม่

  • data: ข้อมูลที่ต้องการส่ง (ตัวเลข, ข้อความ, ตัวแปร)

  • ตัวอย่าง: 

    Serial.print("Hello, Arduino!");

    Serial.println(sensorValue);

• Serial.read();

  • ใช้: อ่านข้อมูลที่ส่งเข้ามาทางพอร์ต Serial

  • ค่าที่ส่งกลับ: ตัวอักษรที่อ่านได้ (เป็นค่า ASCII) หรือ -1 ถ้าไม่มีข้อมูล

  • ตัวอย่าง: char receivedChar = Serial.read();

5. คำสั่งและสัญลักษณ์อื่นๆ ที่สำคัญ

• //: ใช้สำหรับเขียน Comment หรือข้อความอธิบายในโค้ด ส่วนนี้คอมไพเลอร์จะข้ามไป ไม่ถูกประมวลผล ใช้เพื่อช่วยให้เราและคนอื่นเข้าใจโค้ดได้ง่ายขึ้น

• /* ... */: ใช้สำหรับเขียน Comment หลายบรรทัด

• ; (Semicolon): ต้อง ปิดท้ายทุกๆ คำสั่งเสมอ (ยกเว้นพวกวงเล็บปีกกา {} หรือคำสั่งควบคุม if, for, while)

• {} (Curly Braces): ใช้กำหนดขอบเขตของบล็อกคำสั่ง เช่น ฟังก์ชัน setup() ฟังก์ชัน loop() หรือบล็อก if-else

• int, float, char, String: เป็นชนิดของ ตัวแปร (Variable) ที่ใช้สำหรับเก็บข้อมูลประเภทต่างๆ

  • int: จำนวนเต็ม (integer)

  • float: จำนวนทศนิยม (floating-point number)

  • char: ตัวอักขระ (character)

  • String: ข้อความ (ชุดของตัวอักขระ)

• = (Assignment Operator): ใช้ในการกำหนดค่าให้กับตัวแปร เช่น int x = 10;

• == (Comparison Operator): ใช้ในการเปรียบเทียบว่าสองค่าเท่ากันหรือไม่ เช่น if (x == 10)

• if / else if / else: คำสั่งเงื่อนไข สำหรับการตัดสินใจ

  if (condition) {

    // ทำงานถ้า condition เป็นจริง
  } else if (anotherCondition) {
    // ทำงานถ้า anotherCondition เป็นจริง
  } else {
    // ทำงานถ้า condition และ anotherCondition เป็นเท็จ
  }
  

• for / while: คำสั่งวนซ้ำ (Loop)

---