لیام الکترونیک
لیام الکترونیک
آردوینو یک پلتفرم منبع باز است که برای ساخت پروژه‌های الکترونیکی استفاده می‌شود. آردوینو از یک برد مدار قابل‌برنامه‌ریزی فیزیکی (که غالباً به آن میکروکنترلر گفته می‌شود) و نیز از یک نرم‌افزار یا IDE (محیط توسعه یکپارچه) که در رایانه شما اجرا می‌شود، تشکیل شده است که برای نوشتن و بارگذاری کد رایانه در برد فیزیکی استفاده می‌شود.
پلتفرم آردوینو در میان افرادی که به تازگی کار خود را با الکترونیک آغاز کرده‌اند بسیار محبوب است. برخلاف اکثر بردهای مدار قابل‌برنامه‌ریزی قبلی، برای بارگذاری کد جدید روی برد، آردوینو به سخت‌افزار جداگانه‌ای (به نام پروگرامر) احتیاج ندارد؛ شما به سادگی می‌توانید از کابل USB استفاده کنید. علاوه بر این، Arduino IDE از نسخه ساده شده C++ استفاده می‌کند که یادگیری برنامه‌نویسی را آسان‌تر می‌کند. سرانجام، آردوینو یک فرم استاندارد را فراهم میآورد که عملکرد میکروکنترلر را به یک بسته قابل‌دسترسی‌تر تبدیل می‌کند.
برد UNO یکی از محبوب‌ترین بردها در خانواده آردوینو و گزینه‌ای عالی برای مبتدیان است. در ادامه در مورد آنچه بر روی آن قرار گرفته است و آنچه می‌تواند انجام دهد صحبت خواهیم کرد.
باور کنید یا نه، این 10 خط کد تمام آن چیزی است که برای چشمک زدن LED روی برد آردوینو لازم دارید.
سخت‌افزار و نرم‌افزار Arduino برای هنرمندان، طراحان، علاقه‌مندان، هکرها، تازه‌واردان و هر کسی که علاقه‌مند به ایجاد اشیا یا محیط‌های تعاملی هستند، طراحی شده است.
آردوینو می‌تواند با دکمه‌ها، LED ها، موتورها، بلندگوها، واحدهای GPS، دوربین‌ها، اینترنت و حتی تلفن هوشمند یا تلویزیون شما ارتباط برقرار کند! این انعطاف‌پذیری همراه با این واقعیت است که نرم‌افزار Arduino رایگان است، برد سخت‌افزار بسیار ارزان است و یادگیری نرم‌افزار و سخت‌افزار به راحتی منجر به ایجاد جامعه بزرگی از کاربران شده است که با مشارکت در کد و انتشار دستورالعمل‌ها برای طیف گسترده‌ای از پروژه‌های مبتنی بر آردوینو به یکدیگر کمک می‌کنند.
برای همه چیز، از روبات‌ها و یک پد گرم‌کن دست گرفته تا دستگاه‌های دروغ‌سنج و تقریباً در هر پروژه الکترونیکی، آردوینو می‌تواند به عنوان مغز استفاده شود.
انواع مختلفی از بردهای آردوینو وجود دارد که می‌تواند برای اهداف مختلف مورد استفاده قرار گیرد. به نظر می‌رسد برخی از بردها با برد زیر کمی متفاوت باشند، اما اکثر آردوینوها این اجزای مشترک را دارند:
هر برد آردوینو به روشی برای اتصال به منبع تغذیه نیاز دارد. آردوینو UNO را می‌توان از طریق کابل USB که از کامپیوتر شما می‌آید یا منبع تغذیه دیواری که دارای جک Barrel است، تأمین کرد. در تصویر بالا اتصال USB با برچسب (1) و جک Barrel با برچسب (2) مشخص است.
اتصال USB همچنین نحوه بارگیری کد روی صفحه آردوینو است.
توجه: از منبع تغذیه بیشتر از 20 ولت استفاده نکنید. ولتاژ توصیه شده برای اکثر مدل‌های آردوینو بین 6 تا 12 ولت است.
پین‌های موجود در آردوینو مکان‌هایی است که شما برای ساختن مدار سیم را وصل می‌کنید (احتمالاً در اتصال با breadboard و تعدادی سیم). آن‌ها معمولاً دارای «هدرهای» پلاستیکی مشکی هستند که به شما امکان می‌دهد فقط یک سیم را به برد متصل کنید. آردوینو دارای چندین نوع مختلف پین است که هر یک از آن‌ها روی برد برچسب‌گذاری شده‌اند و برای عملکردهای مختلف استفاده می‌شوند.
مخفف “Ground”. چندین پین GND بر روی آردوینو وجود دارد که می‌توان از هر یک از آن‌ها برای اتصال مدار شما به زمین استفاده کرد.
5 ولت (4) و 3.3 ولت (5)
همان‌طور که حدس می‌زنید، پین 5 ولت ولتاژ 5 ولت و پین 3.3 ولت، ولتاژ 3.3 ولت را تأمین می‌کند. اکثر اجزای ساده استفاده شده با آردوینو با ولتاژ 5 یا 3.3 ولت کار می‌کنند.
ناحیه پین‌های زیر برچسب “Analog In” (A0 تا A5 در UNO) پین‌های ورودی آنالوگ هستند. این پین‌ها می‌توانند سیگنال را از یک سنسور آنالوگ بخوانند (مانند سنسور دما) و آن را به یک مقدار دیجیتالی تبدیل می‌کنند که ما می‌توانیم آن را بخوانیم.
در آن طرف پین‌های آنالوگ پین‌های دیجیتال قرار دارند (0 تا 13 در UNO). از این پین‌ها می‌توان هم برای ورودی دیجیتال و هم برای خروجی دیجیتال (مانند تأمین انرژی LED) استفاده کرد.
ممکن است شما در کنار برخی از پین‌های دیجیتال (3، 5، 6، 9، 10 و 11 در UNO) متوجه علامت (~) شده باشید. این پین‌ها به عنوان پین‌های دیجیتال معمولی عمل می‌کنند، اما می‌توانند برای چیزی به نام Pulse-Width Modulation (PWM) نیز استفاده شوند. در حال حاضر، به این پین‌ها این‌گونه فکر کنید که می‌توانند خروجی آنالوگ را شبیه‌سازی کنند (مانند محو شدن و خاموش شدن یک LED).
مخفف مرجع آنالوگ است. بیشتر اوقات می‌توانید این پین را بدون استفاده بگذارید. گاهی اوقات برای تنظیم ولتاژ مرجع خارجی (بین 0 تا 5 ولت) به عنوان حد بالایی برای پایه‌های ورودی آنالوگ استفاده می‌شود.
درست مانند نینتندو اصلی، آردوینو نیز یک دکمه تنظیم مجدد دارد (10). با فشار دادن آن، پین تنظیم مجدد به طور موقت به زمین متصل می‌شود و هر کدی که در آردوینو ذخیره شده باشد، دوباره راه‌اندازی می‌شود.
درست در زیر و سمت راست کلمه “UNO” روی صفحه مدار شما، یک LED کوچک در کنار کلمه “ON” وجود دارد (11). هر وقت آردوینو را به منبع تغذیه متصل کنید، این LED باید روشن شود. اگر این چراغ روشن نشود، احتمالاً اشکالی وجود دارد و زمان بررسی مجدد مدار شما است!
TX کوتاه شده برای ارسال، RX کوتاه شده برای دریافت است. این علامت‌گذاری‌ها در الکترونیک نشان‌دهنده پین‌های مسئول ارتباط سریال هستند. در مورد ما، دو مکان در Arduino UNO وجود دارد که TX و RX ظاهر می‌شوند – یک بار توسط پین‌های دیجیتال 0 و 1 و بار دیگر در کنار LED های نشانگر TX و RX (12). این LED ها هر زمان که Arduino ما داده‌ها را دریافت یا ارسال می‌کند، نشانه‌های دیداری زیبایی به ما می‌دهد (مانند زمانی که برنامه جدیدی را روی صفحه بارگیری می‌کنیم).
شی‌ء سیاه با تمام پایه‌های فلزی یک IC یا مدار مجتمع است (13). به عنوان مغز آردوینو ما به آن فکر کنید. IC اصلی موجود در آردوینو در بردهای مختلف کمی متفاوت است، اما معمولاً از IC های سری ATmega از شرکت ATMEL هستند. این می‌تواند مهم باشد، زیرا ممکن است لازم باشد قبل از بارگذاری برنامه جدیدی از نرم‌افزار Arduino، نوع IC (همراه با نوع برد خود) را بدانید. این اطلاعات را می‌توان به‌صورت مکتوب در قسمت بالای IC یافت. اگر می‌خواهید در مورد تفاوت بین IC های مختلف بیشتر بدانید، خواندن دیتاشیت ها ایده خوبی است.
تنظیم‌کننده ولتاژ (14) در واقع چیزی نیست که شما بتوانید در آردوینو با آن ارتباط برقرار کنید؛ اما بالقوه مفید است که بدانیم آنجاست و برای چه کاری مناسب است. تنظیم‌کننده ولتاژ دقیقاً همان کاری را که می‌گوید انجام می‌دهد – میزان ولتاژ ورودی به برد آردوینو را کنترل می‌کند. به عنوان نوعی دروازهبان به آن فکر کنید. ولتاژ اضافی را که ممکن است به مدار آسیب برساند دور می‌کند. البته، این قطعه نیز محدودیت‌های خود را دارد، بنابراین Arduino خود را به منبعی بیش از 20 ولت متصل نکنید.
آردوینو چندین برد مختلف تولید می‌کند که هر کدام دارای قابلیت‌های مختلف هستند. علاوه بر این، بخشی از منبع باز بودن سخت‌افزار به این معنی است که دیگران می‌توانند مشتقات بردهای آردوینو را اصلاح کنند که حتی عملکرد بیشتری را فراهم می‌کند. در اینجا چند گزینه مناسب برای شخصی که به دنیای آردوینو آمده است آورده شده است:
UNO یک انتخاب عالی برای اولین آردوینو شماست. این همه چیزهایی است که شما برای شروع به کار نیاز دارید و هیچ چیز دیگری لازم نیست. دارای 14 پایه ورودی / خروجی دیجیتال (از 6 ورودی می‌توان به عنوان خروجی PWM استفاده کرد)، 6 ورودی آنالوگ، اتصال USB، فیش برق، دکمه تنظیم مجدد و موارد دیگر. این شامل همه موارد موردنیاز برای پشتیبانی از میکروکنترلر است. برای شروع کار، آن را به سادگی به یک کامپیوتر متصل کرده یا با آداپتور AC یا DC باتری آن را تغذیه کنید.
این برد اصلی LilyPad Arduino است! LilyPad یک فناوری پارچه الکترونیکی پوشیدنی است که توسط لیا بوچلی توسعه یافته و توسط لیا و SparkFun به طور مشترک طراحی شده است. هر LilyPad به‌صورت خلاقانه با پدهای اتصال بزرگ و یک پشت صاف طراحی شده است تا بتوان آن‌ها را با نخ رسانا به لباس دوخت. LilyPad همچنین دارای بردهای ورودی، خروجی، تغذیه و حسگر مخصوص خود است که به طور خاص برای منسوجات الکترونیکی نیز ساخته شده است. آن‌ها حتی قابل شستشو هستند!
آردوینو مگا مانند برادر بزرگ UNO است. دارای تعداد زیادی (54 عدد) پین ورودی / خروجی دیجیتال (14 عدد می‌تواند به عنوان خروجی PWM استفاده شود)، 16 ورودی آنالوگ، اتصال USB، جک پاور و یک دکمه تنظیم مجدد وجود دارد. این شامل همه موارد موردنیاز برای پشتیبانی از میکروکنترلر است. برای شروع کار، آن را به سادگی به یک کامپیوتر متصل کرده یا با آداپتور AC یا DC باتری آن را تغذیه کنید. تعداد زیاد پین‌ها، این برد را برای پروژه‌هایی که به یک دسته ورودی یا خروجی دیجیتال نیاز دارند (مانند بسیاری از LED ها یا دکمه‌ها) بسیار مفید می‌کند.
Leonardo اولین برد توسعه آردوینو است که از یک میکروکنترلر با USB داخلی استفاده می‌کند. این بدان معنی است که می‌تواند ارزان‌تر و ساده‌تر باشد. همچنین، ازآنجا که برد به طور مستقیم USB را اداره می‌کند، کتابخانه‌های کدی در دسترس هستند که به آن‌ها امکان می‌دهد از صفحه‌کلید کامپیوتر، ماوس و موارد دیگر تقلید کنند!
اگرچه برد آردوینو شما بسیار زیبا است، اما به تنهایی نمی‌تواند خیلی کارها را انجام دهد – شما باید آن را به چیزی متصل کنید. در این بخش سنسورهای اساسی و همچنین شیلد های Arduino را معرفی می‌کنیم، دو مورد از مفیدترین ابزارها برای زنده کردن پروژه‌های شما.
با استفاده از چند کد ساده، Arduino می‌تواند حسگرهای متنوعی را کنترل و با آن‌ها تعامل کند – مواردی که می‌توانند نور، دما، درجه انعطاف‌پذیری، فشار، مجاورت، شتاب، مونواکسید کربن، رادیواکتیو، رطوبت، فشار بارومتریک را اندازه‌گیری کنند، شما می‌توانید آن را حس کنید!
علاوه بر این، مواردی وجود دارد که شیلد نامیده می‌شوند – اساساً آن‌ها بردهای مدار ساخته شده از قبل هستند که در بالای آردوینو قرار می‌گیرند و قابلیت‌های اضافی را فراهم می‌کنند – کنترل‌کننده موتورها، اتصال به اینترنت، ارائه ارتباطات بی‌سیم تلفن همراه یا سایر ارتباطات، کنترل صفحه LCD و خیلی بیشتر.
