معرفی شیلد و ماژول های پرکاربرد در آردوینو

توی این پست قراره بریم سراغ اینکه شیلد و ماژول آردوینو چیه و چه کاربردی داره. پس در ادامه همراه دایاتیم باشید.

چرا از شیلد و ماژول در آردوینو استفاده میکنیم؟

خود آردوینو به تنهایی فقط می‌تونه کارهای ساده‌ای مثل کنترل ورودی و خروجی رو انجام بده. برای انجام کارهای پیچیده‌تر، باید از قطعات الکترونیکی زیادی استفاده کنی و مدارهای پیچیده بسازی. شیلدها و ماژول‌ها، مدارهای پیچیده‌ای هستن که از قبل ساخته شدن و برای انجام یک کار خاص طراحی شدن. یعنی به جای اینکه خودت یه مدار پیچیده درست کنی و به آردوینو وصلش کنی، می‌تونی آردوینو رو به این بردها وصل کنی و اونا بخش زیادی از کار رو برات انجام میدن. اینطوری می‌تونی خیلی راحت و سریع قابلیت‌های میکروکنترلرت رو افزایش بدی، بدون دردسر زیاد.(میتوان به عنوان نمونه به lcd با ماژول ارتباطی I2C اشاره کرد)

صنعتگران انواع شیلدها رو می‌سازن تا قابلیت‌های آردوینو رو افزایش بدن. این شیلدها در واقع مدارهای خاصی هستن که برای انجام یه کار مشخص طراحی شدن و بعد به‌طور مستقیم به آردوینو وصل می‌شن. با توجه به اینکه بی‌نهایت مدار می‌تونی به آردوینو وصل کنی، شیلدهای بی‌شماری هم وجود دارن که کارهای مختلفی رو انجام میدن.

شیلد اردوینو چیست؟

شیلد آردوینو یه برد مخصوصه که روی آردوینو نصب میشه و قابلیت‌های خاصی بهش اضافه می‌کنه. اسمش هم به این خاطر شیلد شده که انگار داره مثل یه سپر از خودش محافظت می‌کنه.

معایب استفاده از شیلد

با این حال، استفاده از شیلدها یک سری معایب هم داره. یکی از بدی‌هاش اینه که ممکنه بیشتر از اون چیزی که نیاز داری، پایه‌های آردوینو رو اشغال کنه، چون ممکنه یه سری قابلیت‌های اضافی روی شیلد باشه که نمی‌خوای استفاده کنی. حتی اگه قصد نداری از همه بخش‌های شیلد استفاده کنی، باز هم اون قسمت‌های مدار به آردوینو وصل می‌مونن. مثلا فرض کن ما فقط می‌خوایم یه موتور DC رو کنترل کنیم، ولی دوتا پایه هم برای کنترل سروو موتور وصل شدن که ما استفاده‌شون نمی‌کنیم. این مسئله وقتی می‌خوای چندتا ماژول و قطعه دیگه به آردوینو وصل کنی، دردسرساز میشه. خیلی کم پیش میاد که بتونی شیلدهای مختلف رو بدون اینکه این پایه‌ها با هم تداخل پیدا کنن، روی هم بذاری.یه راه حل ساده برای این مشکل اینه که از ماژول‌های خارجی استفاده کنی و فقط پایه‌هایی که نیاز داری رو به آردوینو وصل کنی.

حالا به معرفی چند نمونه از شیلدهای پرکاربرد آردوینو می پردازیم:

1) شیلد اترنت (Ethernet Shield):

شیلد اترنت به شما این امکان را می‌دهد که آردوینو خود را به اینترنت متصل کنید. تنها کاری که باید انجام دهید این است که شیلد را روی برد آردوینو قرار دهید و سپس آن را به شبکه خود متصل کنید. بسیار ساده است.

2) شیلد رله (Relay Shield):

شیلد رله یک ماژول با ۴ رله مکانیکی است که به شما روشی آسان برای کنترل ولتاژ بالا ارائه می‌دهد.

3) ProtoShield:

شیلد پروتو یک شیلد نمونه‌سازی است که نمونه‌سازی را آسان می‌کند. این شیلد امکان ایجاد ارتباطات ساده بین بردبورد و آردوینو را فراهم می‌کند.

4) LCD Shield:

این شیلد استفاده از نمایشگر کاراکتری 16×2 را آسان می‌کند. با استفاده از آن، می‌توان یک نمایشگر کاراکتری 16×2، تا 3 پین نور پس‌زمینه و 5 پین صفحه‌کلید را تنها با دو پین I2C روی آردوینو کنترل کرد.

5) شیلد تشخیص دود( Smoke Detector Shield):

این شیلد می‌تواند غلظت گازهای قابل اشتعال در هوا را تشخیص دهد و آن را به عنوان یک مقدار آنالوگ بخواند. این ویژگی برای ساخت یک سیستم تشخیص دود مفید است.

ماژول چیست ؟

ماژول‌ها، مثل شیلدها، بردهایی هستن که به آردوینو وصل میشن و قابلیت‌های خاصی بهش اضافه می‌کنن. اما فرق ماژول‌ها با شیلدها اینه که مخصوص آردوینو نیستن. لازم نیست که حتماً روی آردوینو نصب بشن؛ می‌تونی با سیم اون‌ها رو به انواع بردهای کنترلی دیگه وصل کنی یا حتی بعضی وقت‌ها به تنهایی (بدون آردوینو) هم کار می‌کنن.

حالا بریم سراغ معرفی چندتا از معروف ترین و پرکاربرد ترین ماژول ها :

1) سنسور دما DHT11 / DHT22:

سنسور های DHT از دو بخش دما و رطوبت تشکل شده اند ، در واقع هر سنسور خود دارای دو سنسور مجزا می باشد که استفاده از آنها را مقرون به صرفه کرده است. سنسور رطوبت مورد استفاده در این خانواده از نوع خارنی می باشد و سنسور دمای آن از نوع مقاومتی است که خروجی این دو سنسور توسط یک مبدل آنالوگ به دیجیتال به دیجیتال تبدیل می شود.

2) ماژول HC-05 / HC-06 (بلوتوث):

این ماژول یکی از پرکاربردترین ماژول های بلوتوث بوده که تقریباً در تمامی پروژه هایی که در آنها نیاز می باشد که توسط میکروکنترلر اطلاعات بصورت بلوتوث ارسال شوند از این ماژول استفاده می گردد. نحوه راه اندازی ماژول بسیار ساده بوده و از طریق پروتکل سریال به میکروکنترلر متصل می گردد. اطلاعات مختلف در این ماژول مانند تغییر نام، تغییر بادریت، تغییر پسورد pair و… از طریق ارسال ATcommand قابل تغییر است. برای تبادل اطلاعات بی سیم در فواصل کوتاه مناسب است. می توان با آن به کامپیوتر یا تبلت ، تلفن همراه و یا بین دو ماژول ارتباط برقرار کرد.

3) ماژول RFID RC522:

ماژول RFID RC522 كه براساس تراشه MFRC522 ساخته شده، محصول شرکت NXP است و يكی از ارزان قيمت‌ترين ابزار‌های پياده‌سازی RFID به حساب می‌آید. اين ماژول معمولا به همراه يک تگ كارتی و يک تگ سرکلیدی كه دارای حافظه يک كيلوبايتی است، ارائه می‌شود. اما بهترین ویژگی این ماژول، قابلیت نوشتن تگ آن است.

4) ماژول اولتراسونیک سنجش مسافت SRF05:

ماژول‌های اولتراسونیک (فراصوت) بر اساس اصول کار مشابه رادار یا ردیاب صوتی عمل می‌کنند و ویژگی‌های هدف را از طریق تحلیل بازتاب امواج صوتی تشخیص می‌دهند. این ماژول‌ها امواج صوتی با فرکانس بالا تولید می‌کنند و موج بازتاب شده را دریافت و تحلیل می‌کنند. با محاسبه زمان بین ارسال سیگنال و دریافت بازتاب، می‌توانند فاصله جسم را با دقت محاسبه کنند.

این توضیحات صرفا نمونه کوچیکی برای آشنایی با شیلد ها و ماژول های پرکاربرد در آردوینو بود.

برای آشنایی تخصصی تر و نحوه کار و راه اندازی شیلد ها و ماژول های آردوینو در آینده همراه دایاتیم باشید (این پست آپدیت خواهد شد).

وبلاگ