معرفی

آردوینو یک پلتفرم متن‌باز است که برای ساخت پروژه‌های الکترونیکی استفاده می‌شود. آردوینو شامل یک برد فیزیکی قابل برنامه‌ریزی (که اغلب به آن میکروکنترلر گفته می‌شود) و یک نرم‌افزار یا IDE (محیط توسعه یکپارچه) است که بر روی کامپیوتر شما اجرا می‌شود و برای نوشتن و آپلود کردن کدهای کامپیوتری به روی برد فیزیکی استفاده می‌شود.

پلتفرم آردوینو در میان افرادی که تازه با الکترونیک آشنا شده‌اند، بسیار محبوب شده است و دلیل خوبی برای این امر وجود دارد. برخلاف اکثر بردهای مدار قابل برنامه‌ریزی قبلی، آردوینو نیازی به سخت‌افزار جداگانه (که به آن programmer می‌گویند) برای بارگذاری کدهای جدید روی برد ندارد – شما می‌توانید به سادگی از یک کابل USB استفاده کنید. علاوه بر این، IDE آردوینو از یک نسخه ساده‌شده از ++C استفاده می‌کند که یادگیری برنامه‌نویسی را آسان‌تر می‌کند.

چه چیزهایی روی برد وجود دارد؟

انواع مختلفی از بردهای آردوینو وجود دارند (در ادامه معرفی میکنیم) که می‌توانند برای مقاصد مختلفی استفاده شوند. برخی از بردها ممکن است کمی متفاوت از تصویر زیر به نظر برسند، اما اکثر آردوینوها دارای اجزای مشترکی هستند.

منبع تغذیه (USB / Barrel Jack):

هر برد آردوینو نیاز به یک روش برای اتصال به منبع تغذیه دارد. برد آردوینو UNO می‌تواند از طریق یک کابل USB که از کامپیوتر شما می‌آید یا یک منبع تغذیه دیواری (مانند این) که به یک کانکتور استوانه‌ای ختم می‌شود، تغذیه شود. در تصویر بالا، اتصال USB با شماره (1) و کانکتور استوانه‌ای با شماره (2) مشخص شده‌اند.اتصال USB همچنین روشی است که از طریق آن کد را روی برد آردوینو بارگذاری می‌کنید.

نکته: از منبع تغذیه‌ای با ولتاژ بیش از 20 ولت استفاده نکنید، زیرا ولتاژ بیش از حد به آردوینو آسیب می‌رساند (و آن را خراب می‌کند). ولتاژ توصیه‌شده برای اکثر مدل‌های آردوینو بین 6 تا 12 ولت است.

پین‌ها (5V، 3.3V، GND، آنالوگ، دیجیتال، PWM، AREF):

پین‌های روی برد آردوینو جایی هستند که سیم‌ها را به آنها وصل می‌کنید تا یک مدار بسازید (معمولاً همراه با یک برد بورد و چند سیم). این پین‌ها معمولاً دارای «هدر های» پلاستیکی سیاه هستند که به شما امکان می‌دهند به سادگی یک سیم را به برد وصل کنید. آردوینو چند نوع مختلف پین دارد که هر یک روی برد مشخص شده و برای کاربردهای مختلف استفاده می‌شود.

GND (3): مخفف ‘Ground’ (زمین). چندین پین GND روی آردوینو وجود دارد که هر یک از آنها می‌تواند برای زمین کردن مدار شما استفاده شود(همان منفی مدار).
5V (4) و 3.3V (5): همان‌طور که می‌توانید حدس بزنید، پین 5V توان 5 ولت و پین 3.3V توان 3.3 ولت تأمین می‌کند. اکثر قطعات ساده‌ای که با آردوینو استفاده می‌شوند، با ولتاژهای 5 یا 3.3 ولت به خوبی کار می‌کنند.
آنالوگ (6): محدوده پین‌های زیر برچسب ‘Analog In’ (A0 تا A5 روی UNO) پین‌های ورودی آنالوگ هستند. این پین‌ها می‌توانند سیگنال را از یک سنسور آنالوگ (مانند یک سنسور دما) بخوانند و آن را به یک مقدار دیجیتال که می‌توانیم بخوانیم تبدیل کنند.
دیجیتال (7): در مقابل پین‌های آنالوگ، پین‌های دیجیتال (0 تا 13 روی UNO) قرار دارند. از این پین‌ها می‌توان برای ورودی دیجیتال (مانند تشخیص فشار دادن یک دکمه) و خروجی دیجیتال (مانند روشن کردن یک LED) استفاده کرد.
PWM (8): ممکن است علامت (~) را کنار برخی از پین‌های دیجیتال (3، 5، 6، 9، 10 و 11 روی UNO) دیده باشید. این پین‌ها به عنوان پین‌های دیجیتال عادی عمل می‌کنند، اما می‌توانند برای چیزی به نام مدولاسیون عرض پالس (PWM) نیز استفاده شوند. فعلاً می‌توانید این پین‌ها را به‌عنوان پین‌هایی که می‌توانند خروجی آنالوگ شبیه‌سازی کنند (مانند محو شدن یک LED) در نظر بگیرید( در ادامه خیلی با pwm کار داریم و مفصل بهش میپردازیم).
AREF (9): مخفف Analog Reference (مرجع آنالوگ). بیشتر اوقات می‌توانید این پین را به حال خود رها کنید. گاهی اوقات برای تنظیم یک ولتاژ مرجع خارجی (بین 0 تا 5 ولت) به عنوان حد بالا برای پین‌های ورودی آنالوگ استفاده می‌شود.

دکمه ریست(Reset Button):

آردوینو دارای یک دکمه ریست (10) است. فشار دادن آن به طور موقت پین ریست را به زمین متصل می‌کند و هر کدی که روی آردوینو بارگذاری شده را مجدداً اجرا می‌کند. این ویژگی می‌تواند بسیار مفید باشد اگر کد شما تکرار نمی‌شود اما شما می‌خواهید آن را چندین بار آزمایش کنید.

نشانگر LED پاور:

درست زیر و به سمت راست کلمه “UNO” روی برد شما، یک LED کوچک در کنار کلمه ON’ (11)’ قرار دارد. این LED باید هر زمان که آردوینو شما به منبع تغذیه متصل میشود روشن شود. اگر این چراغ روشن نشود، احتمالاً چیزی اشتباه است و باید مدار خود را دوباره بررسی کنید!

LED های TX و RX :

TX مخفف ارسال (Transmit) و RX مخفف دریافت (Receive) است. این علامت‌ها در الکترونیک بسیار استفاده می‌شوند تا پین‌های مسئول ارتباط سریال را نشان دهند. در اینجا، دو مکان روی آردوینو UNO وجود دارد که TX و RX نشان داده شده‌اند – یک بار در کنار پین‌های دیجیتال 0 و 1 و بار دیگر در کنار LEDهای نشانگر TX و RX (12). این LEDها به خوبی به ما اطلاع میدهد که آردوینو چه زمانی اطلاعات را دریافت یا ارسال میکند (مانند زمانی که یک برنامه جدید روی برد بارگذاری می‌کنیم).

تراشه اصلی (Main IC):

شیء سیاه‌رنگی با پایه‌های فلزی که می‌بینید، یک مدار مجتمع (IC) است (13). می‌توانید آن را مغز آردوینوی ما تصور کنید. تراشه اصلی روی برد آردوینو بسته به نوع برد متفاوت است، اما معمولاً از سری ATmega از شرکت ATMEL است. دانستن نوع IC مهم است، زیرا ممکن است نیاز داشته باشید قبل از بارگذاری یک برنامه جدید از نرم‌افزار آردوینو، نوع IC را (به همراه نوع برد) بدانید. این اطلاعات معمولاً روی سطح بالایی IC نوشته شده است. اگر می‌خواهید درباره تفاوت بین تراشه‌های مختلف بیشتر بدانید، مطالعه دیتاشیت‌ها اغلب ایده خوبی است.

تنظیم‌کننده ولتاژ (Voltage Regulator):

تنظیم‌کننده ولتاژ (14) در واقع چیزی نیست که بتوانید (یا باید) با آن در آردوینو تعامل داشته باشید. اما دانستن اینکه وجود دارد و چه کاری انجام می‌دهد، می‌تواند مفید باشد. تنظیم‌کننده ولتاژ دقیقاً همان کاری را انجام می‌دهد که از نامش برمی‌آید – میزان ولتاژی که به برد آردوینو وارد می‌شود را کنترل می‌کند. می‌توانید آن را به‌عنوان نوعی دروازه‌بان تصور کنید که ولتاژ اضافی‌ای که ممکن است به مدار آسیب برساند را رد می‌کند. البته، این تنظیم‌کننده محدودیت‌های خود را دارد، بنابراین آردوینوی خود را به منبعی با ولتاژ بالاتر از 20 ولت متصل نکنید.

خانواده آردوینو (The Arduino Family)

آردوینو چندین برد مختلف تولید می‌کند که هرکدام قابلیت‌های متفاوتی دارند. علاوه بر این، بخشی از ویژگی‌های سخت‌افزار متن‌باز بودن آردوینو به دیگران این امکان را می‌دهد که بردهای آردوینو را تغییر داده و مشتقات آن را تولید کنند که دسترسی ها و قابلیت‌های بیشتری ارائه می‌دهند. برای مطالعه بیشتر در مورد هر یک از آردوینو ها میتوانید بر روی لینک ها کلیک و از توضیحات استفاده کنید.

Arduino Uno (R3)

Arduino Mega (R3)

Arduino Leonardo

LilyPad Arduino

وبلاگ

آردوینو چیست و چه کاربرد هایی دارد؟