پرمان مگ اخبار پرینتر سه بعدی فیلامنت و رزین
برد آردوینو چیست؟ آردوینو (Arduino) یک پلتفرم اوپن سورس الکترونیک است. بدین معنی که نرم‌افزار و طرح سخت‌افزار آن به صورت آزاد در اختیار تمام افراد قرار گرفته و افراد می‌توانند به وسیلهٔ آن پروژه‌های الکترونیکی خود را به سادگی انجام دهند. اوپن سورس و رایگان بودن پلتفرم آردوینو باعث شده تا میلیون‌ها نفر در سراسر جهان از این پلتفرم استفاده نمایند و روز به روز بیشتر آن را توسعه دهند.
مزیتی که بواسطه رایگان بودن پلتفرم آردوینو بوجود آمده‌است این است که معمولاً هر کسی در هر کجای جهان یک مدار مکمل به نام شیلد برای انجام یک کار خاص توسط آردوینو طراحی می‌نماید و معمولاً کتابخانه‌ای برای این شیلد می‌نویسد و اغلب اوقات این کتابخانه‌ها به صورت رایگان با سایر افراد به اشتراک گذاشته می‌شود. این ویژگی منحصر به فرد باعث شده تا شما بتوانید برای هر ماژول، سنسور یا قطعه‌ای که می‌خواهید به برد آردوینو متصل کنید کتابخانه‌های رایگان و صدها مثال رایگان پیدا کنید.
آردوینو (به انگلیسی: Arduino) یک میکرو کنترلر تک‌بردی است که به منظور تولید راحت‌تر برنامه‌هایی که با اشیاء یا محیط تعامل داشته باشند طراحی شده‌است. سخت‌افزار آن شامل یک برد سخت‌افزار متن‌باز که حول میکرو کنترلر ای‌وی‌آر اتمل یا یک آرم اتمل طراحی شده‌است. بعنوان مثال مدل Arduino UNO Rev3 دارای رابط یواس‌بی، ۶ پین ورودی آنالوگ و همچنین ۱۴ پین ورودی/خروجی دیجیتال است که اجازهٔ اتصال بردهای توسعهٔ مختلفی را فراهم می‌آورد. هرچند در مدلهای دیگر تعداد این درگاه‌های آنالوگ و دیجیتال متفاوت (بیشتر یا کمتر) است.
آردوینو میتواند جهت ایجاد اشیای تعاملی، گرفتن ورودی از تعداد زیادی سوییچ و حسگر، و کنترل تنوعی از لامپ‌ها، موتورها و سایر خروجی‌های فیزیکی به کار گرفته شود. آردوینو در سال ۲۰۰۵ به منظور ایجاد راهی ارزان و ساده برای برنامه‌نویسی اشیایی تعاملی ایجاد شد. آردوینو به همراه یک محیط یکپارچه توسعه نرم‌افزار (IDE) ساده ارائه می‌شود که در رایانه‌های عادی قابل اجرا است که اجازهٔ برنامه‌نویسی به کمک سی یا سی++ را برای آردوینو می‌دهد.
برد آردوینو میتواند پارامترهایی مانند نور محیط، کلیدها یا حتی یک ایمیل را به عنوان ورودی دریافت نماید و بعد از پردازش، خروجی‌هایی مانند روشن کردن یک وسیلهٔ برقی، تغییر رنگ LEDها یا ارسال یک ایمیل یا نظیر آن را ارائه دهد.
پلتفرم آردوینو شامل نرم‌افزار و سخت‌افزار متن باز می‌شود. سخت‌افزار آردوینو متشکل از بردهای مختلفی بر پایه میکرو کنترلرهای مختلف است که پر مصرف‌ترین سخت‌افزار آردوینو، Arduino UNO است که از میکرو کنترلر Atmega328 استفاده می‌کند و در بسیاری از پروژه‌های دانشجویی، رباتیک و پروژه‌های تحقیقاتی کاربرد دارد.
ویدیو معرفی : برد آردوینو Arduino چیست؟
بررسی سخت افزاری برد آردوینو
طراحی سخت افزار هر یک از این برد آردوینو بر اساس یک میکروکنترلر به خصوص صورت گرفته است. میکروکنترلرهای به کار رفته اغلب میکروکنترلرهای 8 بیتی AVR نظیر Atmega128 ، Atmega323 ، Atmega2560 ، Atmega8 می باشند. البته میکروکنترلرهای 32 بیتی ARM نظیر ATSAMD21G18 و AT91SAM3X8E از شرکت Atmel و میکروکنترلر 32 بیتی Curie شرکت اینتل نیز در برخی از آنها دیده می شود.
در کنار میکروکنترلر تمامی المان های مورد نیاز ، پورت های مختلف ورودی خروجی تعبیه شده است. این بوردها دارای سخت افزاری متن باز هستند بدین معنی که شماتیک ( نقشه مدار ) و همچنین Pcb ( فیبر مدار چاپی ) برای هر یک از آنها قابل دانلود و ساخت توسط همگان است ! این بورد ها از نظر سخت افزاری بسیار دقیق طراحی شده اند و تمامی المان های مورد نیاز برای استفاده ایده آل از میکروکنترلر در آن ها تعبیه شده است. در شکل زیر یکی اولین و معروف ترین بردهای آردوینو یعنی Arduino UNO را مشاهده می کنید.
بررسی نرم افزاری برد آردوینو
برد آردوینو از 2 بخش نرم افزاری تشکیل شده است.
بوت لودر Boot Loader
بوت لودر درواقع یک کد کوچک درون میکروکنترلر است که کنترلر را ویژه می کند و قدرت یکپارچه سازی آن را با IDE آردوینو و برد آردوینو را فراهم می کند. با پاک شدن بوت لودر، هرچه سعی می کنید IDE را برنامه ریزی کنید کنترلر چیزی متوجه نمی شود. به بیان ساده تر، بوت لودر به عنوان یک مترجم بین کنترلر و IDE آردوینو عمل می کند. قبل از یکپارچه سازی بوت لودر، باید آن را روی کنترلر (از یک پروگرامر متفاوت) ذخیره کنید.
نرم افزار Arduino IDE
IDE آردوینو روی کامپیوتر نصب می شود. این IDE هم مثل نمونه های مشابه یک کامپایلر، سریال مانیتور و … دارد. زبان آردوینو نوع دیگری از c++ است – دست کم شبیه برنامه های c++ است. برنامه از طریق IDE نوشته می شود و روی برد آپلود می شود. زبان آردوینو بسیار ساده است. IDE یا همان محیط یکپارچه توسعه نرم افزار این امکان را به شما می دهد که از بین نسخه های مختلف برد آردوینو با کنترلرهای مختلف، هرکدام را که می خواهید انتخاب کنید. همچنین این امکان را به کاربر می دهد که یک پورت ارتباطی مخصوص برای محل اتصال برد آردوینو انتخاب کنید.
ویژگی های نرم افزار آردوینو Arduino IDE
- پشتیبانی از کلیه سیستم عامل ها حتی نسخه تحت وب
- برنامه نویسی بسیار آسان توسط کتابخانه های طراحی شده
- ساده بودن محیط کاربری نرم افزار
- کتابخانه های آماده برای کار با ماژول GSM ، Ethernet ، WiFi و انواع موتورها و رابط های دیگر
- قابلیت ارتباط آنلاین با پورت سریال و مشاهده عملکرد برنامه
- دارای مثال های فراوان و پشتیبانی قوی و پروژه های گسترده رایگان
انواع شیلد ها و ماژول های برد آردوینو
شیلد به قطعات قابل نصب روی برد آردوینو گفته می شود که امکان واسطه سازی آسان ماژول هایی مثل LCD، اترنت و … را فراهم می کنند و نیاز به استفاده از سیم را به حداقل می رسانند. تنوع شیلدهای مخصوص برد آردوینو برای تمام ماژول ها و قطعات بسیار زیاد است.
ماژول ها نیز قابلیت های مختلفی را برای توسعه برد های آردوینو و کاربردهای آن ایجاد می کنند. مانند ماژول sd cart , ماژول سنسورهای دمایی , ماژول قطع برق و …
انواع ماژول هاانواع برد های آردوینو
برد آردوینو مگا Arduino Mega 2560
این برد بر اساس میکروکنترلر ATmega2560 ساخته شده و دارای قابلیت های فراوانی است. تعداد ورودی/خروجی های دیجیتال آن 54عدد می باشد و 16ورودی آنالوگ را پشتیبانی می کند. از54ورودی/خروجی دیجیتال ،15ورودی/خروجی آن می تواند برای PWM استفاده شود.
4پورت UART و یک پورت USB و ورودی آداپتور و کریستال 16مگاهرتز برای آن طراحی و ساخته شده است.
در تصویر زیر دیاگرام برد را مشاهده می کنید.
این بورد که بر اساس میکروکنترلر Atmega328p ساخته شده است ، دارای 14 ورودی/خروجی دیجیتال است که 6 تا از آنها میتواند به عنوان PWM باشد. همچنین دارای 6 ورودی آنالوگ ، کریستال 16 مگاهرتز ، ولتاژ عملکرد 5 ولت ، پورت USB ، ورودی آداپتور و دکمه ریست می باشد. در کنار میکرو کنترلر اصلی یک پروگرامر Stk500 قرار دارد که میتوان آن را فعال یا غیر فعال کرد.
در تصویر زیر دیاگرام برد را مشاهده می کنید.
برد آردوینو لئوناردو Arduino Leonardo
برد آردوینو پرو Arduino Pro
هسته اصلی این بورد میتواند میکروکنترلرهای ATmega168 یا ATmega328 باشد. تعداد ورودی/خروجی ها دقیقا شبیه بورد قبلی است. این بورد می تواند علاوه بر 16 مگاهرتز و ولتاژ 5 ولت در حالت 8 مگاهرتز و ولتاژ 3.3 ولت نیز کار کند. همچنین یک هدر مخصوص نصب آی سی FTDI تعبیه شده است. پروتکل stk500 برای پروگرام کردن این بورد به کار گرفته شده است. ویژگی این بورد طراحی کم حجم آن است.
برد آردوینو Arduino 101
یک بورد کاملا متفاوت و حرفه ای مخصوص آموزش ، بر اساس میکروکنترلر 32 بیتی Curie شرکت Intel به همراه ماژول های Bluetooth و شتاب سنج 6 محوره در کنار آن می باشد. دارای 14 ورودی/خروجی دیجیتال که 4 تا از آنها میتواند به عنوان PWM عمل کند. 6 ورودی آنالوگ ، پورت USB ، ورودی آداپتور ، کریستال 32 مگاهرتز و ولتاژ کاری 3.3 ولت می باشد.
برد آردوینو زیرو arduino Zero
این برد همانند UNO است اما در ساخت آن از میکروکنترلر 32 بیتی Cortex M0+ به نام ARMSAMD21 شرکت اتمل استفاده شده است. این بورد فقط از ولتاژ 3.3 ولت و فرکانس 48Mhz استفاده می کند. این بورد امکانات بسیار زیادتری به علت ARM بودن آن دارد که برای مشاهده آن میتوانید به سایت شرکت سازنده مراجعه کنید.
فایل ArduinoProgrammingNotebook را از اینجا دانلود کنید. arduino programming notebook
منبع: الکتروولت
