آردوینو چست؟
آردوینو چیست؟ برد آردوینو در مؤسسه ی Ivrea Interaction Design برای دانشجویانی که هیچ پیش زمینه ای در مورد مفاهیم الکترونیکی و برنامه ریزی ندارند، طراحی شد. این بردهای اولیه شروع به تغییر کردند و با نیازها و چالش های جدید سازگار شدند.
اکنون می توان آن ها را در گروه های مختلفی تقسیم بندی کرد؛ از بردهای ساده ی 8 بیتی گرفته تا بردهای قابل جاگذاری در سیستم ها. آردوینو یک پلتفرم open-source است که در پروژه های الکترونیکی به کار برده می شود.
همه ی این بردها کاملاً open-source هستند و به همین دلیل این اجازه را به کاربران می دهند که به صورت مستقل و جداگانه آن ها بسازند و سپس آن ها را متناسب با نیازهای خود تغییر دهند.
یک Arduino هم دارای یک صفحه مدار فیزیکی قابل برنامه ریزی است (که معمولاً به آن میکروکنترلر گفته می شود)، و هم دارای یک نرم افزار یا IDE (integrated development environment) است که بر روی کامپیوتر شما نصب و اجرا می شود و برای برنامه نویسی برد آردوینو به کار برده می شود.
کاربرد برد آردوینو
با استفاده از آردوینو می توان کد های کامپیوتری را نوشت و آن ها را بر روی برد فیزیکی بارگذاری کرد. برد آردوینو برای کسانی که تازه شروع به انجام کارها و پروژه های الکترونیکی کرده اند بسیار محبوب است.
برخلاف مدارهای برنامه پذیر سابق، برد آردوینو برای بارگذاری کردن کدهای جدید بر روی برد به قطعه ی سخت افزاری مجزایی که به آن برنامه ریز می گویند نیازی ندارد. تنها با استفاده از یک کابل USB این کار انجام می شود.
به علاوه، IDE از یک ورژن ساده شده ی C++ استفاده می کند که باعث می شود یادگرفتن نحوه ی برنامه نویسی آن آسان تر شود.
برد آردوینو یک میکروکنترلر نیست، بلکه یک پلتفرم الکترونیکی open-source است. در حقیقت، آردوینو یک PCB (صفحه مدار چاپی) است که دارای میکروکنترلرها، LED ها، و تعداد زیادی قطعات و لوازم جانبی دیگر است. معمولاً برای عملیات های دارای ورودی و خروجی مانند کنترل یک موتور، خواندن پیام های سنسورها، و انجام محاسبات کوچک از آردوینو استفاده می شود.
برد Uno یکی از محبوب ترین بردها از خانواده ی آردوینو است که می تواند برای مبتدیان انتخاب بسیار خوبی باشد. در حقیقت، این برد برای همه ی افراد در سطوح مهارتی مختلف ابزار بسیار خوبی است.
اما با این وجود، اگر شما از قبل برخی از اصول پایه و اساسی الکترونیک را بدانید، زمانی که صرف یادگیری استفاده از آردوینو می کنید بسیار کمتر و مطلوب تر خواهد بود.
ما پیشنهاد می کنیم که قبل از این که آموزش آردوینو ، در رابطه با این مفاهیم اطلاعات کافی را بدست آورید :
- برق چیست؟
- ولتاژ، جریان، مقاومت، و قانون اُهم
- مدار چیست؟
- قطبیت یا پلاریته
- مدار مجتمع یا IC
- سطوح منطقی
- منطق دیجیتالی
- تفاوت های میان آنالوگ و دیجیتال
این تصویر اسکرین شاتی از IDE آردوینو است. شاید باور نکنید اما همین 10 خط کد، همه ی چیزی است که برای روشن و خاموش شدن چراغ LED که روی برد آردوینو قرار دارد لازم است.
در طول سال های بسیار، بردهای آردوینو برای هزاران نوع پروژه، از پروژه های ساده ی روزانه گرفته تا ابزارهای علمی پیچیده، مورد استفاده قرار گرفته اند. در رابطه با این برد open-source یک انجمن بین المللی متشکل از طراحان، هنرمندان، دانشجویان، برنامه نویسان، کارشناسان سرگرمی، و متخصصان بوجود آمده است.
کمک های مالی آنان تا حدی باورنکردنی بر دانشی که به طور یکسان در دسترس مبتدیان و متخصصان قرار می گیرد و می تواند برای آنان کمک بزرگی باشد، افزوده است.
نحوه کار با نرم افزار آردوینو
گام دوم آموزش آردوینو و یادگیری برنامه نویسی در آن است. اگر شما قبلا برنامه نویسی نکرده اید و آشنایی با برنامه نویسی ندارید جای نگرانی نیست زیرا برنامه نویسی در آردوینو بسیار آسان می باشد و شما در مدت زمان کوتاهی می توانید برنامه نویسی را انجام دهید. شما در این قسمت از آموزش آردوینو نحوه ی نصب نرم افزار برای محیط برنامه نویسی آردوینو و دستورات اولیه، بخش های مختلف نرم افزار، امکانات و قابلیت های آن آشنا خواهید شد
آموزش سنسور های دما و رطوبت با آردوینو
سنسورهای دما و رطوبت به عنوان اولین ماژول هایی که با آنها استفاده و کار خواهید کرد آشنا می شوید. کار کردن با این سنسورها بسیار راحت است و برای شروع یادگیری و آموزش آردوینو بسیار سنسورهای مناسبی می باشند. همچنین از کاربردی ترین سنسورها می توان به سنسور های دما و رطوبت نیز اشاره نمود.
از کاربردهای این سنسورها می توان به کنترل ایستگاه های آب و هوایی از راه دور، سیستم های کنترلی محصولات کشاورزی، کنترل وسایل و تجهیزات خانگی اشاره کرد. به وسیله ای این سنسورها شما می توانید رطوبت گیاهان خود را کنترل کنید یا دماسنجی برای خود بسازید. انواع مختلفی از سنسورهای دما و رطوبت وجود دارد که هر کدام به روش خاصی کار می کنند.
ما در آموزش آردوینو به بررسی سنسورهای معروفی مانند DHT11 و DHT22، سنسور دمای LM35، سنسور اندازه گیری دما با ترمیستور و سنسور رطوبت خاک می پردازیم.
آموزش استفاده از پتانسیومتر، انکودر و سروو موتور با آردوینو
این قسمت از آموزش آردوینو شروع کار با المان های حرکتی با کمک آردوینو می باشد که ساختن دستگاه های متحرک مانند ربات ها می تواند برای بسیاری از افراد جذاب و هیجان انگیز باشد. برای ساخت یک ربات متحرک و قابل کنترل شما باید مطالب زیادی را یاد بگیرید.
پتانسیومتر قطعه ای است که به وسیله ی آن می توانی دستوری را به یک عمگلر فرستاد و انکودر هم وسیله ی اصلی برای اندازه گیری زاویه ی موتورها می باشد. همچنین سروو موتور را در این آموزش به شما معرفی می کنیم که بسیار ساده است اما خیلی از عمگلرها در ربات ها از این سروو موتور ها استفاده می کنند.
راه اندازی ماژول التراسونیک با آردوینو
یکی از وسایلی که بتوانید با استفاده از ان فاصله ی اجسام و موانع را اندازه بگیرید و در بسیاری از پروژه ها به آن نیاز خواهید داشت ماژول فاصله سنج التراسونیک می باشد. این وسیله ی روش ساده و کاربردی برای اندازه گیری فاصله ها دارد.
نکته ای که باید به آن توجه کرد این است که از ماژول التراسونیک برای فاصله های نزدیک استفاده می شود و فقط اجسامی که رو به روی یکدیگر قرار دارند بر روی ماژول تاثیر می گذارند و زاویه انتشار آن محدود می باشد.
یکی از کاربرد های این ماژول در ربات ها این است که برای جلوگیری از برخورد ربات به موانع یا دیواره ها و همچنین تشخیص عبور اشخاص استفاده می شود.
آموزش آردوینو : جوی استیک و کی ید فلت
ماژول های زیادی وجود دارد که شما می توانید به عنوان ورودی یک فرمان از آنها استفاده کنید. برای نمونه می توان به جوی استیک اشاره نمود همان قطعه ای که در دسته های کنسول بازی یا کنترلرهای رادیویی هم وجود دارد، این قطعه ی ساده می تواند میزان زاویه را در دو جهت میسنجد.
یکی دیگر از قطعاتی که در “آموزش آردوینو” را مورد بررسی قرار می دهیم کی پد است، این ماژول یک صفحه کلید ماترسی در ابعاد 4*3 یا 4*4 است. این ماژول ها به شما کمک می کند تا بتوانید دستوری را ارسال کنید تا دستگاه را به صورتی که دوست دارید کنترل و هدایت کنید
آموزش راه اندازی ماژول اسپیکر با آردوینو
یکی از ابزاری که برای تولید و ساخت صدا استفاده می شود یک قطعه ی کوچک است که می تواند به عنوان هشداردهنده یا هنگامی که کلیدی را فشار می دهید صدای دلخواه شما را تولید کنید.
بازر یک نوع اسپیکر ساده و ارزان می باشد که می تواند صداهای مورد نظر شما را تولید کند. در این بخش شما می توانید با بازر یک قطعه موسیقی را اجرا کنید البته تنوع صداهای قابل استفاده در بازر چندان زیاد نیست اما نمی توان به سادگی از آن گذشت، بازر توانایی تولید صداهایی با چند ده هزار هرتز را دارد.
