معرفی برد آردوینو
این پروژه در ایتالیا تولید گردید برای پروژه‌ی تحقیقاتی در کلاس درس به هدف ایجاد پروژه‌های دیجیتالی توسط افراد غیر متخصص به انجام رسید تا بتوانند با ابزار‌های ساده و هزینه‌ی کم بتوانند آن‌ها را ایجاد نمایند که نام این برد و نرم‌افزار را از اسم یک پادشاه گرفته شده است که پنج دانشجو برای تحقیق و پروژه دانشگاهی خود به ساخت این نوع برد اقدام نموده که از بین آن‌ها آردوینو توسعه یافت زیرا علاوه بر امکانات و خصوصیاتی خوبی که در آن تعبیه شده کم هزینه بودن آن هم مطرح است. ریک برد متن باز و یا اوپن سورس است، متن باز بودن برنامه و نرم‌افزار به این معناست که روشی و راه حلی است که با آن کاربران و افراد علاقمند می‌توانند نرم‌افزار و سخت‌افزار را به هر روشی که دوست دارند تغییر دهند. که این نرم‌افزار در ایران به اسم آردوینو هم نامیده می‌شود که کاربرد‌های بسیار زیاد و آسانی دارد این برد ورودی‌ها را دریافت کرده و با استفاده از میکروکنترلرهایی که روی خود تعبیه شده است با یکسری دستورالعمل‌هایی که از قبل برایش تعریف می‌کنید عمل می‌کند یعنی باید به آن بگویید چه کاری را انجام دهد که برای دادن دستورالعمل به برد arduino باید حتما ابتدا نرم‌افزار آن را نصب و از آن استفاده نمایید. از آردوینو تقریبا در ساخت پروژه‌ها استفاده می‌شود که با گذشت زمان تقریبا می‌توان گفت مغز خیلی از پروژه‌های ساخته شده است پروژه‌هایی که ساده هستند و کاربرد اندکی دارند تا پروژه‌هایی که پیشرفته هستند و در پروژه‌های صنعتی به کار می‌روند. آردوینو به دلیل کار کرد راحت و آسان و ویژگی‌های بخصوصی که دارد توانسته است توسط علاقمندان، دانشجویان، برنامه نویسان علاقه و طرفدار بیش‌تری را جذب نمایند و کاربرد متعددی را در جمع آنان پیدا کنند.
معرفی برد آردوینو
درواقع می‌توان گفت این نرم‌افزار به هدف آموزش افراد به برنامه نویسی ایجاد شد کسانی که هیچ سابقه‌ای در رشته‌های الکترونیک و کدنویسی نداشته‌اند ایجاد گردید اما رفته رفته با زیاد شدن کاربران این شرکت به بهتر شدن و کامل کردن نرم‌افزار خود اقدام کردند تا بتوان کاربرد‌های متعددی را در آن ثبت و اضافه کنند. همه‌ی بردهای موجود در بردهای آردوینو منبع باز بوده است که علاقمندان توانسته‌اند بطور مستقل و تکی نیاز‌های خود را برطرف نمایند. یکی از بردهای پر طرفداری که در آردوینو ساخته شده است آردوینوی نانو است که در حجم و اندازه کوچک ساخته شده است که کاربرد فراوان دارد که می‌توانید بعد از ساختن آن برد را بی سیم و یا با کابل به گوشی همراه کامپیوتر وصل نموده و پیاده سازی نمود.
نرم‌افزار آردوینو
قبل از این که وارد مبحث نرم‌افزار آردوینو شویم لازم به ذکر است که سخت افزا آن را بررسی نماییم. آردوینو به عنوان یک سخت‌افزار ارزان قیمت و هم‌چنین قدرتمند نام برد که در آن یکسری میکروکنترلر و قطعه‌های متعدد و مورد نیاز در آن بکار برده شده است که با استفاده از شیلد‌های کنار برد می‌توانید امکانات بیش‌تری را با آن اضافه نمایید. حال اگر بخواهیم درباره نرم‌افزار این بردها صحبت کنیم باید بگوییم مانند سخت‌افزارش بسیار قدرتمند و کارآمد است و همین طور رایگان است که نیازمند کرک نیست.. برای برنامه نویسی و نوشتن کد می‌توانید از زبان‌های برنامه نویسی c++ و c استفاده کنید که نیازمند سیستم عاملی هستید که بشود با آن کار نمود مثل سیستم عامل‌های مک، لینوکس، ویندوز.
مزایای نرم‌افزار این برد آردوینو
نرم‌افزار آردوینو متناسب یادگیری چیزهای جدید کاربرد دارد که همه‌ی علاقمندان می‌توانند با رعایت کردن قوانین موجود و دستوالعمل‌های مناسب ایده‌ای را برای ساخت یک پروژه ایجاد کرده و به تکمیل آن اقدام نمایید همان طور که قبل به این موضوع پرداخته‌ایم یکی از مزیت و ویژگی‌های خوب آن این است که بردها ارزان قیمت هستند و هزینه‌ی ساخت آن بسیار کم است و یا در بردهای arduino می‌توانید از تمامی سیستم عامل‌ها استفاده نمایید زیرا آن با تمامی سیستم عامل‌ها سازگار است و هم‌چنین می‌توان از دیگر ویژگی‌های خوب این نرم‌افزار به این اشاره نمود که محیطی که برای نوشتن کد در نرم‌افزار استفاده می‌شود بسیار ساده است و کار با آن را برای کاربران آسان می‌کند اما اینطور که می‌گوییم ساده است به این معنا نیست که امکاناتش پایین است و یا قابل انعطاف پذیر نیست و روی بردهای مختلف هم قابل توسعه است.
انواع برد آردوینو
با ساخت و بوجود آمدن بردهای arduino رفته رفته انواع مختلفی از آن ساخته شد که هر کدام کارایی مختلفی دارند و در قسمت‌های متعدد از آن بهره می‌برند که شما برای استفاده کردن از این بردها باید ببینید هر کدام چه خصوصیاتی داشته و با بررسی کردن هر یک ببینید کدام یک از این بردها متناسب کار شما و پروژه شما است و از آن استفاده نمایید.
- برد آردوینو uno: این برد یکی از معروف ترین‌ها است در بین کاربران زیرا با بسیاری از روش‌های ارتباطی با ماژول‌ها ارتباط برقرار می‌کنند که پردازش مناسبی را انجام می‌دهند هم‌چنین حافظه خوبی برای کارهای آسان دارد و همین طور مطالب آموزشی زیادی برای کار با این برد وجود دارد به همین دلیل علاقمندان انتخاب اولشان این برد‌هاست.
- برد آردوینو mega: ممکن است وقتی از uno استفاده می‌کنید تمامی خواسته‌های شما را انجام دهد اما شما نیازمند حافظه و یا پین‌های بیش‌تری هستید برای این کار این برد انتخاب خوبی برای کاربران است که می‌توان به پین‌های بسیاری وصل شود و هم‌چنین به دلیل بالا بودن حافظه اطلاعات زیادی را در خود قرار دهد.
- برد آردوینو due: قدرتمند‌ترین بردهای آردوینو است که زمانی که می‌خواهید پروژه‌های حرفه‌ای بسازید و آن نیازمند پردازش بالایی داشته از این مدل استفاده کنید زیرا قدرت پردازش بسیار بالایی دارد و همپنین تعداد پین‌های زیادی در خود قرار داده است و هم‌چنین برای استفاده از آن می‌توان کیبورد و ماوس را در آن تعبیه کنید اما این را دقت کنید که این برد با ولتاژ 3 کار می‌کند و اگر از پین‌هایی استفاده کنید که ولتاژ بالاتری استفاده نماید باعث می‌شود برد شما خراب شود.
- Mkr vidor: قدرت آن نسبت به برد قبلی بسیار کمتر است اما وقتی که شما پردازش‌های موازی را انجام دهید این برد مناسب کار شماست قابلیت دیگری که منحصر به فرد می‌کند این برد را پردازش سیگنال و تصاویر است که قیمت بسیار بالایی دارد برای همین در کشوی مثل ایران طرفدار زیادی ندارد و استفاده نمی‌شود.
- برد آردوینو lily pad: این برد در لباس‌های هوشمند استفاده می‌شود برای کاربرد‌های پوشیدنی طراحی و استفاده شده است که با استفاده کردن نخ رسانا می‌توانید یکسری اجزای مورد نیاز را به آن اضافه نمود که ترکیبی از پارچه و الکترونیک است برای پروژه با این بردها مناسب است.
تجهیزات برد آردوینو
همان طور که گفته شد این بردها در انواع و تنوع‌های مختلفی بوجود آمده است که به طبع کاربرد‌های متفاوتی هم دارا هستند. اگر شما می‌خواهید با بردهای آردوینو کار کنید قبل کار با آن بدانی در این بردها چه چیزی‌هایی تعبیه شده است راحت‌تر و آسان‌تر می‌توانید پروژه‌های خود را ساخته و اعمال کنید که معمولا تجهیزات این بردها تقریبا یکی است و امکان دارد خصوصیات آن کم و زیاد شده شود.
- اتصال آن به کامپیوتر: برای این که بتوانیم این بردهای arduino را به کامپیوتر خود وصل نماییم باید مطابق استاندارد‌هایی که هر یک از این بردها دارند کار کنیم و با یکسری رابط و پروتکل به کامپیوتر وصل شویم.
- تغذیه: هر نوع بردی که آردوینو آن را به وجو آورده است با هر خصوصیات و تجهیزاتی که دارد نیازمند مبنعی برای تغذیه است که از طریق راه‌های مختلف تغذیه می‌شود برای مثال این بردها می‌توانند از طریق اتصال و وصل شدن به یو اس پی تغذیه شوند و یا از طریق یک منبع تفذیه‌ی ترمینالی جذب می‌کند و این نکته را هم در نظر بگیرید که اگر از یو اس پی برای منبع تغذیه استفاده می‌کنید ولتاژش بیش‌تر از 12 است برد شما به کل خراب خواهد شد.
- دکمه‌ی ریست کردن: در برد آردوینو یک دکمه‌ی ریست کردن تعبیه شده است که اگر برنامه‌ای چند بار تکرار شد و یا در نوشتن کد‌های برنامه خطایی بوجود آمد با ریست کردن این برد مشکل حل شود.
- ای سی اصلی: مدارهای میکروکنترلر نامیده می‌شود که به عنوان تراشه‌ای مانند مغز برد کار کرده و وظیفه‌ای ان مطابق مغز انسان عمل می‌نماید یعنی تمامی پردازش‌ها، تصمیم گیری‌ها را انجام داده و مدیریت می‌کند که این تراشه شمال اپشن‌های حافظه فلش، حافظه‌ی رم،پردازنده است.
- تنظیم کننده ی ولتاژ: این چیزی نیست که کاربران در پی تنظیم نمودن آن هستند اما بد نیست بدانید چه خصوصیت و چه کاری را انجام می‌دهد مشخص می‌نماییم. تنظیم کننده‌ی ولتاژ در حقیقت یعنی ولتاژی که در برد آردوینو وجو دارد را تنظیم می‌کند تا بصورت کنترل شده در جریان باشد که یک وقت ولتاژ بالا به برد آسیبی نرساند.
- پین‌ها: پین‌ها در برد آردوینو مکانی هستند که با استفاده از ان می‌توانید سیم‌ها و اتصالات مربوطه را بر روی برد با آن انجام دهید که هر کدام از این پین‌ها در انواع مختلفی ایجاد شده است که هر کدام خصوصیت منحصر به فرد خود را دارد همانند آلانوگ، دیجیتال.
معایب برد آردوینو
وقتی شما از میکروکنترلر‌ها استفاده می‌کنید به مراتب نیازمند فضای کم‌تری هستید اما با برد آردوینو فضای زیادی را برای کدنویسی اشغال می‌کنید. یکی دیگر از معایب این برد این است که اگر تغذیه آن با ولتاژ بالا صورت بگیرد بردتان برای همیشه آسیب می‌بیند.
شیلد آردوینو
شیلد به یک سری قطعه که بر روی برد نصب خواهند شد نامیده می‌شود و ماژولی را برای ارتباط و اتصال مثل اترنت که امکان واسطه شدن را دارد فراهم می‌شود که کاربرد شیلدها برای این است که وقتی بخواهیم به ابزار‌های دیگه متصل نمود نیازی به لحیم کاری و سیم کشی نخواهیم داشت و می‌توانیم بخش‌های مختلف و استفاده همزمان چندین سنسور بدون این که نیازی است سیم کشی کنیدبه برد متصل نمایید. شیلدها مدارهای مازولاری هستند که باعث می‌شوند بتوانید قابلیت‌های زیادی را به برد اضافه نمایید شیلدها باعث می‌شود که پیچیدگی سخت‌افزاری در برد کم شود و کار کردن با آن آسان‌تر شود همه‌ی شیلدها ساختار یکسانی دارند که شامل پین‌های مختلف است که ممکن است شیلد همه‌ی این پین‌ها را استفاده نمایند یا بعضی از آن را استفاده کند بسته به کاریست که قرار است انجام دهد و شما نباید از پین‌هایی که روی هم قرار دارند در یک زمان از آن استفاده نمایید که این شیلدها انواع مختلفی دارد که چند نمونه از آن را برای شما بیان می‌کنیم:
- شیلد اترنت: با استفاده از این شیلدها که بر روی بردهای arduino نصب شده اند زمانی که محدودیتی برای شیلد خود ایجاد شد را رفع نمایید از طریق اترنت تا زمانی که آردوینوی خود را به اینترنت متصل می‌کنید می‌توانید کارهای مختلف و جالبی را برای آن انجام دهید که برای رفتن به اینترنت می‌توانید از این شیلدها استفاده نمایید.
- شیلد صدا و موسیقی: شما می‌توانید با اضافه کردن کارت حافظه به شیلد مورد نظرتان و همین طور با اضافه کردن چند تا بلندگو به آن می‌توانید یک پخش کننده صدا و موسیقی بسازید و یا می‌توانید از یکسری پروتکل‌های midi استفاده نمایید و شیلد مورد نظر خود را به ابزار موسیقی تبدیل کنید که بتواند انواعی از صداهای ساز را در بیاورد. می‌توانید به یکسری شیلدها خصوصیاتی اضافه کنید که صدا‌ها را به یکسری فرکانس‌های باینری تبدیل کند تا بتوانید نمایشگر هموار کننده بسازید و یا کاری کنید که صداهای میکانیکی و یا رباتیکی تولید کند.
- نمایشگر و دوربین: شما می‌توانید از یکسری شیلد استفاده کنید که به شما این امکان را می‌دهد تا آردوینوی خود را تبدیل به یک صفحه نمایش تبدیل کنید که در این شیلدها یک صفحه نمایش به آن متصل است که می‌توانید تصویری که می‌خواهید را تماشا کنید و یا با استفاده از آن آردوینوی خود را به رباتی تبدیل کنید که می‌تواند حباب‌ها را دنبال کند تا بتواند به شئ بر خورد نکند تا بتواند وظیقه‌ای که به او واگذار شده است را انجام نماید.
- شیلد درایو موتور: اگر شما می‌خواهید موتوری راه اندازی کنید می‌توانید با ساخت و ایجاد این شیلدها آن‌ها را کنترل کنید که می‌توانید درایو موتور کلاسیک بسازید شما وقتی می‌خواهید رباتی را بسازید برای درست کردن موتور و دستوراتی که می‌خواهید انجام دهید می‌توانید از این شیلدها در ساخت آن کمک بگیرید و استفاده نمایید.
- ماژول: ماژول‌ها ساده‌ترین و کوچیکترین‌ها نسبت به بردهای آردوینو است وقتی می‌گوییم ساده‌ترین منظور تعداد تعدد‌های موجود در قطعه‌های برد است ولی این باعث نمی‌شود که بگوییم سرعت پردازش آن کمتر از بردهای آردوینو است که شیلدها به این بردها و ماژول‌ها متصل شده تا بتوانند امکانات فراوانی را به سیستم اضافه نمایند.
کیت آردوینو
شما زمانی که آردوینو را تهیه می‌کنید برای کار کردن با آن باید با یکسری از قطعات آن آشنا بوده و آن‌ها را به هم متصل نمایید مثل برد، ماژول، قطعه‌ها، شیلدها که با استفاده از آن‌ها و یادگیری متصل نمودن آن بتوانید پروژه‌های کاربردی بسازید اما این کار‌ها ممکن است برای کسانی که تا به حال با این بردهای آردوینو استفاده نکرده‌اند سخت است برای همین یک تیم تخصصی آموزشی برای آموزش دادن و راحت کردن افراد به یادگیری و کار کردن کاربردی با آن ایده‌های الکترونیک را برای آموزش به افراد با نام کیت آردوینو تهیه و فراهم نموده اند که در آن پروژه‌های مختلف و بصورت رایگان در کیت‌ها قرار داده و آن را در اختیار مردم قرار دادند برای مثال در این کیت‌های آموزشی آمده اند تجهیزات جانبی آردوینو را بررسی و توضیح و آموزش داده‌اند که ممکن است وقتی می‌خواهید با این بردها کار کنید به این لوازم جانبی نیاز پیدا کرده پس باید با آن‌ها آشنایی کامل داشته و یا راحت‌تر بتوانید به این برد تجهیزات و لوازم جانبی بیش‌تری متصل نمایید.
سطوح مختلف تجهیزات آردوینو
- مبتدی: زمانی که شما به تازگی است کار خود را آغاز کرده‌اید یا تسلط کامل بر روی این برد را ندارید بهتر است از تجهیزات و ابزارهایی استفاده نمایید که ابتدایی‌تر و ساده‌تر است تا بتوانید از آن‌ها در پروژه‌های مورد نیاز خود استفاده نمایید.
- پیشرفته: این دسته از محصولات از ابزار‌ها و تجهیزاتی استفاده شده است که پردازه‌ی بسیار قوی دارند و این امکان را به برد می‌دهد تا پردازش‌های قوی‌تری را انجام دهند و کار کردن با آن باید اشنایی کامل داشت تا بتوانید در پروژه‌های قوی‌تر و قدرتمند‌تر از آن استفاده نماییم.
- اینترنت اشیا: در بین تجهیزات و محصولاتی که بردهای آردوینو وجو دارد و تولید شده است محبوب‌ترین محصول در بین علاقمندان است که این امکان را به افراد خواهند داد تا به شبکه‌های اینترنت متصل شوند و اطلاغات و کارهای مورد نظر را در اینترنت به اشتراک افراد بگذارند. مثلا در سیستم‌های ایستگاه‌های هواشناسی زمانی که از این تجهیزات استفاده می‌کنند اطلاعاتی مانند هوا، دما و سایر اطلاعات موجود در این سیستم را توسط بردها و تجهیزات موجود در آن پردازش و به اشتراک می‌گذارند.
- آموزش: این محصول روشی است که به علاقمندان کار کردن با این برد را آموزش می‌دهد و یا به مربیان این امکان را می‌دهند تا با روش‌های خلاقانه به اقراد آموزش دهند که آن‌ها بتوانند پروژه‌های منحصر به فردی را ایجاد نمایند.
- تجهیزات پوشیدنی: از بردهای بسیار کوچکی استفاده و ایجاد شده اند که وزن بسیار پایینی دارند که نحوه‌ی کار با آن به گونه ایست که می‌توان آن‌ها را به لباس خود متصل کرده و یکسری داده به آن اضافه نموده تا کار خاصی را انجام دهند تا جلو‌های خاص و خلاقانه انجام دهند.
- پرینتر سه بعدی: یکی دیگر از تجهیزات این برد است که با استفاده از یک شیلد به عنوان کنترل کننده می‌توانید یک پرینتر ایجاد کنید که می‌توان ویژگی‌هایی مثل متن باز بودن متصل نمدن آن به اینترنت را هم به آن اضافه نمایید تا با اطلاعاتی که به آن می‌دهید یک پرینتر سه بعدی ایجاد نمایید.
تفاوت میان رزبری و آردوینو
برای فرق میان این دو برد باید این گونه بیان نمود که هر کدام از آن‌ها خصوصیات منحصر بفردی دارن و خودت باید ببینی برا په چیزی می‌خواهید از این بردها استفاده نمایید پس شما برای انتخاب باید ببینید چه چیزی ساخته‌اید بسته به نوع آن از آن‌ها استفاده نمایید. با این حال اینطور به شما بگویم که رزبری پای یک رایانه‌ای است با کارایی‌های بالا که ورودی و خروجی ان هم مانند کامپیوتر است که شما می‌توانید ان را تبدیل به کامپیوتر یا کنسول بازی کنید. اما بردهای آردوینو بر خلاف رزبری‌ها هستند یعنی یک میکرو کنترلر هستند و نمی‌توان گفت آن هم مانند رزبری‌ها کارو نقش کامپیوتر را ایفا می‌کنند بلکه انها نوعی واسط بین دستگاه‌ها و سنسورها هستند و پروژه‌های سخت‌افزاری را با آن‌ها ساخت. حال شما با استفاده از این منابع یاد گرفته‌اید که این برد چه چیزی است و نحوه‌ی کار آن چگونه است اما اگر می‌خواهید آن را بصورت پیشرفته ادامه دهید بهتر است نرم‌افزار این برد را هم دانلود کرده آموزش ببینید تا بتوانید یک پروژه‌ی حرفه‌ای و واقعی بسازید.
اگر تجربه‌ی کار و استفاده ی بردهای آردوینو را دارید در بخش نظرات همین نوشته برای ما بنویسید.