آشنایی با آردوینو - بخش اول

سرویس آموزش و آزمون برق نیوز: آردوینو (Arduino)، یک پلتفرم متن باز است که در ساخت پروژه‌های الکترونیک مورد استفاده قرار می‌گیرد. با توجه به طراحی متن باز این پلتفرم، نرم‌افزار و طرح سخت‌افزار آن به صورت آزاد در اختیار تمام افراد قرار گرفته و افراد می‌توانند به وسیله آن پروژه‌های الکترونیکی خود را به سادگی انجام دهند. این ویژگی 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 به واسطه رایگان بودن پلتفرم آردوینو به وجود آمده‌است این است که معمولاً هر کسی در هر کجای جهان یک مدار مکمل به نام شیلد (Shield)، برای انجام یک کار خاص در آردوینو طراحی می‌کند 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 آردوینو متصل کنید و صد‌ها کتابخانه و مثال رایگان پیدا کنید.

آردوینو شامل یک مدار قابل برنامه ریزی فیزیکی (اغلب به عنوان یک میکروکنترلر) و یک قطعه نرم افزاری یا محیط یکپارچه توسعه (IDE) است که بر روی کامپیوتر اجرا می‌شود. IDE محیطی عمدتاً گرافیکی است که تمام یا شماری از ابزار‌های لازم برای توسعه نرم‌افزار (بخش‌هایی یا تمام زنجیره ابزار توسعه) را در خود دارد. در آی دی ایی، دسترسی به ابزار‌ها و اعمال آن‌ها در پروژه جاری تسهیل شده است. امکاناتی که به طور معمول در IDE‌ها وجود دارد:

ویرایش و نوشتن کد به صورت پیشرفته با استفاده از امکانات پیشنهاد دهنده اتوماتیک که با نوشتن حرف اول یک دستور، نام کامل دستور‌هایی که وجود دارد لیست می‌شود.
نمایش کد‌ها به صورت رنگی
کمک به رفع عیب‌های نرم افزار و حل مشکلات آن

از این نرم افزار برای نوشتن و بارگذاری کد‌های کامپیوتری بر روی برد‌های فیزیکی استفاده می‌شود.



نمایی از محیط یکپارچه توسعه در آردوینو

برد‌های آردوینو را بدون نیاز به پروگرامر می‌توان از طریق کابل USB و IDE متن باز آردوینو پروگرام کرد.

نرم‌افزار آردوینو دارای کتابخانه‌های بسیار کامل و رابط کاربری بسیار ساده‌ای است. این نرم‌افزار در مقایسه با کامپایلر‌هایی مانند کدویژن و بسکام بسیار کامل‌تر و قدرتمند‌تر است و بدون نیاز به پروگرامر می‌تواند مستقیماً میکروکنترلر شما را برنامه‌ریزی نماید. امکاناتی مانند ترمینال سریال نیز در داخل نرم‌افزار آردوینو قرارداده شده تا بتوانید به وسیله ارتباط سریال و USB برنامه‌هایی را که برای میکروکنترلر می‌نویسید، عیب‌یابی نمایید. شما به سادگی می‌توانید وضعیت پین‌ها یا هر اطلاعات دیگری را به ترمینال سریال آردوینو بفرستید و از طریق کامپیوترتان اطلاعات را از میکروکنترلر دریافت نمایید.

آردوینو در بین افرادی که در حوزه الکترونیک فعالیت می‌کنند بسیار محبوب است. به این دلیل که بر خلاف بسیاری از برد‌های قابل برنامه ریزی، آردوینو برای بارگذاری کد‌های جدید بر روی برد، نیاز به سخت افزار جداگانه نیاز ندارد و شما می‌توانید به راحتی از یک کابل USB استفاده کنید.

علاوه براین، در محیط یکپارچه توسعه آردوینو از یک نسخه ساده سی پلاس پلاس استفاده شده است که یادگیری برنامه را ساده‌تر می‌کند. در نهایت، آردوینو فرمی استاندارد ارائه می‌دهد که عملکرد‌های میکروکنترلر را به چندین مجموعه مجزا با قابلیت دسترسی آسان تقسیم می‌کند.


برد آردوینو (Arduino Uno)

برد آردوینو نسخه Uno، محبوب‌ترین برد در خانواده برد‌های آردوینو است. این برد انتخاب فوق العاده‌ای برای تازه کار‌ها است.



شاید باور نکنید، اما تنها همین ده خطی که در تصویر فوق می‌بینید، همه آن چیزی است که برای تنظیم چراغ چشمک زن (LED) موجود در آردوینو کافی است. ممکن است در حال حاضر این کد برای شما مفهومی نداشته باشد، اما بعد از خواندن این آموزش و سایر آموزش‌های مرتبط با آردوینو، شما به راحتی با نحوه کدنویسی در آردوینو آشنا خواهید شد.

آنچه در ادامه می‌خوانید:

– چه پروژه‌هایی را می‌توان با کمک آردوینو انجام داد

– انواع برد‌های آردوینو

– معرفی برخی از ویجت‌های کاربردی در آردوینو

پیش‌نیاز‌های آموزشی

آردوینو ابزاری فوق العاده برای تمام سطوح مهارت است. با این حال، اگر شما پیش از شروع کار با آردوینو با برخی از مفاهیم اساسی و اصول اولیه در الکترونیک آشنا باشید، یادگیری آردوینو برای شما راحت‌تر خواهد بود. توصیه می‌شود پیش از ورود به دنیای شگفت انگیز آردوینو، درک پایه‌ای از مفاهیم الکترونیک از قبیل، نحوه تأمین حرکت و انرژی از الکتریسیته، مفاهیم ولتاژ، جریان، مقاومت، قانون اهم، آی سی و مفهوم دیجیتال و آنالوگ داشته باشید.

چه پروژه‌هایی را می‌توان با کمک آردوینو انجام داد؟

سخت افزار و نرم افزار آردوینو، برای استفاده طراحان، برنامه نویسان، هکرها، افراد تازه کار و هرکسی که علاقمند به ایجاد اشیاء و محیط‌های تعاملی باشد، طراحی شده است. آردوینو می‌تواند با دکمه ها، چراغ ها، موتورها، بلندگو، دستگاه GPS، دوربین، اینترنت و حتی تلفن‌های هوشمند یا تلویزیون ارتباط برقرار کند. ترکیب این انعطاف پذیری، رایگان و متن باز بودن نرم افزار آردوینو، قیمت ارزان برد‌های سخت افزاری و در نهایت سادگی کار با سخت افزار و نرم افزار آن باعث ایجاد جامعه بزرگی از کاربران شده است. این کاربران در کدنویسی برنامه‌ها مشارکت دارند و همین موضوع باعث انتشار دستورالعمل‌های متنوع و زیادی از پروژه‌های مبتنی بر آردوینو شده است.

آردوینو می‌تواند به عنوان مغز متفکر در هر پروژه‌ای در حوزه الکترونیک و کامپیوتر، از روبات‌ها گرفته تا یک پد گرمکن برقی و حتی دستگاه‌های بازی، مورد استفاده قرار بگیرد.

در بخش دوم این مقاله، به معرفی انواع برد‌های آردوینو و برخی از ویجت‌های کاربردی در آن‌ها می‌پردازیم.