آشنایی با آردوینو - بخش دوم

اجزای برد آردوینو

انواع برد‌های آردوینو می‌توانند برای مقاصد مختلفی به کار روند. این برد‌ها تفاوت‌های جزئی با هم دارند، اما اکثر آن‌ها شامل اجزای زیر هستند:


منبع تأمین انرژی (USB/درگاه اتصال آداپتور)

هر برد آردوینو به منبعی جهت تأمین انرژی نیاز دارد. آردوینو را می‌توان با استفاده از یک کابل USB به رایانه متصل کرد و یا با استفاده از منبع تغذیه (یک آداپتور) به درگاه مخصوص آن متصل کرد. در تصویر بالا درگاه USB با شماره (۱) و درگاه اتصال به آداپتور با شماره (۲) مشخص شده است.

اتصال USB علاوه بر تأمین برق می‌تواند برای بارگذاری کد‌های نوشته شده، بر روی برد آردوینو به کار رود.

نکته: برای تأمین برق آردوینو، نباید از منبع برقی با قدرت بیشتر از ۲۰ ولت استفاده کرد (با این ولتاژ دستگاه می‌سوزد). ولتاژ توصیه شده برای اکثر مدل‌های آردوینو بین ۶ تا ۱۲ ولت است.

پین‌های (۵V، ۳.۳V، GND، آنالوگ، دیجیتال، PWM، AREF)

پین‌ها در آردوینو محلی برای اتصال سیم‌ها به منظور ساخت یک مدار هستند. معمولاً این پین‌ها به وسیله سیم به مدارات سوراخ دار متصل می‌شوند. آردوینو پین‌های مختلفی دارد که هر یک با برچسب متفاوتی مشخص شده اند و برای پیاده سازی توابع گوناگون استفاده می‌شوند.

پین شماره ۳: پین GND (مخفف Ground)، که محل سیم اتصال کامل به زمین است. چندین پین GND در برد آردوینو وجود دارد که شما می‌توانید ازهرکدام از آن‌ها برای تأمین اتصال به زمین برای مدار خود استفاده کنید.

پین (۴) ۵V و پین (۵) ۳.۳V: واضح است که پین ۵ ولت برای تأمین ۵ ولت انرژی و پین ۳.۳ ولت برای تأمین ۳.۳ ولت انرژی می‌باشد. اکثر اجزای ساده‌ای که به آردوینو متصل می‌شوند، با ولتاژ ۵ یا ۳.۳ کار می‌کنند.

پین آنالوگ (۶): زیر برچسب مربوط به ورودی‌های آنالوگ (Analog In)، محدوده ورودی‌های این بخش وجود دارد. این پین‌ها در برد Uno به تعداد ۶ عدد (از A۰ تا A۵) هستند. این پین‌ها می‌توانند سیگنال دریافتی (برای مثال از یک سنسور آنالوگ مانند سنسور دما) را خوانده و آن را به مقادیر دیجیتالی قابل خواندن تبدیل کنند.

پین دیجیتال (۷): در کنار پین‌های آنالوگ، ۱۳ پین دیجیتال نیز بر روی برد UNO در آردوینو وجود دارد. این پین‌ها می‌توانند برای ورودی‌های دیجیتال (مانند فشردن یک دکمه) و خروجی‌های دیجیتال (مانند روشن کردن LED) استفاده شوند.

پین شماره ۸ (PWM): اگر به شکل بالا دقت کنید، در کنار بعضی از پین‌های دیجیتال (۱۰، ۹، ۶، ۵، ۳ و ۱۱ در برد UNO)، علامت مد (~)، درج شده است. در حالت معمول این پین‌ها به حالت دیجیتال عمل می‌کنند. اما این پین‌ها می‌توانند برای مدولاسیون پهنای پالس (PWM) هم استفاده شوند. مدولاسیون پهنای پالس یا مدولاسیون مدت زمان پالس، نام تکنیکی است که استفاده گسترده‌ای در صنایع الکترونیک و مخابرات دارد. از این روش برای کار‌هایی مانند کدینگ پیام‌های مخابراتی، کنترل توان دستگاه‌های الکتریکی، شارژ باتری و … استفاده می‌شود. برای مثال این پین‌ها می‌توانند خروجی آنالوگ را (مانند کنترل نور LED ها) شبیه سازی کنند.

پین شماره ۹ (AREF): مخفف مرجع آنالوگ است. اغلب اوقات شما می‌توانید این پین را بدون استفاده رها کنید. اما گاهی اوقات برای تنظیم ولتاژ مرجع خارجی (بین ۰ و ۵ ولت) به منظور تعیین حد بالای پین‌های ورودی آنالوگ از این پین استفاده می‌شود.

دکمه تنظیم مجدد

مشابه نینتندو (کنسول بازی)، آردوینو دکمه‌ای برای بازنشانی تنظیمات (شماره ۱۰)، دارد. فشردن این دکمه به طور موقت، پین بازنشانی را به زمین متصل می‌کند و هر کدی که روی آردوینو بارگذاری شده است، مجدد راه اندازی می‌شود. این دکمه در حالتی که کد شما قابلیت تکرار نداشته باشد، اما شما بخواهید آن را برای چندین بار تست کنید، می‌تواند بسیار مفید باشد. برخلاف نینتندو، که با فشردن دکمه reset، چنانچه مشکلی ایجاد شده باشد دستگاه مجدداً تنظیم شده و مشکل را رفع می‌کند. در آردوینو فشردن این دکمه، هیچ مشکلی را حل نمی‌کند، فقط کد‌ها مجدداً اجرا می‌شوند.

چراغ نمایانگر روشن بودن دستگاه

بر روی برد، پایین و سمت راست کلمه UNO، یک چراغ LED کوچک، کنار کلمه ON وجود دارد (شماره ۱۱). زمانی که شما برد آردوینو را به منبع برق وصل می‌کنید، این چراغ روشن می‌شود. اگر چراغ روشن نشد، بدین معناست که مشکلی پیش آمده است؛ بنابراین شما باید مجدد مدار را بررسی کنید.

چراغ‌های RX و TX

TX مخفف مخابره (transmit) و RX مخفف دریافت (Receive) است. این نشانه‌ها در الکترونیک به منظور نمایش برقراری ارتباطات سریال است. در برد‌های آردوینو، این برچسب‌ها در دو مکان، یک بار در کنار پین‌های دیجیتال (در بخش ۷) و بار دوم در کنار چراغ‌های شاخص TX و RX در شماره (۱۲) ظاهر می‌شوند. این چراغ‌ها هر زمان که دریافت یا انتقال داده در آردوینو (مثلاً زمانی که برنامه جدید را برروی برد بارگذاری می‌کنید)، انجام می‌شود نشانگر انتقالات خواهند بود.

IC اصلی

مدار مجتمع یا آی سی، شی سیاه رنگ با پایه‌های تمام فلزی است که با شماره (۱۳) مشخص شده است. از آی سی به عنوان مغز آردوینو یاد می‌شود. IC اصلی در انواع برد‌های آردوینو متفاوت است، اما معمولاً همه آن‌ها از سری آی سی‌های ATmega محصول شرکت ATMEL استفاده می‌کنند. ممکن است قبل از بارگذاری یک برنامه جدید در آردوینو نیاز داشته باشید نوع آی سی (همراه با نوع برد) را بشناسید. این اطلاعات معمولاً می‌تواند در قسمت بالای IC قرار بگیرد. اگر می‌خواهید بیشتر در مورد تفاوت‌های بین IC‌ها بدانید، خواندن دیتاشیت‌های مربوط به آن‌ها می‌تواند ایده خوبی باشد.

تنظیم کننده ولتاژ

تنظیم کننده ولتاژ (۱۴)، در واقع چیزی نیست که شما بتوانید با آن تعامل داشته باشید. اما به طور بالقوه بد نیست بدانید که این قطعه چه کاربردی دارد. تنظیم کننده ولتاژ دقیقاً همین چیزی است که در عنوان آن ذکر شده است. این بخش، میزان ولتاژ ورودی به برد آردوینو را کنترل می‌کند. درست مانند دروازه بانی که از ورود ولتاژ اضافی که ممکن است به مدار آسیب بزند جلوگیری می‌کند. البته محدودیت‌هایی نیز در این بخش وجود دارد، بنابراین هرگز برد خود را به مقدار ولتاژ بیشتر از ۲۰ ولت وصل نکنید.