درحال بارگزاری ...

1‌.5‌.1‌     معرفی برد آردینو

برد آردینو را می­توانید به انواع مختلف موتورها، سنسورها، درایورها، نمایشگرها و متصل کنید و با استفاده از یک محیط برنامه­نویسی ساده و توابع آماده پروژه­های کاربردی گوناگونی را به انجام برسانید. بیش از 250000 برد آردینو در سراسر دنیا به فروش رفته که نشان از محبوبیت این برد دارد. با توجه به نیاز کاربر انواع برد تولید شده است. به عنوان نمونه، برد آردوینو نانو، یک برد کوچک و کامل می­باشد و طراحی آن به­نحوی است که می­تواند به­راحتی روی بردبورد قرار گیرد. وزن این برد در حدود 6 گرم می­باشد، این خصوصیات منحصر به فرد، استفاده از برد را برای ربات­های پرنده، سایر ربات­ها و ماشین­های کوچک میسر می­سازد. برد دیگری که به دلیل قیمت مناسب و استفاده آسان، بسیار رایج شده است، برد یونو است. پایه­های این برد، شامل دوبخش Analog و Digital است. این برد دارای 8 پین ورودی آنالوگ که با نام های A0 تا A7 مشخص شده اند و 14 پایه دیجیتال که می­توان آن­ها را بعنوان ورودی و یا خروجی تعریف کرد، می­باشد.

education

شکل ‏4‌-‌55: برد آردینو UNO.

پین دیجیتال شماره 13: این پین در برد آردوینو پین خاصی محسوب می­شود، چرا که یک led به آن متصل است. گاهی در پروژه­هایی که داریم لازم است برای چک کردن، یک LED را روشن یا خاموش کنیم. مثلا فرض کنید یک سنسور تشخیص حرکت داریم و هدف این است که به محض تشخیص هر نوع حرکتی یک آلارم به ما بدهد. می­توانیم از این led داخلی استفاده کنیم تا به محض تشخیص جا­به­جایی این led روشن شود.

Power: برد آردوینو می­تواند با منبع تغذیه خارجی 6 تا 20 ولت کار کند.

پین­های مربوط به Power (منبع تغذیه) به شرح زیر است:

Vin: این پین، پین ورودی ولتاژ آردوینو است که در مواقع استفاده از منبع تغذیه خارجی از آن استفاده می­شود.

5V: این پین یک ولتاژ تنظیم شده 5 ولت از طریق رگولاتور موجود بر روی برد فراهم می­کند.

3.3V: یک ولتاژ 3/3 ولتی، به وسیله رگولاتور روی برد فراهم می­شود که حداکثر جریان آن 50 میلی­آمپر می­باشد.

GND: پین­های زمین.

1‌.5‌.1‌.1‌    محیط برنامه­نویسی

برای برنامه­نویسی بردهای آردینو، یک محیط بسیار ساده با امکانات قابل توجه فراهم شده است. زبان مورد استفاده، مشابه زبان C استاندارد است. برای انتقال برنامه به برد به هیچ سخت­افزار یا نرم­افزار دیگری نیاز نیست. برد از طریق پورت یو­اس­بی به کامپیوتر متصل و مستقیما توسط همین محیط برنامه­ریزی می­شود. علاوه بر این، امکان انتقال بین برد و کامپیوتر از طریق پورت یو­اس­بی توسط نرم­افزار مورد بحث فراهم شده است.

education

شکل ‏4‌-‌56: محیط نرم­افزاری برد آردینو.

نکات برنامه نویسی

برای برنامه­نویسی در این محیط، آشنایی مقدماتی با زبان  Cکافی است. علاوه بر این، توابع بسیاری برای کاربردهای گوناگون، به ویژه برای اتصال انواع ماژول­ها، سنسورها، موتورها و .... به برد آردینو، از طریق اینترنت در اختیار کاربران قرار دارد. در تمرین زیر، با نحوه نوشتن و انتقال یک برنامه چشمک زن ساده در برد یونو آشنا می­شوید.

تمرین 1: برنامه زیر که LED تعبیه شده روی برد را روشن-خاموش می­کند، را در محیط برنامه­نویسی بنویسید و به برد منتقل کنید.

 

دو متغیر برای مشخص کردن زمان­های روشن و خاموش بودن LED تعریف شده اشت.

int d1=500;

int d2=1000;

تنظیمات مربوط به ورودی یا خروجی بودن پایه­ها در تابع setup انجام می­شود. این دستور پایه 13 را به­صورت خروجی تنظیم می­کند.

void setup() {

pinMode(13, OUTPUT);

}

دستورات درون تابع loop تا زمانی که برد روشن است، تکرار می­شوند.

void loop() {

این دستور ولتاژ 5 ولت به پایه 13 اعمال می­کند.

digitalWrite(13, HIGH);  

این دستور به­اندازه d1 میلی­ثانیه دیود را روشن نگه می­دارد.

delay(d1);

این دستور ولتاژ پایه 13 را صفر می­کند.

digitalWrite(13, LOW);

این دستور به­اندازه d2 میلی­ثانیه دیود را خاموش نگه می­دارد.

delay(d2);

}

راهنمایی و یادآوری:

آکولادها ( { } ) ابتدا و انتهای توابع رامشخص می­کنند

نقطه ویرگول ( ; ) در پایان یک جمله به کارمی­رود. فراموش کردن نقطه ویرگول در انتهای یک خط منجر به خطای کامپایلر می­شود.

High به معنی روشن و Low به معنی خاموش است.

از دستور digital write برای خروجی و از دستور digital read برای ورودی استفاده می­کنیم.

دستور delay باعث ایجاد تاخیر در برنامه می­شود. واحد آن میلی­ثانیه (یک هزارم ثانیه است). بنابراین، برنامه بالا دیود را به مدت نیم ثانیه روشن و به مدت یک ثانیه خاموش نگه می­دارد.

برای انتقال برنامه از کامپیوتر به برد آردینو از گزینه upload استفاده می­کنیم. ولی قبل از آن بهتر است که برای چک کردن برنامه روی گزینه verify کلیک کنیم.

تمرین 2: مطابق شکل زیر، سر مثبت یک LED را به پایه 12 و سر منفی را از طریق یک مقاومت به پایه زمین وصل کنید. برنامه بالا را به گونه­ای تغییر دهید که این LED را روشن-خاموش کند.

education

شکل ‏4‌-‌57: نوشتن برنامه چشمک­زن به کمک برد آردینو.

تمرین 3: برنامه ای بنویسید که هشت LED بطور همزمان روشن-خاموش شوند.

education

شکل ‏4‌-‌58: ساخت انواع چشمک­زن­ها به کمک برد آردینو.

تمرین 4: برنامه­هایی بنویسید که LEDها با سلیقه خودتان روشن-خاموش شوند.

تمرین 5: برنامه­ای بنویسید که تمام موارد تمرین 4 را پشت سر هم اجرا کند.