آردوینو چیست؟ آموزش برنامه نویسی برد آردوینو - مجله خبری تیرول

آردوینو چیست؟

آردوینو یک پلت فرم الکترونیکی متن باز مبتنی بر سخت افزار و نرم افزار است. برد های آردوینو ورودی ها را میخوانند (مثل نور، دما و …) و میتوانند به این ورودی ها پاسخ بدهند. (مثلا روشن کردن لامپ، موتور و …) سالها است که برد های آردوینو برای انواع پروژه ها استفاده میشوند. از Arduino ها میتوان برای پروژه های اینترنت اشیا، پروژه های آموزشی، پروژه های صنعتی و … استفاده کرد. برد آردوینو در طی سال های اخیر بسیار محبوب شده است و برای انواع کاربرد های صنعتی و آموزشی استفاده میگردد. میکروکنترلرها و سیستم عامل های میکروکنترلر بسیاری دیگر برای محاسبات فیزیکی در دسترس هستند. آردوینو همچنین فرایند کار با میکروکنترلرها را ساده تر می نماید، اما مزیت هایی را برای استادان، دانشجویان و آماتورهای علاقه مند نسبت به سایر سیستم ها فراهم می نماید.

جهت کسب اطلاعات بیشتر، مقاله آردوینو چیست را بخوانید.

چرا آردوینو را انتخاب کنیم؟

** ارزان بودن - برد های آردوینو دارای قیمت بسیار مناسب و ارزان هستند. همچنین انواع مختلفی از این برد ها با کاربرد های مختلف وجود دارد.

** پلتفرم های مختلف - نرم افزار Arduino (IDE) روی سیستم عامل های ویندوز ، Macintosh OSX و Linux اجرا می گردد.

** محیط برنامه نویسی ساده - نرم افزار Arduino (IDE) برای بسیار ساده و برای مبتدیان مناسب است. اما در عین حال به اندازه کافی انعطاف پذیر است که کاربران پیشرفته نیز می توانند از آن استفاده نمایند.

** نرم افزار و سخت افزار منبع باز و قابل توسعه - برنامه های برد های آردوینو تحت مجوز Creative Commons منتشر می شوند ، بنابراین طراحان مدار باتجربه می توانند این برد ها را گسترش دهند و بهبود ببخشند. نرم افزار Arduino IDE نیز به عنوان یک ابزار متن باز شناخته میگردد و توسط برنامه نویسان میتواند ویرایش و شخصی سازی گردد.

** پروژه های آماده و فراوان - آردوینو در تمام دنیا محبوب است و پروژه های متنوع بسیاری با این برد ها طراحی شده اند و در اختیار عموم قرار گرفته اند.

آشنایی با برد آردوینو اونو

اگر مبتدی هستید و تازه دارید به خانواده آردوینو میپیوندید، بهتر است با برد آردوینو اونو یا همان Uno آغاز کنید. برد Uno محبوب ترین برد آردوینو است و دارای انواع امکانات مورد احتیاج برای آغاز کار است. دقت کنید از برد های Uno میتوان برای انواع پروژه های ساده و صنعتی استفاده کرد. برد های اونو دارای میکروکنترلر AVR ATmega328p هستند و شامل 14 پایه ورودی و خروجی دیجیتال هستند. این برد ها شامل 6 پین ورودی آنالوگ هستند.

برد های آردوینو را میتوان به صورت مستقیم به پورت USB کامپیوتر یا لپ تاپ متصل کرد. این بدان معنی است که شما احتیاجی به پروگرامر ندارید. زیرا برد های آردوینو با یک بوت لودر از پیش نصب شده همراه هستند و میتوانند به صورت مستقیم و بدون احتیاج به پروگرامر های سخت افزاری، برنامه ریزی شوند. برد اونو شامل 6 پین PWM است و میتوان آن را با USB یا آداپتور های AC به DC تغذیه کرد.

نرم افزار Arduino IDE

IDE یا همان محیط توسعه یکپارچه یک برنامه است که برای ارتباط بین پلتفرم ها استفاده میگردد. در Arduino IDE برای نوشتن و بارگذاری داده ها توسط سیستم عامل ها مثل ویندوز، لینوکس و… در برد های آردوینو استفاده میگردد. Arduino IDE شامل قسمت های ویرایش کد، کامپایلر، آپلود نماینده، سریال مانیتور و … است.

زبان برنامه نویسی آردوینو مبتنی بر زبان C و C++ است. همچنین Arduino IDE شامل تعداد بسیار زیادی کتابخانه است. کتابخانه ها در واقع کد های پیچیده و آماده ای هستند که برای مقاصد خاص ایجاد میگردد. استفاده از کتابخانه ها میتواند فرایند نوشتن برنامه پروژه را کوتاه کند و همچنین باعث کم شدن حجم کد گردد. اگر میخواهید آغاز به یادگیری برنامه نویسی به زبان آردوینو کنید، روی لینک آموزش آردوینو کلیک کنید.

مراحل راه اندازی برد آردوینو

ابتدا نرم افزار Arduino IDE را از وب سایت آیرنکس بارگیری کنید. سپس ، آن را بر روی رایانه شخصی خود نصب کنید. بعد از اجرای Arduino IDE، تصویری مشابه زیر را مشاهده خواهید کرد.

یک برنامه آردوینو شامل دو عملکرد اصلی است:

** setup () - از تابع setup () برای پیکربندی اولیه تنظیمات برد استفاده می گردد. هنگامی که برد فعال است این عملکرد فقط یک بار اجرا می گردد.

** loop () - تابع loop () بعد از اتمام setup () اجرا می گردد و برخلاف تابع setup () به طور مداوم اجرا می گردد.

اکنون Arduino Uno را با کابل USB به کامپیوتر وصل کنید. اتصال USB به رایانه برای برنامه ریزی برد (نه فقط برای تغذیه آن) ضروری است. Uno به طور اتوماتیک برق را به وسیله USB می گیرد. البته می توانید منبع تغذیه خارجی را وصل کنید. حالا به Tools رفته و در قسمت Board، اونو را انتخاب کنید. سپس به File> Examples> 01.Basics بروید و Blink را انتخاب کنید. کد Blink بسیار ساده است و ال ای دی روی برد آردوینو را تبدیل به فلاشر میکند. این کد LED روی برد را هر 1 ثانیه روشن و خاموش میکند. (ال ای دی روی برد به پین 13 دیجیتالی متصل است)

حالا روی دکمه Verify و در نهایت روی دکمه Upload کلیک کنید تا کد روی برد آردوینو اونو بارگذاری گردد. این برنامه اساساً LED روی برد را با خط digitalWrite(LED-BUILTIN ، HIGH) روشن نموده و با (LED-BUILTIN ، LOW)digitalWrite خاموش می نماید. دستور delay() به برد می گوید که برای 1000 میلی ثانیه (یک ثانیه) کاری انجام ندهد. بعد از آپلود شما باید چشمک زدن ال ای دی را به خوبی مشاهده کنید. کد هایی که با استفاده از آردوینو نوشته می گردد، اسکچ خوانده می شوند. این اسکچ ها یا همان کد های آردوینو در قسمت ویرایشگر متن مانند پنجره edit در نرم افزار متلب نوشته می شوند و با پسوند ino ذخیره می شوند. این مسئله قابلیت هایی را برای کپی، کات یا حتی سرچ کردن متن فراهم می نماید. بعد از انجام عملیات ذخیره، Export انجام می گیرد. در این زمان ناحیه پیغام نتیجه بارگذاری کد را نشان میدهد همچنین میتوان خطا های موجود در کد را در آن قسمت مشاهده کرد.

کاربرد های آردوینو

در زیر به بعضی از کاربرد های برد آردوینو اشاره میکنیم.

هشدار سنسور حرکت: یک برد آردوینو می تواند سیستم هشدار سنسور حرکت را اجرا کند. برای این کار ضروری است که یک سنسور حرکت به پایه های ورودی برد آردوینو و یک زنگ هشدار به پایه های خروجی وصل گردد. بنابراین هر بار که سنسور حرکت را حس کند، به آردوینو اطلاع میدهد و آردوینو نیز زنگ هشدار را فعال میکند.

کنترل روشنایی: مشابه نمونه ای که در بالا نشان داده شده ، از برد آردوینو می توان برای کنترل روشنایی در زمینه های مختلف نیزاستفاده کرد. به عنوان مثال می توان با توجه به شرایط میزان نور محیط را تنظیم کرد.

استفاده در تجهیزات الکترونیکی: آردوینو می تواند دستورات زیادی را برای تجهیزات الکترونیکی صادر کند. برد های آردوینو به راحتی با میکروکنترلر های دیگر، سنسور های بیومتریک مثل اثر انگشت و ضربان قلب و … ارتباط برقرار کند. میتوان گفت پلتفرم Arduino تقریبا هرکاری را برای ما انجام میدهد. شما میتوانید با کلیک روی پروژه های آردوینو، انواع پروژه های آماده را مشاهده کنید.