آردوینو Arduino

اغلب مردم فکر می‌کنند بردهای آردوینو برای آموزش طراحی شده‌اند. بردهای آردوینو صرفا برای آموزش نیستند. در این متن سعی کرده‌ایم به سوالات شما پاسخ دهیم، تیترها را دنبال کنید.

شناخت برد آردوینو Arduino

تعاریف متعددی برای این برد می‌توان ارایه داد. ولی به ساده‌ترین حالت اگر بخواهیم تعریف کنیم، برد آردوینو نوعی برد به صورت آماده به کار است و فقط برنامه نویسی کامپیوتری را بایستی خودتان انجام دهید. به عبارتی آردوینو یک برد مونتاژ شده و کامل است. کافیست کابل USB را به کامپیتور متصل کرده و اقدامات بعدی را انجام دهید. هر کسی می‌تواند به کمک بردهای آردوینو وارد دنیای جدید الکترونیک شود. ممکن است این کوتاه شدن ورود به الکترونیک با تحصیلات آکادمیک همسو نباشد.  ولی واقعیتی است که در سراسر دنیا در حال رخ دادن است. اما به این معنی نیست که بدون هیچ دانش فنی میتوانید کارهای شگفت انگیزی انجام دهید. آردوینو هم به خودی خود نیازمند دانش و تخصص است. با این حال آردوینو مراحل رسیدن به نتیجه و اقدامات شگفت انگیز را برای تمامی مردم عادی فراهم کرده است. خرید برد آردوینو Arduino میکروکنترلر امبدد اپن سورس با پشتیبانی رایگان و فنی دانشجو کیت مناسب برای نمونه سازی است. برد اردوینو دارای نرم افزار بسیار ساده و منعطف است. به هنگام خرید آردوینو اورجینال دقت کنید که از انواع مرغوب استفاده کنید چراکه آردوینو OpenSource است و مفهومی تحت عنوان اورجینال ندارد. برد آردوینو Arduino Uno از پر مصرف‌ترین بردهای اردوینو است. قیمت آردوینو بسته به خرید عمده آردوینو و یا دارا بودن کابل آردوینو متفاوت خواهد بود. همچنین قیمت پک اردوینو هم بستگی به اقلام داخل آن دارد. پروژه‌های بسیار زیادی با این برد انجام شده است و اکثرا ماهیت رایگان دارند. برای دانلود نرم افزار آردوینو Arduino IDE بهترین منبع وب سایت آردوینو است. علاوه بر این برد، خرید کیت آردوینو Arduino Kit بسیار مورد توجه کاربران قرار گرفته است. آردوینو Arduino دارای بوت لودر بسیار پایدار و ورودی و خروجی‌های آنالوگ و دیجیتال است.

انواع برد آردوینو Arduino

اینطور نیست که تعداد مشخصی برد را نام ببریم و اعضای این خانواده تمام شود. آردوینو همواره در حال توسعه و به روز رسانی است. در ادامه لیستی از انواع بردهای آردوینو را معرفی می‌کنیم. دقت داشته باشید که بردهای معرفی شده در لیست زیر، بردهای عمومی و اصلی آردوینو هستند. برخی از آن‌ها در بازار ایران قابل تهیه نیستند. ولی برخی از بردهای نانو که منحصرا برای اینترنت اشیا طراحی شده‌اند، توسط سایت دانشجو کیت در بازار ایران قابل خرید هستند. حداقل 8 ساعت پس از خرید این بردها تحویلتان می‌شوند.

• خانواده آردوینو Uno
  • Uno SMD
  • Uno R3
  • Uno Wifi

• خانواده آردوینو Nano
  • Nano 128 CH340
  • Nano 128 V3
  • Nano IoT
  • Nano Sense
  • Nano RP2040
  • Nano Every

• خانواده آردوینو Mega
  • Mega2560 CH340
  • Mega2560 R3
  • Mega2560 Wifi
  • Mega2560 Micro

• خانواده آردوینو Pro
  • Pro Micro
  • Pro Mini

• خانواده ARM
  • DUE
  • Zero

• خانواده آردوینو MKR
  • MKR Zero
  • MKR Wifi 1010
  • MKR1000
    
  • Vidor 4000
  • Gsm 1400
  • nb 1500
  • Wan 1310

طبق گفته‌های ماسیمو بانزی (بنیان گذار ایتالیایی آردوینو) در حدود پنج سال کار مداوم باعث شد تا برد دوست داشتنی آردوینو Arduino متولد شود. این برد با شعار make it simple توانست کل دنیا را به معنی واقعی فتح کند. آردوینو از جمله بردهای مطرح و پر طرفدار میکروکنترلر است. از مدل‌های پرطرفدار در بازار ایران میتوان به برد آردوینو uno و برد آردوینو nano اشاره کرد. برد آردوینو Uno برپایه تراشه آی سی میکرو ATmega328 طراحی شده است. این برد در بازار ایران با دو مدل R3 و CH340 یافت می‌شود. برد آردوینو uno r3 اورجینال و مدل غیر اورجینال هر دو از لحاظ کارایی یکسان هستند ولی بسته به نوع تراشه‌های به کاررفته در ساخت آن‌ها، قیمت‌های متفاوتی دارند. برد آردوینو نانو هم در مدل‌های R3 و CH340 و سری IoT در بازار ایران یافت می‌شود. وضعیت تفاوت قیمت آردوینو برای این برد هم همچنان وجود دارد. برد آردوینو نانو از لحاظ ابعاد کوچکتر و از نظر قیمتی تقریبا مشابه با مدل uno می‌باشد. ولی در هر پروژه‌ای بستگی به نیازمندی آن، می‌توان انواع مختلف آردوینو را استفاده کرد. مدل‌های دیگر برد آردوینو شامل مگا2560 Mega2560، برد آردوینو Due، برد آردوینو پرو مینی، پرو میکرو، آردوینو لیلی پد (مناسب ساخت گجت‌های پوشیدنی) و... می‌باشد. انواع این بردها در بازار ایران با کیفیت و قیمت‌های مختلفی در دسترس می‌باشند. سایت دانشجو کیت به عنوان یکی از کسب و کارهای پر تجربه در زمینه ساخت کیت‌های الکترونیکی، مرجعی مطمئن جهت تامین برد آردوینو می‌باشد.

کدام برد آردوینو را انتخاب کنم؟

پیش از پاسخ به این سوال مهم بایستی هدفتان از خرید برد آردوینو را مشخص کنید. برای انتخاب برد آردوینو دو هدف کلی وجود دارند. اول انتخاب آردوینو برای آموزش و شروع به کار، دوم انتخاب آردوینو برای استفاده در پروژه‌ای خاص است. در ادامه هر دو مورد را بررسی خواهیم کرد.

• انتخاب برد آردوینو برای آموزش

آموزش آردوینو مورد ساده ولی در عین حال بسیار پیچیده‌ای است. ماهیت سرعت در راه اندازی آردوینو باعث میشود که بسیاری از کاربران روند یادگیری را به صورت اصولی دنبال نکنند. این مورد بسیار خطرناک است. چرا که اگر به صورت اصولی و دقیق روال برنامه نویسی آردوینو را یاد نگیرید، در آینده به مشکل خواهید خورد. به همین دلیل نباید به هر آموزشی چه رایگان و چه پولی برای آموختن این دنیای بی انتها، اعتماد کرد. با در نظر گرفتن این اصل ساده، برد آردوینو Uno R3 انتخاب مناسبی برای شروع یادگیری برنامه نویسی آردوینو است. معمولا تمامی کاربران این سوال را دارند که برای شروع برد آردوینو Uno R3 انتخاب مناسبی است یا برد آردوینو Uno CH340 پاسخ به این سوال، فقط برد Uno R3 برای یادگیری مناسب است. به این دلیل که پیچیدگی‌های اولیه به هنگام راه اندازی را ندارد. ولی بردهای دارای تراشه CH340 برای راه اندازی اولیه کمی پیچیدگی دارند. در صورتی که زیر نظر یک مربی اقدام به یادگیری میکنید، میتواند انتخاب مناسبی باشد. 

بجز خانواده Uno بردهای آردوینو از خانواده Nano 128 هم برای شروع یادگیری مناسب هستند. تراشه این برد با مدل Uno کمی تفاوت دارد ولی برای یادگیری اولیه لازم نیست در تفاوت‌ها ریز شوید. 

• انتخاب برد آردوینو برای پروژه

در پروژه‌های الکترونیکی و یا کنترل از بردها و تراشه‌های میکروکنترلر استفاده می‌شود. انتخاب اصلی در پروژه‌های حرفه‌ای همیشه طراحی مدار از صفر است. ولی در بسیاری از پروژه‌ها چنین روندی توجیه پذیر نیست و بهتر است از برد آماده‌ای مانند آردوینو استفاده شود. در چنین شرایطی ویژگی‌های جزئی بسیار اهمیت پیدا می‌کنند. علاوه بر ابعاد، قیمت و حافظه داخلی برد آردوینو انتخابی، بایستی ویژگی‌های جزئی‌تر دیگری را هم بررسی کرد. از جمله مدل دقیق تراشه به کار رفته در برد، کیفیت رگلاتورهای کاهنده، سطح ولتاژ پایه‌های میکروکنتر و دیگر مواردی که بسته به نوع پروژه متفاوت هستند. بردهای آردوینویی که ساخت چین هستند و در بازار ایران بسیار معمول هستند، از جمله برخی مدل‌های ارایه شده در دانشجو کیت، ممکن است در ظاهر یکسان باشند ولی در موارد جزئی که اعلام کردیم، تفاوت داشته باشند. به همین دلیل برای خرید برد آردوینو جهت استفاده در پروژه‌ای خاص این موارد را بایستی دقیقا بررسی کرد. در آخر نمیتوان یک برد خاص از آردوینو را برای استفاده در پروژه عملی معرفی کرد و این نیازمندی‌ها و بودجه پروژه است که تعیین میکند از آردوینو استفاده شود یا نه، اگر هم قرار است استفاده شود، از کدام مدل آردوینو بایستی بهره برد. 

بردهای آردوینو را از کجا بخریم؟ 

بردهای الکترونیکی چه آردوینو باشد چه هر برد دیگری، در دسته کالاهای تخصصی هستند. این کالاها را بایستی فقط از فروشگاه‌هایی که تخصصی در آن کار می‌کنند، تهیه کرد. خرید برد آردوینو از فروشگاه‌های عمومی که همه چیز فروشند، اصلا درست نیست. برد آردوینو بایستی از فروشگاهی خریداری شود که دقیقا از عملکرد آن مطلع است و صرفا یک واسطه فروش نباشد. همانطور که در توضیحات بالاتر هم اعلام کردیم، تنوع در مواد اولیه و ساخت این برد بسیار زیاد است. ممکن است ظاهر یکسانی داشته باشند ولی در عملکرد و راه اندازی بسیار متفاوت هستند و با خرید بردهای این چنینی، سرمایه‌ی مهمتر از جمله وقتتان را ریسک می‌کنید. وقتی که برای راه اندازی بیهوده هدر رفته است، با تهیه یک برد سالم میتوانست صرف کارهای مهمتری شود. ما در دانشجو کیت همواره برای خرید بردهای آردوینو یک مرجع مشخص و کلی داریم که سالیان سال از همین مرجع در کشور مبدا چین اقلام تهیه می‌شده‌اند و کاربرانی که مشتریان دائمی این فروشگاه هستند، دقیقا از این موضوع کیفیت یکنواخت مطلع هستند. در کنار خرید برد آردوینو، اقلام دیگری هم نیاز است که در ادامه همه را توضیح خواهیم داد. 

لوازم تکمیلی برد آردوینو چه هستند؟

برد آردوینو همانند هر قطعه‌ی الکترونیکی دیگری، نیازمند وسایل جانبی برای راه اندازی است. اولین گزینه برای شروع کار با برد آردوینو، کابل USB است. این کابل رابط برد با کامپیوتر خواهد بود و باعث می‌شود بتوانید برنامه‌های نوشته شده را از کامپیوتر به برد منتقل کنید. بنابراین نوع و جنس کابل بسیار مهم است. هر مدل برد آردوینو کابل متفاوتی برای پروگرام کردن نیاز دارد. تمامی این کابل‌ها را می‌توانید از فروشگاه دانشجو کیت خریداری کنید. کابل USB برد آردوینو بایستی قابلیت تغذیه و انتقال دیتا را داشته باشد. بنابراین اکیدا توصیه می‌شود به هنگام خرید برد، گزینه کابل را هم انتخاب کنید تا دچار مشکلات احتمالی آینده نشوید. علاوه بر کابل موارد دیگری هم برای کار با برد آردوینو نیاز هستند. در ادامه چند مورد مهم را بررسی می‌کنیم. 

• سیم جامپر برای اتصالات آردوینو

برد آردوینو دارای پایه‌های ورودی خروجی یا همان I/O است. برای استفاده از این پایه‌ها به سیم جامپر نیاز است. این سیم‌ها در سه مدل قابل تهیه هستند. سیم جامپر نری به نری از هر دو سمت سیم دارای کانکتور سوزنی یا همان نری است. سیم جامپر نری به مادگی از یک سمت دارای کانکتور سوزنی و از سمت دیگر دارای کانکتور مادگی است. سیم جامپر مادگی به مادگی از هر دو سمت دارای کانکتور مادگی است که قابلیت اتصال به پین هدر نری را دارد. تصویر زیر سه مدل از پر مصرف‌ترین سیم جامپرها برای برد آردوینو را نمایش می‌دهد. پک سه عددی سیم جامپر آردوینو

• تغذیه مناسب بردهای آردوینو

برای راه اندازی بردهای آردوینو بجز کابل USB که هم نقش انتقال برنامه به برد را دارد و هم نقش تغذیه برد، بایستی از تغذیه مجزا هم استفاده کنید. موضوع بسیار مهم در تغذیه بردهای آردوینو ولتاژ و جریان است. هر دو گزینه را بایستی در کنار هم در نظر گرفت. کابل USB برای تامین ولتاز 5 ولت از یک کامپیوتر و یا منبع تغذیه 5 ولتی مناسب است. ولی در بسیاری مواقع با توجه به ماژول‌ها و سنسورها و نمایشگرهایی که به برد آردوینو متصل هستند، جریان بیشتری برای راه اندازی نیاز است. در این موارد بایستی از تغذیه مجزا استفاده کنیم. برخی از بردهای آردوینو دارای جک آداپتوری برای تامین تغذیه هستند. در این حالت کافیست از یک آداپتور 9 ولت با توان جریان دهی 2 تا 3 آمپر استفاده کنید. دقت کنید که این بخش آردوینو دارای رگلاتور کاهنده ولتاژ است و به صورت نامی تا 12 ولت هم میتوانید به آن اعمال کنید، ولی از نظر تیم فنی دانشجو کیت، ولتاژ 9 ولت کفایبت می‌کند. سوالی که اکثر کاربران با آن درگیر هستند؛ آیا جریان بیشتر در منبع تغذیه باعث آسیب رسیدن به برد آردوینو می‌شود؟ پاسخ این سوال خیر است. جریان در مدارها به اندازه‌ای که نیاز باشد مصرف می‌شود، بنابراین بیشتر بودن آن به صورت کلی آسیبی وار نمی‌کند. ولی اگر ولتاژ اعمالی بیشتر از حد توان باشد، قطعا به برد آسیب خواهد رسید. لینک خرید آداپتور 9 ولت مناسب آردوینو

• سنسورها و ماژول‌های مناسب برد آردوینو

انواع مختلفی از سنسور برای کاربری‌های مختلف در دسترس هستند. موضوع مهم در خصوص بردهای آردوینو سازگاری حداکثر با این سنسورها است. در کل با توجه به تنوع پایه‌های GPIO برد آردوینو امکان اتصال با انواع سنسورها را فراهم آورده است. فقط کافیست دیتاشیت سنسور مربوطه را بررسی کرده و با برد آردوینو تطبیق دهید. در صورتی که سطح ولتاژ منطقی آن با برد یکسان باشد بدون هیچ نیازمندی بیشتری می‌توانید نسبت به راه اندازی آن و برنامه نویسی اقدام کنید. ماژول‌های کاربردی متنوعی برای استفاده در برد آردوینو طراحی شده و در دسترس هستند. برای آموزش کار با آردوینو سنسورهای زیادی نیاز نیست ولی چند مورد از کاربردی‌ترین آن‌ها را می‌توانید در لینک انواع ماژول در فروشگاه دانشجو کیت مشاهده و بررسی کنید.

• شیلدهای نمونه سازی بدون نیاز به سیم کشی

بردهای آردوینو انتخاب مناسبی برای نمونه سازی یا همان پروتوتایپینگ هستند. از اینرو به کمک این بردها می‌توانید با صرفه جویی در زمان سرعت اجرای نمونه و یا ایده‌هایتان را بسیار بیشتر از آنچه تصور می‌کنید، بالا ببرید. به عبارتی از ایده تا اجرا به سادگی در یک هفته امکان پذیر است. واحدهای تحقیق و توسعه یا همان R&D در شرکت‌ها و سازمان‌ها نسبت به زمان بسیار حساس هستند. هرچقدر زمان اجرای یک ایده بیشتر شود، ریسک آن بالاتر رفته و هزینه‌های بیشتری رقم خواهد خورد. بنابراین برای نمونه سازی پیشنهاد میشود از شیلدهای آردوینو برای کاهش زمان اجرا و عدم سیم کشی استفاده کرد. برخی از این شیلدها تحت عنوان نام تجاری Easy-IoT در بازار ایران طراحی و تولید شده‌اند. کافیست در سایت دانشجو کیت لینک محصولات Easy-ioT را بررسی و خرید کنید. این شیلدها با انواع بردهای آردوینو از جمله خانواده uno و خاتواده Nano سازگاری دارند.

راه اندازی آردوینو

این مورد در عین ساده بودن، پیچیدگی‌هایی هم دارد. در ادامه سعی کرده‌ایم، به روشی ساده روش راه اندازی برد آردوینو را توضیح دهیم. آردوینو به دو بخش تقسیم می‌شود. سخت افزار آردوینو، نرم افزار آردوینو برای راه اندازی آن بایستی نسبت به هر دو مورد دقیقا اطلاعات داشته باشیم. در نرم افزار آردوینو بایستی نوع برد را دقیقا انتخاب کنید. در غیر این صورت برای برنامه نویسی و آپلود کدها روی آن با مشکل مواجه خواهید شد. 

• نقش نرم افزار آردوینو در راه اندازی

نرم افزار آردوینو تحت عنوان Arduino IDE شناخته می‌شود. این نرم افزار کاملا رایگان است و از طریق سایت اصلی اردوینو قابل دانلود است. اکیدا توصیه می‌شود نسخه مناسب سیستم عامل‌تان را از سایت اصلی دانلود کنید. پس از دانلود آن بایستی اقداماتی از جمله نصب پکیج‌های سخت افزاری و کتابخانه‌ای بکنید. این بردها برای راه اندازی به انواع کتابخانه‌های کاربردی نیاز دارند. بنابراین بر اساس نوع کاری که میخواهید اجرا کنید، بایستی کتابخانه مربوطه را روی IDE نصب کرده باشید. از طریق منوهای IDE می‌توانید نسخه برد مورد استفاده را انتخاب کنید تا نرم افزار در مد کاری همان برد قرار گرفته و به هنگام آپلود کدها، تبدیل شدن کدها به زبان میکروکنترلر را به درستی انجام دهد. در غیر این صورت با ارور مواجه خواهید شد. 

• نقش بردهای آردوینو در راه اندازی

بخش دوم آردوینو برد آن است. در ابتدای این متن انواع بردهای Arduino را معرفی و دسته بندی کردیم. حال به هنگام راه اندازی آن بایستی بدانیم کدام برد را در دسترس داریم و میخواهیم برنامه نویسی کنیم. هر کدام از این بردها دارای تراشه میکروکنترلر مختص خودشان هستند. همچنین درگاه‌های ورودی و خروجی آن‌ها متفاوت است. بنابراین به هنگام برنامه نویسی بایستی دقیقا دستور به پایه‌های آن را در سینکس‌های برنامه رعایت کنیم. در غیر این صورت با مشکل مواجه خواهید شد.

پشتیبانی آردوینو رفع عیب‌های متداول در راه اندازی

فروشگاه دانشجو کیت به عنوان مرجع آموزش محتوایی آردوینو به زبان فارسی و پیشتاز این بخش، قابلیت رفع عیب برای خریداران خود را فراهم کرده است. با خرید برد آردوینو از فروشگاه دانشجو کیت دسترسی به پایگاه دانش برای شما فراهم می‌شود. که در این پایگاه دانش هر مشکل متداولی که در راه اندازی بردهای آردوینو برای شما بوجود بیاید را می‌توانید رفع کنید. در این مجموعه قابلیت استفاده از پشتیبانی از طریق ثبت تیکت وجود دارد. تا به امروز ده‌ها هزار تیکت از مشکلات کاربران توسط تیم فنی دانشجو کیت پاسخ داده شده است. پس از خرید برد آردوینو از دانشجو کیت امکان دریافت پشتیبانی و رفع عیب برای شما فراهم خواهد شد. نکته‌ی بسیار مهم در بازار ایران به هنگام خرید آردوینو، انواع مختلف قیمتی در دسترس هستند. ولی خرید برد آردوینو سالم و اورجینال بسیار اهمیت دارد. بسیاری از کاربران در مسیر خرید ارزانتر قرار گرفته و عمدتا درگیر برد آردوینو غیر اصلی می‌شوند و باعث میشود به هنگام راه اندازی به مشکلات ناشناخته‌ای برخورد کنند. از اینرو با خرید آردوینو از دانشجو کیت علاوه بر اطمینان از سالم بود برد، میتوانید از خدمات پشتیبانی آردوینو هم بهره‌مند شوید.

روش استفاده از آموزش آردوینو Arduino

برای دسترسی به آموزش آردوینو کافیست به وب سایت دیجی اسپارک، آموزش آردوینو به زبان فارسی مراجعه کنید. مجموعه بینظیری توسط تیم تولید محتوا دانشجو کیت برای علاقمندان به صورت رایگان آماده شده است. آموزش‌های ساده و حرفه‌ای با برد آردوینو به صورت پروژه محور با سورس برنامه در اختیار علاقمندان قرار دارد. در آموزش برنامه نویسی آردوینو سعی کرده‌ایم ساده‌ترین روش بیان را به کار بگیریم. در مجموعه آموزش اردوینو سایت دیجی اسپارک تا به امروز بیش از 1000 آموزش متنوع و پروژه آردوینو Arduino به زبان فارسی تولید و منتشر شده است.