آدرس: تهران - میدان انقلاب - روبروی سینما بهمن - نبش خیابان منیری جاوید - آموزشگاه فن و کار
برد آردوینو یکی از انواع بردهای الکترونیکی می باشد که توسط دانشجویان و علاقمندان به رشته الکترونیک بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. این برد در موارد مختلفی مورد استفاده قرار می گیرد و در انواع متنوعی موجود بوده که هر یک دارای کاربردی ویژه می باشد. شرکت های مختلفی در دنیا به تولید انواع بردهای آردوینو می پردازند. اگر بخواهیم به ساختار برد آردوینو بپردازیم باید بگوییم که این برد از قطعات و اجزای مختلفی تشکیل شده که موضوع مقاله ما می باشد. تا انتها با ما باشید تا متوجه شوید که برد آردوینو از چه اجزایی تشکیل شده است؟
فهرست مطالب :
آردوینو یک پلت فرم الکترونیکی منبع باز است که مبتنی بر سخت افزار و نرم افزار با کاربردهای آسان م باشد. بردهای آردوینو می توانند ورودی ها را بخوانند، نور روی حسگر، انگشت روی دکمه و … را احساس کرده و آن را به یک خروجی تبدیل کنند. خروجی به این معناست که این بردها موتور را فعال می کنند، LED را روشن می کنند و یا چیزی را به صورت آنلاین منتشر می کنند. با ارسال مجموعه ای از دستورالعمل ها به میکروکنترلر روی برد، می توانید به برد خود بگویید که چه کاری انجام دهد. برای این کار شما از زبان برنامه نویسی آردوینو (بر اساس سیم کشی) و نرم افزار آردوینو IDE، بر اساس پردازش استفاده می کنید.
طی سال های گذشته آردوینو مغز هزاران پروژه بوده است، از اشیا روزمره گرفته تا ابزارهای علمی پیچیده. جامعه جهانی سازندگان از قبیل دانش آموزان، علاقه مندان، برنامه نویسان و متخصصان در اطراف این بستر منبع باز جمع شده اند و مشارکت آنها به دانش باورنکردنی قابل دسترسی افزوده است که می تواند برای تازه کاران و متخصصان بسیار مفید باشد.
آردوینو در موسسه طراحی تعامل Ivrea به عنوان ابزاری آسان برای نمونه سازی سریع و با هدف دانشجویان بدون سابقه الکترونیک و برنامه نویسی متولد شد. هیئت مدیره آردوینو به محض دسترسی به جامعه گسترده تر، سازگاری با نیازها و چالش های جدید را تغییر داد و پیشنهاد خود را از بردهای 8 بیتی ساده به محصولات با کاربردهای اینترنت اشیا، پوشیدنی، چاپ سه بعدی و محیط های جاسازی شده متمایز کرد. تمام برد های آردوینو کاملاً متن باز هستند و به کاربران امکان می دهند تا به صورت مستقل آنها را بسازند و در نهایت آنها را با نیازهای خاص خود سازگار کنند. این نرم افزار نیز منبع باز است و از طریق کمک کاربران در سراسر جهان در حال رشد می باشد.
برد آردوینو از قطعات و اجزای مختلفی تشکیل شده که هر یک از این اجزا موظف به انجام عملی خاص در مدار بوده و در صورت به وجود آمدن مشکل در هر یک از این اجزا، امکان عمل نکردن دستگاه مورد نظر وجود خواهد داشت. اجزای اصلی برد آردوینو به شرح زیر است:
رابط USB
پورت برق
میکروکنترلر
پین های ورودی آنالوگ
پین های دیجیتال
سوئیچ تنظیم مجدد
اسیلاتور کریستالی
تراشه رابط USB
LED های TXو RX
حال بیایید نگاهی دقیق به هر یک از اجزای گفته شده بیندازیم و عملکرد آنها را مورد بررسی قرار دهیم.
این قطعه یک درگاه USB چاپگر است که برای بارگیری برنامه از Arduino IDE بر روی برد آردوینو استفاده می شود. همچنین می توان انرژی مورد نیاز برد آردوینو را از طریق این درگاه تأمین کرد.گاهی ممکن است به دلایل مختلف این درگاه USB دچار مشکلاتی شده و کار نکند. در این صورت متخصص الکترونیک باید آن را مورد بررسی قرار داده و در صورت نیاز به تعویض آن اقدام نماید.
برد آردوینو می تواند از طریق آداپتور AC به DC یا باتری تغذیه شود. منبع تغذیه را می توان با اتصال یک فیش 2.1 میلی متری مثبت به فیش برق برد متصل کرد. به این فیش برق، power port گفته می شود و نقش مهمی را در کار کردن برد آردوینو بر عهده دارد.
برد آردوینو UNO با ولتاژ 5 ولت کار می کند اما حداکثر ولتاژ 20 ولت را تحمل می کند. اگر برد با ولتاژ بالاتر تامین شود، یک تنظیم کننده ولتاژ وجود دارد که از سوختن برد محافظت می کند. این تنظیم کننده در بین پورت برق و اتصال USB قرار دارد.
این قطعه برجسته ترین تراشه مستطیل سیاه و سفید با 28 پایه می باشد که به عنوان مغز آردوینو عمل می کند. میکروکنترلر مورد استفاده در برد UNO Atmega328P توسط Atmel تولید کننده بزرگ میکروکنترلر تولید می گردد. Atmega328P اجزای زیر را در خود دارد:
حافظه فقط خواندنی قابل برنامه ریزی EEPROM با ظرفیت 1 کیلوبایت که قابلیت پاک شدن از طریق برق را دارد. این مموری در واقع نوعی حافظه غیر فرار است و حتی پس از راه اندازی مجدد دستگاه و تنظیم مجدد آن داده ها را نگه می دارد.
Atmega328P با بوت لودر از قبل برنامه ریزی شده است. این به شما امکان می دهد بدون استفاده از هیچ برنامه ساز سخت افزاری خارجی، یک برنامه جدید آردوینو را مستقیماً در دستگاه بارگذاری کنید و استفاده از برد Arduino UNO را آسان می کند.
برد Arduino UNO دارای 6 پایه ورودی آنالوگ است که با عنوان “آنالوگ 0 تا 5” برچسب گذاری شده است. این پین ها می توانند سیگنال را از یک سنسور آنالوگ مانند یک سنسور دما بخوانند و آن را به یک مقدار دیجیتال تبدیل کنند تا سیستم آنها را درک کند. این پین ها فقط ولتاژ و نه جریان را اندازه می گیرند زیرا مقاومت داخلی بسیار بالایی دارند. از این رو، فقط مقدار کمی جریان از طریق این پایه ها عبور می کند.
اگرچه این پایه ها دارای برچسب آنالوگ هستند و به طور پیش فرض ورودی آنالوگ می باشند، اما از این پایه ها می توان برای ورودی یا خروجی دیجیتال نیز استفاده کرد.
می توانید این پین ها را با برچسب “0 تا 13 دیجیتال” در برد آردوینو پیدا کنید. از این پایه ها می توان به عنوان پایه های ورودی یا خروجی استفاده کرد. این پایه ها هنگام استفاده به عنوان خروجی، به عنوان منبع تغذیه اجزای متصل به آنها عمل می کنند. هنگامی که به عنوان پایه های ورودی استفاده می شوند، این پین ها سیگنال ها را از جزء متصل به آنها می خوانند. هنگامی که از پایه های دیجیتال به عنوان پایه خروجی استفاده می شود، 40 میلی آمپر جریان را با ولتاژ 5 ولت تأمین می کنند که برای روشن شدن یک LED کافی می باشد.
با کلیک کردن روی این سوییچ، یک پالس منطقی به پایه تنظیم مجدد میکروکنترلر ارسال می شود و پس از آن دوباره برنامه را از ابتدا اجرا می کند. اگر کد شما تکرار نشود می تواند بسیار مفید باشد، اما نیاز است تا آن را چندین بار تست نمایید.
اسیلاتور کریستال کوارتز حدود 16 میلیون بار در ثانیه تیک می خورد. در هر تیک، میکروکنترلر یک عملیات را انجام می دهد. به عنوان مثال جمع، تفریق و غیره از جمله عملیاتی است که پس از هر بار تیک خوردن نوسان ساز کریستال توسط میکروکنترلر انجام می شود.
می توانید تصور کنید که رابط USB یک مترجم سیگنال است. این قطعه سیگنال ها دریافتی را در سطح USB به سطحی دیگر تبدیل می کند که یک برد آردوینو UNO آن را درک خواهد کرد.
TX مخفف انتقال و RX مخفف دریافت می باشد. این ها LED های نشانگر هستند که هر زمان برد UNO داده ها را منتقل یا دریافت می کند، چشمک می زنند.
جمع بندی
برد آردوینو یکی از بردهای محبوب در میان مهندسین الکترونیک می باشد که کاربردهای زیادی در سیستم های مختلف دارد. تنوع این بردها به علت کاربردی که دارند بسیار زیاد بوده و در موارد مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. در این مقاله به این که برد آردوینو از چه اجزایی تشکیل شده است پرداختیم و تک تک قطعات مورد استفاده در این برد را مورد بررسی قرار دادیم. آشنایی با این قطعات برای افرادی که در حوزه الکترونیک فعالیت می کنند ضروری بوده و مطلب ذکر شده می تواند برای این افراد مفید واقع شود.
مجتمع فن و کار برگزار کننده دوره های آموزشی از جمله آموزش آردینو ، آموزش تعمیرات برد الکترونیکی ، آموزش طراحی برد الکترونیکی ، آموزش PLC و … می باشد . برای اطلاع از نحوه برگزاری دوره ها با کارشناسان ما تماس بگیرید .
