برد آردوینو چیست؟ آموزش برنامه نویسی آردوینو

در این مقاله میخواهیم آردوینو را خدمت شما معرفی کنیم. در این مقاله ابتدا با برد های آردوینو آشنا میشویم و در ادامه با بهترین مرجع آردوینو در ایران یعنی سایت آیرنکس آشنا میشویم. در سایت آیرنکس انواع آموزش ها و پروژه های آردوینو موجود است.

آردوینو چیست؟

آردوینو Arduino یک پلتفرم سخت افزاری و نرم افزاری متن باز می باشد و لذا کاربر امکان تغییر و اصلاح عملکرد آن را دارد و می تواند محصول نهایی با تغییرات خاص خودش را توزیع نماید.

شاید برای شما هم این تصور پیش آمده باشد که بخواهید خانه ای هوشمند داشته باشید. مثلاً با همین گوشی هوشمندی که در دست دارید بتوانید لامپ های منزل خود را خاموش و روشن کنید و یا سیستم تهویه محل کار خود را پیش از رسیدنتان به آن جا، روشن نمایید.

این ها از ساده ترین کاربردهایی است که از یک آردوینو بر می آید !

تصویر برد آردوینو Uno

دوره آموزش برنامه نویسی آردوینو

اگر به دنبال یادگیری آردوینو هستید، باید بدانید که سایت آیرنکس مرجع آموزش آردوینو به زبان فارسی میباشد. در سایت irenx.ir علاوه بر آموزش ها و پروژه های رایگان آردوینو، یک دوره آموزشی ویژه قرار داده شده است.

در این دوره ابتدا برنامه نویسی حرفه ای برد های آردوینو آموزش داده میشود، سپس نحوه برقراری ارتباط موبایل اندروید با برد های آردوینو آموزش داده میشود. در نهایت چند ربات مختلف با استفاده از برد آردوینو طراحی میشود. این همه موضوع جذاب فقط در یک دوره آموزشی !!

برای مشاهده توضیحات بیشتر در مورد دوره، روی آموزش آردوینو کلیک کنید.

انواع برد های آردوینو

برای اینکه بیشتر با آردوینو آشنا شوید، می خواهیم بخش های مختلف آن را توضیح دهیم. به طور کلی این پلت فرم از دو بخش نرم افزار و سخت افزار تشکیل شده است. بخش سخت افزار آن شامل یک برد توسعه می باشد که در ایتالیا به تولید رسیده است. همانطور که گفتیم این پلت فرم به نوعی متن باز است و تیم سازنده آن فایل های شماتیک و همچنین PCB را که به وسیله ی Eagle ساخته شده است، در سایت خود قرار داده اند و تمامی افراد اجازه دارند به آن قسمت رفته و برد خود را تولید کنند.

آردوینو

در تصویر فوق می توانید بخش سخت افزاری آردوینو را مشاهده نمایید. برای استفاده تنها باید این قطعه ی سخت افزاری را به پورت USB رایانه متصل کنید و بعد از آن برنامه را از قسمت برد کنترلر دانلود نمایید و بعد از آن می توانید به راحتی آن را در پروژه های خود استفاده کنید. اما همانطور که گفتیم این پلت فرم ضمن داشتن سخت افزار، بخش نرم افزاری نیز دارد. این بخش خود شامل دو قسمت می باشد که بخش اول آن بوت لودر یا Boot loader و بخش دوم آن به نام IDE و یا محیط یکپارچه توسعه می باشد.

بوت لودر که یک بخش از آردوینو است، در واقع نوعی کد بسیار کوچک در درون میکروکنترلر می باشد که کنترلر را خاص و ویژه کرده و در واقع بین IDE و برد هماهنگی و یکپارچگی ایجاد می کند. در صورتی که شما بوت لودر را حذف نمایید، هر چقدر تلاش کنید IDE را برنامه ریزی نمایید، کنترلر اطلاعاتی دریافت نمی کند و چیزی متوجه نمی شود. به عبارت دیگر بوت لودر نوعی مترجم یا رابط بین IDE و کنترلر است و هماهنگی های لازم را ایجاد می کند. پیش از اینکه بوت لودر شروع به هماهنگی کند، باید آن را در قسمت کنترلر سیو کنید و یا از یک پروگرامر دیگری استفاده نمایید.

IDE آردوینو نیز باید بر رایانه نصب شود و نوعی نرم افزار است. این قسمت نیز همچون نمونه های مشابه دیگر اجزایی مانند کامپایلر، سریال مانیتور و غیره دارد. زبان برنامه نویسی آن گونه ی دیگری از سی پلاس پلاس است و یا دست کم شبیه سی پلاس پلاس می باشد. لازم به ذکر است که برنامه از طریق IDE نوشته می شود و پس از آن در قسمت برد آپلود می شود. خوب است بدانید که زبان این برنامه بسیار ساده و ابتدایی است و به کاربر این امکان را می دهد که از میان نسخه های مختلف برد آردوینو با کنترلر های گوناگون، هر کدام را که تمایل داشته باشد، انتخاب نماید. علاوه بر آن به کاربر این امکان را می دهد که بتواند برای محل اتصال این پلت فرم، یک پورت ارتباطی ویژه برگزیند.

سایت الکترونیک آیرنکس irenx.ir مرجع برنامه نویسی سیستم های امبدد، رزبری پای و آردوینو

ساختار نرم افزار پلتفرم آردوینو

بخش نرم افزاری پروژه آردوینو خود مشتمل بر دو بخش است اولی بوت لودر Boot Loader و بخش دیگر محیط یکپارچه توسعه یا IDE می باشد. بوت لودر که وظیفه ارتباط بین بخش محیط توسعه و برد را دارد، در واقع یک کد بسیار کوچک در درون میکروکنترلر می باشد که با حذف آن دیگر امکان برنامه ریزی بخش IDE را نخواهید داشت در واقع بوت لودر مترجم و راه ارتباطی بین برد و بخش برنامه ریزی است. با زبان های c , c++ می توان آن را کد نویسی و پروگرمینگ کرد. در واقع IDE بر مبنای زبان پراسینگ نوشته شده و محیط و ظاهر برنامه به زبان جاوا نوشته شده است. اصول نگارش دستورها در این نرم افزار شبیه به c یا c++ است دستورات نوشته شده در IDE قبل از انتقال به برد آردوینو به زبان سی ترجمه و توسط کامپایلر avr-gcc در میکروکنترلر نوشته می شود. به برنامه های نوشته در محیط این برنامه اسکچ گفته می شود.

معایب Arduino

با این که آردوینو از مزایای بی شماری برخوردار است، تعدادی معایب را نیز می توان برای آن برشمرد.

البته باید توجه داشت که این معایب در واقع بیشتر ناشی از محدودیت های ذاتی کنترلرهای AVR می باشد. برای مثال به دلیل این که میکروکنترلر به درگاه USB متصل می شود، پین های ورودی و خروجی در برخی از بردها کمتر خواهد شد.

برخی از کاربردهای آردوینو

از تراشه های Arduino به ویژه مدل Uno آن استفاده های بسیار زیاد و گسترده ای می شود. در ادامه به برخی از پرکاربردترین نمونه های به کارگیری آن اشاره می شود :

• ربات های مختلف
• شمارنده های صف در بانک ها، پارکینگ ها و ...
• گوشی ها و ساعت های هوشمند
• سیستم های امنیتی اماکن حساس