آردوینو چیست

علیرضا نوروزی

آشنایی مختصر با آردینو

آردوینو یک پلتفرم متن باز الکترونیکی هست که مبتنی بر سخت افزار و نرم افزاری طراحی شده که استفاده از آن ساده شود، بردهای آردوینو قادر هستند که ورودی را بخوانند و این ورودی شامل نور یک سنسور،فشار یک کلید و یا پیام توئیتری است و سپس این ورودی رو تبدیل به خروجی میکند و سپس با این خروجی میتواند یه موتور الکتریکی را راه اندازی کند،یک LED رو روشن کند و یا چیزی رو به صورت آنلاین انتشار بدهد.

شما میتوانید به سادگی به برد آردوینو دستور دهید. تعدادی از دستوراتت را به میکروکنترلر بفرستید تا هوشمندانه کاری رو برایتان انجام دهد

در طی سال ها آردوینو به عنوان مغز بسیاری از پروژه ها بوده و از کارای ساده روزمره گرفته تا محاسبات پیچیده مهندسی رو به انجام رسانده است. آردوینو دارای یک جامعه وسیع از سازندگان،دانشجویان،مخترعان،هنرمندان،برنامه نویسان و متخصصان است و همه آنها می توانند برای افزایش دانش و تخصص خودشون اطلاعات را با هم به اشتراک بگذارند. این پلتفرم در ابتدا برای دانشجویانی ساخته شد که هیچگونه دانش و اطلاعاتی راجع به الکترونیک و برنامه نویسی نداشتند و سپس همین امر باعث شد که جامعه آردوینو بسیار وسیع  شود، پس سادگی اصل اول آردوینو برای کار با آن و فرار از محاسبات سخت تر در میکروکنترلرهاست.

چرا آردوینو؟

آردوینو تا به امروز در هزاران پروژه بزرگ و کوچک شرکت داشته است.برد آردوینو بالاخص برای علاقه مندان تازه کار برق و الکترونیک از جذابیت های زیاد و البته از انعطاف پذیری خیلی بالایی برای حرفه ای ها برخوردار است .نرم افزار آردوینو بر روی مک،ویندوز و لینوکس قابل نصب و استفاده است. معلمان و اساتید برای ساخت ابزار آلات علمی ساده و کم هزینه از آن استفاده می کنند و از آن در اثبات مباحث فیزیک و شیمی نیز بهره میبرند.طراحان و معماران ،نمونه های اولیه خود را با آردوینو میسازند و موسیقیدان ها و هنرمندان برای استفاده در ابزار آلات جدید موسیقی از آن بهره خواهند برد.

آردوینو یک ابزار کلیدی برای یادگیری بی حد و مرز است.هرکسی حتی کودکان نیز می توانند با منطق خود و قدم به قدم دستورالعمل ها را طی کنند تا به آنچه در ذهن خود دارند دست پیدا کنند و ایده های خود را عملی سازند.در دنیای الکترونیک تعداد زیادی میکروکنترلر و پلتفرم های مختلف وجود دارد اما تفاوت آردوینو با آن ها در سادگی کار با آن هست و هنر آردوینو ساده کردن فرآیندها و مباحث پیچیده میکروکنترلری است.ویژگی ها:

الف)ارزان بودن سخت افزاری

ب) قابلیت کار بر روی بسیاری از سیستم عامل ها

ج) محیط ساده برنامه نویسی

د) متن باز بودن نرم افزاری

ه) قابل توسعه بودن سخت افزاری

مقایسه انواع بردهای آردوینو

سری UNO یکی از محبوب ترین بردها در خانواده آردوینو می باشد و البته مناسبترین گزینه برای افرادی که تازه می خواهند با آردوینو آشنا شوند.این سری برد دارای میکروکنترلر ATMEGA328 می باشد که دارای فرکانس کاری MHZ 16 است.این سری دارای حافظه برنامه 32 KB می باشد و برای حافظه EEPROM و RAM به ترتیب دارای 1 و 2 KB می باشد.این سری دارای 14 پایه ورودی و خروجی است و 6 پایه آنالوگ را نیز دارا هست.سری UNO دارای دو ولتاژ 5 و 3/3 ولت در روی ریل خروجی می باشد.

مدل دیگر از خانواده آردوینو عبارتست از آردوینو NANO که در حقیقت همان آردوینو UNO هست که به شکل کوچکتری درآمده است.این مدل برای پروژه هایی که نیاز به فضا و مکان کمی دارند مناسب است و همچنین به شکل محسوسی باعث کاهش وزن پروژه خواهد شد.

مشابه سری UNO دارای همان پردازنده ATMEGA328 است و دقیقا از همان فرکانس کاری و تعداد پورت های ورودی و خروجی و ولتاژ پایانه ای بهره میبرد.اما ممکن است سوال پیش بیاید که پس چرا از UNO استفاده می کنیم؟ اگر که مدل NANO تمام قابلیت های UNO را دارد و ابعاد آن نیز کوچکتر است پس چه نیازی به سری UNO است؟ در پاسخ باید گفت که برد UNO قابلیت اتصال شیلد به همه انواع بردها را ندارد گرچه دارای پین هدرهایی می باشد اما نقطه ضعف آن در مقابل UNO همین است.

سری بعدی بردهای آردوینو با نام Due شناخته می شوند.این سری اولین بردهای آردوینو است که از پردازنده ARM بهره می برد.بردهای UNO  و NANO دارای ولتاژ کاری 5 ولت بودند اما ولتاژ کاری Due به میزان 3/3 ولت است و لذا به اضافه ولتاژ حساس است.مدل پردازنده این سری ATSAM3X8E Cortex-M3  است که دارای فرکانس کاری 84 MHZ می باشد.این سری برای RAM  و ROM به ترتیب دارای 96 و 512 KB حافظه است و حافظه EEPROM روی برد ندارد و لذا این سری را سری گرانتری نسبت به سایر سری ها کرده است. بردهای Due دارای 54 پین ورودی و خروجی می باشد و همچنین از 12 پورت آنالوگ نیز بهره میبرد.

مدل دیگر از خانواده آردوینو عبارتست از مدل MEGA2560 که شباهت به مدل Due  دارد و همانند Due دارای 54 پورت ورودی و خروجی است.تنها تفاوت این سری با Due در این است که این سری از میکروکنترلر خانواده AVR استفاده می کند.

اما درست است که هرکدام از این سری ها ویژگی ها و معایب خود را دارند اما به طور کلی ماهیت سخت افزاری و هزینه پروژه است که تعیین کننده انتخاب نوع برد است.

برای آشنایی بیشتر و کار با آردوینو ما به شما توصیه میکنیم آموزش آردوینو را ملاحظه نمایید.